2026年软件工程师编程能力测试C中级模拟题

2026年软件工程师编程能力测试C++中级模拟题一、选择题（共10题，每题2分，总计20分）说明：以下题目主要考察C++基础语法、面向对象编程、STL及异常处理等知识点，结合实际工程场景设计。1.关于模板特化的描述，以下说法正确的是？A.模板特化只能针对类模板特化函数模板B.模板特化必须与原始模板参数类型完全一致C.模板特化可以提高编译效率D.模板特化是编译时多态的实现方式2.在C++中，以下哪种方式可以实现类的成员函数重载？A.通过返回值类型不同B.通过函数参数的默认值C.通过函数参数的顺序不同D.以上所有方式3.关于RAII（ResourceAcquisitionIsInitialization）原则，以下说法错误的是？A.RAII通过对象生命周期管理资源B.RAII适用于所有类型资源的释放C.RAII依赖于C++的构造函数和析构函数D.RAII可能导致内存泄漏（错误场景）4.以下哪种智能指针是线程安全的？A.`std::unique_ptr`B.`std::shared_ptr`C.`std::weak_ptr`D.`std::auto_ptr`（已废弃）5.关于C++11的右值引用，以下说法正确的是？A.右值引用只能绑定临时对象B.右值引用无法优化性能C.右值引用主要用于移动语义D.右值引用会改变对象的存储生命周期6.在STL中，以下哪个容器最适合实现快速插入和删除操作？A.`std::vector`B.`std::list`C.`std::map`D.`std::deque`7.关于C++11的lambda表达式，以下说法错误的是？A.lambda表达式可以捕获外部变量B.lambda表达式默认是值捕获C.lambda表达式可以隐式转换为函数指针D.lambda表达式不支持模板参数推导8.在多线程编程中，以下哪种同步机制适合保护共享数据的原子操作？A.`std::mutex`B.`std::atomic`C.`std::condition_variable`D.`std::lock_guard`9.关于C++虚函数的描述，以下说法正确的是？A.虚函数必须在基类中声明B.虚函数只能通过对象指针或引用调用C.虚函数的调用是静态绑定的D.虚函数的派生类必须重写基类虚函数10.在C++中，以下哪种方式可以防止编译器优化掉死代码？A.`volatile`关键字B.`const`关键字C.`static`关键字D.`inline`关键字二、填空题（共5题，每题2分，总计10分）说明：以下题目考察C++核心概念和STL常用操作。1.在C++中，`nullptr`是C++11引入的，用于替代`NULL`，其类型为______。2.`std::mutex`的`lock()`和`unlock()`函数必须成对出现，以防止死锁，而`std::lock_guard`可以自动释放锁，其构造函数需要传入______。3.`std::vector`的`reserve()`函数用于预分配内存，其目的是______。4.在C++中，`friend`关键字用于声明______函数或类，使其可以访问当前类的私有和保护成员。5.`std::condition_variable`通常与`std::unique_lock`配合使用，用于实现线程间的______。三、简答题（共3题，每题10分，总计30分）说明：以下题目考察C++设计模式、内存管理和并发编程等实践应用。1.简述C++中的“移动语义”及其优势。（要求：解释移动构造函数和移动赋值运算符的概念，并说明其在资源管理中的优化作用。）2.解释STL中`std::shared_ptr`和`std::unique_ptr`的区别，并说明适用场景。（要求：对比两者在内存管理机制、线程安全性及使用限制上的差异。）3.在多线程编程中，如何使用`std::mutex`和`std::lock_guard`实现线程安全的计数器？请给出代码示例。（要求：展示互斥锁的加锁和解锁逻辑，并说明防止死锁的关键。）四、编程题（共2题，每题25分，总计50分）说明：以下题目结合实际工程场景，考察C++综合编程能力。1.编写一个C++程序，实现一个简单的文件读取器类`FileReader`，要求：-类包含私有成员变量`std::ifstream`，用于打开文件。-提供构造函数，传入文件路径，自动打开文件（使用RAII原则）。-提供成员函数`readLines()`，逐行读取文件内容并存储到`std::vector<std::string>`中。-处理文件不存在或读取异常的情况，使用异常捕获机制。-示例代码如下：cppinclude<fstream>include<vector>include<string>classFileReader{private:std::ifstreamfile;public:FileReader(conststd::string&path);std::vector<std::string>readLines();};2.编写一个C++程序，实现线程安全的任务队列`TaskQueue`，要求：-使用`std::queue`存储任务（任务为自定义结构体`Task`），任务类型包含任务ID和任务数据。-提供生产者线程函数`produceTasks()`，向队列中添加任务。-提供消费者线程函数`consumeTasks()`，从队列中取出任务并执行（模拟任务处理）。-使用`std::mutex`和`std::condition_variable`实现生产者-消费者模式，保证线程安全。-示例代码框架：cppinclude<queue>include<mutex>include<thread>include<condition_variable>structTask{intid;std::stringdata;};classTaskQueue{private:std::queue<Task>tasks;std::mutexmtx;std::condition_variablecv;boolstop;public:TaskQueue();voidproduceTasks();voidconsumeTasks();~TaskQueue();};答案与解析一、选择题答案与解析1.C解析：模板特化可以提高编译效率，因为它允许针对特定类型实例化更优化的代码。特化可以是函数模板或类模板，但特化必须与原始模板参数类型一致。2.D解析：函数重载要求函数名相同，但参数类型或数量不同。返回值类型不同不算重载，默认参数和参数顺序不同是合法重载方式。3.D解析：RAII通过对象生命周期自动管理资源，如内存、文件句柄等，正确使用不会导致泄漏。错误场景通常是忘记释放资源。4.B解析：`std::shared_ptr`通过引用计数实现共享所有权，但每次引用传递都会增加计数，可能导致性能开销。`std::unique_ptr`是独占所有权，线程安全。5.C解析：右值引用用于优化资源转移，避免不必要的拷贝。它绑定临时对象（右值），通过移动语义提高性能。6.B解析：`std::list`基于双向链表，支持快速插入和删除（O(1)时间复杂度）。`std::vector`需要移动或复制元素（O(n)）。7.D解析：lambda表达式支持模板参数推导（如`auto`），可以捕获外部变量（值捕获或引用捕获）。8.B解析：`std::atomic`用于实现无锁原子操作，适合高并发场景。`std::mutex`需要手动加锁和解锁。9.A解析：虚函数通过虚表（vtable）实现动态绑定，必须在基类中声明。派生类可以重写虚函数，但不是必须的。10.A解析：`volatile`防止编译器优化掉对变量的读写操作，常用于硬件寄存器或共享内存。二、填空题答案与解析1.`std::nullptr_t`解析：`nullptr`是C++11的空指针类型，兼容旧代码中的`0`或`NULL`。2.`std::mutex&`解析：`std::lock_guard`需要传入一个互斥锁对象，以自动加锁和释放。3.减少内存分配和复制的次数解析：`reserve()`预分配内存可以避免多次扩容，提高性能。4.访问权限解析：`friend`允许特定函数或类访问当前类的私有和保护成员。5.同步（或信号量）解析：`std::condition_variable`用于线程间等待/通知机制，实现任务协调。三、简答题答案与解析1.移动语义解释及优势-移动语义通过移动构造函数和移动赋值运算符实现资源转移，而非拷贝。-优势：-提高性能：避免大对象复制，直接转移资源（如动态内存）。-减少内存泄漏：资源在生命周期结束时被正确释放。-支持RAII：与智能指针结合，优化资源管理。2.`std::shared_ptr`与`std::unique_ptr`对比-`std::unique_ptr`：独占所有权，只有一个`std::unique_ptr`能管理资源。-优点：线程安全、轻量级。-缺点：不支持共享。-`std::shared_ptr`：共享所有权，通过引用计数管理资源。-优点：支持共享，自动释放。-缺点：引用计数增加开销，可能导致循环引用问题。-适用场景：-`std::unique_ptr`：独占资源（如临时对象、单例）。-`std::shared_ptr`：共享资源（如配置对象、数据库连接）。3.线程安全计数器代码示例cppinclude<iostream>include<mutex>include<thread>classSafeCounter{private:intcount=0;std::mutexmtx;public:voidincrement(){std::lock_guard<std::mutex>lock(mtx);++count;}intget(){std::lock_guard<std::mutex>lock(mtx);returncount;}};解析：`std::lock_guard`自动加锁和解锁，防止死锁。四、编程题答案与解析1.`FileReader`类实现cppinclude<fstream>include<vector>include<string>include<stdexcept>classFileReader{private:std::ifstreamfile;public:FileReader(conststd::string&path):file(path){if(!file.is_open())throwstd::runtime_error("Filenotfound");}std::vector<std::string>readLines(){std::vector<std::string>lines;std::stringline;while(std::getline(file,line))lines.push_back(line);returnlines;}};解析：使用RAII原则自动打开文件，异常捕获处理文件不存在。2.`TaskQueue`实现cppinclude<queue>include<mutex>include<thread>include<condition_variable>include<iostream>structTask{intid;std::stringdata;};classTaskQueue{private:std::queue<Task>tasks;std::mutexmtx;std::condition_variablecv;boolstop;public:TaskQueue():stop(false){}voidproduceTasks(){for(inti=0;i<10;++i){std::unique_lock<std::mutex>lock(mtx);tasks.emplace(i,"Task"+std::to_string(i));std::cout<<"Producedtask"<<i<<std::endl;cv.notify_one();std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(100));}stop=true;cv.notify_all();}voidconsumeTasks(){while(true){std::unique_lock<std::mutex>lock(mtx);cv.wait