2026年C高级编程与应用能力认证题库

2026年C++高级编程与应用能力认证题库一、选择题（每题2分，共20题）说明：本部分共20题，每题2分，总计40分。1.在C++中，以下哪个关键字用于声明一个类的私有成员？A.publicB.protectedC.privateD.internal2.以下哪个标准库容器最适合用于频繁插入和删除操作？A.`std::vector`B.`std::list`C.`std::array`D.`std::deque`3.在C++中，`std::async`函数的返回值类型是什么？A.`std::future`B.`std::thread`C.`std::promise`D.`std::async_result`4.以下哪个运算符用于检查两个指针是否指向同一内存地址？A.`==`B.`!=`C.`->`D.`->`5.在C++11中，以下哪个关键字用于声明一个右值引用？A.`const`B.`volatile`C.`move`D.`&&`6.以下哪个标准库算法用于对容器内的元素进行排序？A.`std::sort`B.`std::reverse`C.`std::find`D.`std::shuffle`7.在C++中，`std::exception`类的派生类中，哪个成员函数用于获取错误消息？A.`what()`B.`message()`C.`error()`D.`describe()`8.以下哪个标准库容器支持动态数组，且支持随机访问？A.`std::vector`B.`std::list`C.`std::map`D.`std::set`9.在C++中，`std::lock_guard`类的构造函数会做什么？A.锁定互斥量B.解锁互斥量C.检查互斥量状态D.创建互斥量10.以下哪个标准库算法用于计算容器内元素的数量？A.`std::count`B.`std::accumulate`C.`std::max_element`D.`std::min_element`二、填空题（每题2分，共10题）说明：本部分共10题，每题2分，总计20分。1.在C++中，用于动态分配内存的运算符是________。2.`std::unique_ptr`类用于实现________管理模式。3.`std::condition_variable`类与________类一起使用，用于线程间的同步。4.`std::thread`类的`join()`成员函数用于________线程。5.`std::atomic`类型用于实现________访问。6.`std::bind`函数用于创建________。7.`std::mutex`类的`lock()`成员函数用于________互斥量。8.`std::sort`算法的默认比较函数是________。9.`std::exception`类的`std::bad_cast`派生类用于处理________。10.`std::fstream`类用于实现________文件操作。三、简答题（每题5分，共5题）说明：本部分共5题，每题5分，总计25分。1.简述C++11中右值引用的概念及其应用场景。2.解释C++中的RAII（ResourceAcquisitionIsInitialization）原则及其优势。3.描述C++11中`std::async`函数的用法及其与`std::thread`的区别。4.说明C++中`std::mutex`与`std::recursive_mutex`的区别。5.比较C++中`std::vector`和`std::deque`的优缺点。四、编程题（每题10分，共3题）说明：本部分共3题，每题10分，总计30分。1.编写一个C++函数，实现将一个字符串中的所有小写字母转换为大写字母。要求使用C++11标准库中的算法。2.设计一个简单的线程安全计数器类，要求支持线程安全的自增操作。使用`std::mutex`实现互斥锁保护。3.编写一个C++程序，使用`std::async`实现一个简单的斐波那契数列计算器，要求计算并输出前20个斐波那契数。答案与解析一、选择题答案与解析1.C.private解析：在C++中，`private`关键字用于声明类的私有成员，只有类的成员函数和友元函数可以访问私有成员。2.B.std::list解析：`std::list`是基于双向链表实现的，适合频繁插入和删除操作。`std::vector`和`std::deque`在插入和删除操作时效率较低。3.A.std::future解析：`std::async`函数返回一个`std::future`对象，用于获取异步操作的结果。4.A.`==`解析：`==`运算符用于检查两个指针是否指向同一内存地址。5.D.`&&`解析：`&&`关键字用于声明一个右值引用。6.A.`std::sort`解析：`std::sort`算法用于对容器内的元素进行排序。7.A.`what()`解析：`what()`成员函数用于获取`std::exception`对象的错误消息。8.A.`std::vector`解析：`std::vector`支持动态数组，且支持随机访问。9.A.锁定互斥量解析：`std::lock_guard`类的构造函数会锁定互斥量，析构函数会自动解锁。10.A.`std::count`解析：`std::count`算法用于计算容器内特定元素的数量。二、填空题答案与解析1.`new`解析：`new`运算符用于动态分配内存。2.管理对象生命周期解析：`std::unique_ptr`类用于实现对象生命周期管理，确保对象在不再需要时自动释放资源。3.`std::unique_lock`解析：`std::condition_variable`类与`std::unique_lock`类一起使用，用于线程间的同步。4.等待线程结束解析：`std::thread`类的`join()`成员函数用于等待线程结束。5.原子解析：`std::atomic`类型用于实现原子访问，确保操作的不可中断性。6.函数对象解析：`std::bind`函数用于创建函数对象。7.锁定解析：`std::mutex`类的`lock()`成员函数用于锁定互斥量。8.`std::less`解析：`std::sort`算法的默认比较函数是`std::less`。9.类型转换错误解析：`std::bad_cast`派生类用于处理类型转换错误。10.文本和二进制解析：`std::fstream`类用于实现文本和二进制文件操作。三、简答题答案与解析1.右值引用的概念及其应用场景解析：右值引用是C++11引入的一种引用类型，用于区分左值和右值。右值引用可以绑定到临时对象或右值，从而实现移动语义，提高性能。应用场景包括资源转移、完美转发等。2.RAII原则及其优势解析：RAII（ResourceAcquisitionIsInitialization）原则是指通过对象的生命周期管理资源，确保资源在对象构造时获取，在对象析构时释放。优势在于简化资源管理，避免内存泄漏和资源竞争。3.`std::async`函数的用法及其与`std::thread`的区别解析：`std::async`函数用于启动异步操作，返回一个`std::future`对象。与`std::thread`相比，`std::async`支持返回值和异常传播，且可以自动管理线程生命周期。4.`std::mutex`与`std::recursive_mutex`的区别解析：`std::mutex`只能被一个线程锁定一次，而`std::recursive_mutex`可以被同一个线程多次锁定。`std::recursive_mutex`适用于递归函数或需要多次锁定的情况。5.`std::vector`和`std::deque`的优缺点解析：`std::vector`的优点是随机访问效率高，缺点是在插入和删除操作时效率较低。`std::deque`的优点是插入和删除操作效率高，缺点是随机访问效率较低。四、编程题答案与解析1.将字符串中的所有小写字母转换为大写字母cppinclude<algorithm>include<cctype>include<string>std::stringto_upper(conststd::string&str){std::stringresult=str;std::transform(result.begin(),result.end(),result.begin(),[](unsignedcharc){returnstd::toupper(c);});returnresult;}2.线程安全计数器类cppinclude<mutex>classSafeCounter{private:intcount_=0;std::mutexmtx_;public:voidincrement(){std::lock_guard<std::mutex>lock(mtx_);++count_;}intget()const{std::lock_guard<std::mutex>lock(mtx_);returncount_;}};3.斐波那契数列计算器cppinclude<future>include<iostream>include<vector>longlongfibonacci(intn){if(n<=1)returnn;autof0=std::async(std::launch::async,fibonacci,n-1);autof1=std::async(std::launch::async,fibonacci,n-2);returnf0.get()+f1.get