2026年C编程技术提高题目解答

2026年C++编程技术提高题目解答一、选择题（每题2分，共10题）1.下列关于C++11智能指针的描述，正确的是？A.`std::unique_ptr`可以被复制，但只能有一个所有权B.`std::shared_ptr`可以传递所有权，但会导致内存泄漏C.`std::weak_ptr`可以解决`std::shared_ptr`的循环引用问题D.`std::auto_ptr`在C++11中已被弃用，建议使用`std::unique_ptr`答案：C解析：-A选项错误，`std::unique_ptr`是右值引用类型，只能移动不能复制。-B选项错误，`std::shared_ptr`通过引用计数管理内存，不会导致泄漏（但循环引用时需要`std::weak_ptr`解决）。-C选项正确，`std::weak_ptr`不持有对象，通过`std::shared_ptr`获取原始指针，防止循环引用。-D选项正确，`std::auto_ptr`在C++11中已弃用，替代为`std::unique_ptr`。2.在C++中，以下哪个关键字用于声明静态成员变量？A.`static`B.`const`C.`volatile`D.`register`答案：A解析：-静态成员变量属于类，但只占用一个内存空间，通过`static`关键字声明。-`const`用于声明常量，`volatile`用于声明可能被外部修改的变量，`register`用于建议编译器使用寄存器存储变量（已不常用）。3.以下哪个函数是C++标准库中的线程创建函数？A.`std::thread::create()`B.`std::async::run()`C.`std::fork()`D.`std::create_thread()`答案：B解析：-C++11标准库中，线程创建使用`std::thread`构造函数，如`std::threadt(func)`。-`std::async`可返回`std::future`，但不是直接创建线程。-`std::fork()`是POSIX系统中的进程创建函数，非C++标准库。-`std::create_thread()`不是标准函数。4.以下哪个运算符用于判断两个指针是否指向同一内存地址？A.`==`B.`!=`C.`>`D.`>=`答案：A解析：-指针比较只能使用`==`或`!=`，用于判断是否指向同一地址。-`>`等运算符不适用于指针比较。5.在C++中，以下哪个关键字用于声明抽象类？A.`final`B.`abstract`C.`sealed`D.`virtual`答案：B解析：-C++11之前没有`abstract`关键字，但C++11引入`=default`或`=delete`可显式声明抽象类。-`final`用于禁止继承，`sealed`是C++20特性，禁止派生。-`virtual`用于虚函数，与抽象类无关。二、填空题（每空2分，共5题）6.请补全C++11中的右值引用声明：`voidfun(int&&arg){}`答案：移动引用解析：-`&&`表示右值引用，用于移动语义（避免拷贝），常用于资源转移场景。7.请补全lambda表达式的捕获列表语法：`[](intx){returnx+1;}`答案：`[=]`或`[&]`解析：-`[=]`捕获所有外部变量为值引用，`[&]`捕获所有外部变量为引用。8.请补全C++11中的线程创建代码：`std::threadt([](){std::cout<<"Hello";});`答案：`t.join()`或`t.detach()`解析：-`join()`等待线程结束，`detach()`让线程独立运行。9.请补全C++中的智能指针循环引用解决方案：`std::shared_ptr<A>a=std::make_shared<A>();`，如何防止循环引用？答案：`std::weak_ptr<A>w=a;std::shared_ptr<A>b=w.lock();`或在析构函数中解除循环解析：-使用`std::weak_ptr`不持有对象，通过`lock()`获取`std::shared_ptr`，防止循环引用。10.请补全C++11中的条件变量使用代码：`std::unique_lock<std::mutex>lock(m);`，如何等待条件变量？答案：`cv.wait(lock);`或`cv.wait_for(lock,std::chrono::seconds(1));`解析：-`wait()`等待条件变量，`wait_for()`带超时。三、简答题（每题5分，共4题）11.解释C++中的RAII（ResourceAcquisitionIsInitialization）原则及其应用场景。答案：-RAII通过对象生命周期管理资源（如内存、文件），对象构造时获取资源，析构时释放资源。-应用场景：内存管理（智能指针）、文件操作（自动关闭）、锁（自动释放）。解析：-RAII是C++资源管理的核心，防止资源泄漏。-例子：`std::unique_ptr`析构时自动删除对象。12.解释C++11中的移动语义和拷贝语义的区别。答案：-拷贝语义通过`copyconstructor`和`copyassignment`复制对象，完全拷贝资源。-移动语义通过`moveconstructor`和`moveassignment`转移资源，避免拷贝开销。解析：-移动语义用于性能优化，如`std::move`将右值引用转为左值。13.解释C++中的模板特化与重载的区别。答案：-特化是为特定类型定制模板行为（如`std::vector<int>`特化`std::vector`）。-重载是同名函数，通过参数类型或数量区分（如`func(int)`vs`func(double)`）。解析：-特化是编译时多态，重载是运行时多态。14.解释C++中的内存对齐规则及其意义。答案：-规则：-对齐要求：变量地址必须是自身大小的整数倍。-对齐方式：最大对齐要求（如`char`1字节，`int`4字节，对齐4字节）。-意义：提高缓存命中率，提升访问速度。解析：-对齐可减少内存访问次数，但可能浪费空间。四、编程题（共3题，每题15分）15.编写C++代码，实现一个线程安全的计数器，支持原子操作。要求：-使用`std::atomic<int>`实现计数器。-提供`increment()`和`decrement()`方法。-主函数中创建10个线程，每个线程调用`increment()`100次，最后打印总计数。答案：cppinclude<atomic>include<thread>include<iostream>std::atomic<int>counter(0);voidincrement(){for(inti=0;i<100;++i){++counter;}}intmain(){std::threadthreads[10];for(inti=0;i<10;++i){threads[i]=std::thread(increment);}for(auto&t:threads){t.join();}std::cout<<"Counter:"<<counter<<std::endl;return0;}解析：-`std::atomic`保证操作原子性，无需锁。-线程安全且高效。16.编写C++代码，实现一个简单的线程池，支持任务提交和执行。要求：-使用`std::thread`和`std::queue`实现线程池。-支持动态调整线程数量。-提供任务提交接口`submit(Func)`。答案：cppinclude<thread>include<queue>include<functional>include<vector>include<mutex>include<condition_variable>include<future>classThreadPool{public:ThreadPool(size_tthreads):stop(false){for(size_ti=0;i<threads;++i){workers.emplace_back([this]{while(true){std::function<void()>task;{std::unique_lock<std::mutex>lock(this->queue_mutex);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();}});}}template<classF,class...Args>autosubmit(F&&f,Args&&...args)->std::future<typenamestd::result_of<F(Args...)>::type>{usingreturn_type=typenamestd::result_of<F(Args...)>::type;autotask=std::make_shared<std::packaged_task<return_type()>>(std::bind(std::forward<F>(f),std::forward<Args>(args)...));std::future<return_type>res=task->get_future();{std::unique_lock<std::mutex>lock(queue_mutex);if(stop)throwstd::runtime_error("Threadpoolalreadystopped");tasks.emplace([task](){(task)();});}condition.notify_one();returnres;}~ThreadPool(){{std::unique_lock<std::mutex>lock(queue_mutex);stop=true;}condition.notify_all();for(std::thread&worker:workers)worker.join();}private:std::vector<std::thread>workers;std::queue<std::function<void()>>tasks;std::mutexqueue_mutex;std::condition_variablecondition;boolstop;};intmain(){ThreadPoolpool(4);autoresult=pool.submit([](intanswer){returnanswer;},42);std::cout<<"Result:"<<result.get()<<std::endl;return0;}解析：-线程池使用条件变量管理任务队列。-动态调整线程数量需扩展构造函数。17.编写C++代码，实现一个函数，判断给定字符串是否为有效的括号表达式（如`"(())"`）。要求：-使用栈结构实现，支持`()`,`[]`,`{}`。-返回`true`或`false`。答案：cppinclude<stack>include<string>include<iostream>boolisValidParenthesis(conststd::string&s){std::stack<char>st;std::unordered_map<char,char>mapping={{')','('},{']','['},{'}','{'}};for(charc:s){if(mapping.find(c)!=mapping.end()){if(st.empty()||st.top()!=mapping[c]