2026年C编程语言进阶与实战试题

2026年C++编程语言进阶与实战试题一、选择题（共10题，每题2分，计20分）1.在C++20中，以下哪个特性用于实现协程？A.coroutinesB.templatesC.conceptsD.ranges2.关于C++17中的结构化绑定，以下说法正确的是？A.只能用于类对象B.只能用于数组C.可以用于任何聚合类型D.需要编译器特定支持3.在C++中，以下哪种方式可以正确实现线程安全的共享数据？A.使用全局变量B.使用原子类型（std::atomic）C.使用引用计数（std::shared_ptr）D.使用裸指针4.C++11中引入的智能指针中，std::unique_ptr的主要特点是什么？A.支持多所有权B.支持拷贝构造C.默认删除器为deleteD.支持动态分配5.关于C++中的RAII（ResourceAcquisitionIsInitialization）原则，以下说法错误的是？A.用于管理资源B.通过对象生命周期管理资源C.可以防止内存泄漏D.适用于所有类型资源6.在C++中，以下哪种方法可以防止虚函数的过度使用？A.使用final关键字B.使用override关键字C.使用static关键字D.使用const关键字7.关于C++中的模板元编程，以下说法正确的是？A.只能用于数值计算B.可以在运行时执行C.主要用于编译时计算D.需要额外的库支持8.在C++中，以下哪种方法可以避免内存泄漏？A.使用智能指针B.手动释放内存C.使用goto语句D.使用动态库9.关于C++中的并发编程，以下说法正确的是？A.使用std::thread可以避免死锁B.使用std::mutex可以解决所有同步问题C.使用std::async可以简化异步编程D.使用std::future可以避免回调函数10.在C++中，以下哪种方法可以提高代码的可移植性？A.使用宏定义B.使用模板C.使用异常处理D.使用STL容器二、填空题（共5题，每题2分，计10分）1.在C++中，`nullptr`是C++11中引入的，用于替代`NULL`的空指针常量，其类型为__________。2.C++中的`auto`关键字可以自动推导变量的类型，但__________情况下不能使用。3.在C++中，`std::async`函数可以异步执行任务，其返回值类型为`std::future`，该类型用于__________。4.C++中的RAII原则通过对象的__________来管理资源，确保资源在对象生命周期结束时自动释放。5.在C++中，`std::variant`是C++17中引入的，用于替代原来的联合体，其类型为__________。三、简答题（共5题，每题4分，计20分）1.简述C++11中lambda表达式的优点及其适用场景。2.解释C++中的RAII原则，并举例说明其应用。3.描述C++中线程安全的概念，并列举常见的线程同步机制。4.解释C++模板元编程的基本原理，并举例说明其应用。5.描述C++17中`std::variant`的特点及其与联合体的区别。四、编程题（共5题，每题10分，计50分）1.编写一个C++函数，实现快速排序算法，要求使用递归方式实现，并对输入数组进行排序。cppvoidquickSort(intarr[],intleft,intright);2.编写一个C++类，实现一个简单的线程池，要求支持多线程任务提交和执行。cppclassThreadPool{public:ThreadPool(intnumThreads);~ThreadPool();voidsubmit(std::function<void()>task);private:std::vector<std::thread>threads;std::queue<std::function<void()>>tasks;std::mutexqueueMutex;std::condition_variablecondition;boolstop;};3.编写一个C++函数，实现二分查找算法，要求输入数组已排序，并返回目标值在数组中的索引。cppintbinarySearch(conststd::vector<int>&arr,inttarget);4.编写一个C++类，实现一个简单的单例模式，要求确保全局只有一个实例。cppclassSingleton{public:staticSingleton&getInstance();private:Singleton();~Singleton();Singleton(constSingleton&)=delete;Singleton&operator=(constSingleton&)=delete;};5.编写一个C++函数，实现快速幂算法，要求使用迭代方式计算`base`的`exponent`次方。cppintfastPow(intbase,intexponent);答案与解析一、选择题答案与解析1.A.coroutines解析：C++20引入了coroutines特性，用于实现协程，允许函数暂停和恢复执行。2.C.可以用于任何聚合类型解析：结构化绑定可以用于任何聚合类型，包括数组、结构体和联合体。3.B.使用原子类型（std::atomic）解析：原子类型可以保证操作的原子性，防止多线程下的数据竞争。4.C.默认删除器为delete解析：std::unique_ptr的默认删除器为delete，确保独占所有权时资源正确释放。5.D.适用于所有类型资源解析：RAII只适用于对象生命周期可以管理资源的情况，不适用于所有类型资源。6.A.使用final关键字解析：final关键字可以防止类或虚函数被进一步派生或重写。7.C.主要用于编译时计算解析：模板元编程在编译时执行，用于编译时计算和代码生成。8.A.使用智能指针解析：智能指针可以自动管理资源，防止内存泄漏。9.C.使用std::async可以简化异步编程解析：std::async可以简化异步编程，返回std::future用于结果获取。10.B.使用模板解析：模板可以生成针对不同类型的代码，提高代码的可移植性。二、填空题答案与解析1.std::nullptr_t解析：nullptr是C++11中引入的空指针常量，其类型为std::nullptr_t。2.lambda表达式的参数是捕获列表解析：lambda表达式的参数是捕获列表，不能用于无参数的自动推导。3.获取异步任务的结果解析：std::future用于获取异步任务的结果，可以避免回调函数。4.析构函数解析：RAII通过对象的析构函数来管理资源，确保资源在对象生命周期结束时自动释放。5.std::variant解析：std::variant是C++17中引入的，用于替代原来的联合体，类型为std::variant。三、简答题答案与解析1.C++11中lambda表达式的优点及其适用场景优点：-简洁：可以内联定义函数，避免重复代码。-安全：可以捕获外部变量，避免全局变量。适用场景：-简单的回调函数。-短暂使用的匿名函数。2.C++中的RAII原则及其应用RAII（ResourceAcquisitionIsInitialization）原则通过对象的构造函数获取资源，通过析构函数释放资源。应用：-内存管理（std::unique_ptr）。-文件操作（std::ifstream）。-网络连接（std::socket）。3.C++中线程安全的概念及常见的线程同步机制线程安全：在多线程环境下，代码的行为符合预期，不会出现数据竞争或死锁。常见的线程同步机制：-std::mutex：互斥锁，防止数据竞争。-std::condition_variable：条件变量，用于线程间同步。-std::atomic：原子类型，保证操作的原子性。4.C++模板元编程的基本原理及其应用基本原理：在编译时执行计算，生成针对不同类型的代码。应用：-编译时计算（如快速幂）。-代码生成（如模板元编程框架）。5.C++17中std::variant的特点及其与联合体的区别特点：-类型安全：编译时检查。-可以存储多种类型。与联合体的区别：-std::variant编译时检查类型。-std::variant可以有对应的访问函数。四、编程题答案与解析1.快速排序算法实现cppvoidquickSort(intarr[],intleft,intright){if(left>=right)return;intpivot=arr[left];inti=left,j=right;while(i<j){while(i<j&&arr[j]>=pivot)j--;if(i<j)arr[i++]=arr[j];while(i<j&&arr[i]<=pivot)i++;if(i<j)arr[j--]=arr[i];}arr[i]=pivot;quickSort(arr,left,i-1);quickSort(arr,i+1,right);}2.线程池实现cppclassThreadPool{public:ThreadPool(intnumThreads):stop(false){for(inti=0;i<numThreads;++i){threads.emplace_back([this]{while(true){std::function<void()>task;{std::unique_lock<std::mutex>lock(this->queueMutex);this->condition.wait(lock,[this]{returnthis->stop||!this->tasks.empty();});if(this->stop&&this->tasks.empty())return;task=std::move(this->tasks.front());this->tasks.pop();}task();}});}}~ThreadPool(){{std::unique_lock<std::mutex>lock(queueMutex);stop=true;}condition.notify_all();for(std::thread&thread:threads){thread.join();}}voidsubmit(std::function<void()>task){{std::unique_lock<std::mutex>lock(queueMutex);if(stop)throwstd::runtime_error("Threadpoolalreadystopped");tasks.emplace(std::move(task));}condition.notify_one();}private:std::vector<std::thread>threads;std::queue<std::function<void()>>tasks;std::mutexqueueMutex;std::condition_variablecondition;boolstop;};3.二分查找算法实现cppintbinarySearch(conststd::vector<int>&arr,inttarget){intleft=0,right=arr.size()-1;while(left<=right){intmid=left+(right-left)/2;if(arr[mid]==target)returnmid;elseif(arr[mid]<target)left=mid+1;elseright=mid-1;}return-1;}4.单例模式实现cppclassSingleton{public:staticSingleton&getInstance(){staticSingletoninstance;returninstance;}private:Singleton()=default;~Singleton()=default;