2026年C编程语言进阶练习题及答案

2026年C++编程语言进阶练习题及答案一、选择题（每题3分，共30分）1.在C++中，以下哪个关键字用于声明一个类成员为静态成员？A.`dynamic`B.`static`C.`abstract`D.`volatile`2.关于C++11的右值引用，以下描述正确的是？A.右值引用只能绑定到临时变量B.右值引用可以提高复制性能C.右值引用不能用于普通变量D.右值引用会改变原对象的值3.在C++中，`std::mutex`与`std::recursive_mutex`的主要区别在于？A.`std::mutex`支持多线程同时访问，`std::recursive_mutex`不支持B.`std::recursive_mutex`允许同一线程多次锁定，`std::mutex`不允许C.`std::mutex`适用于高并发场景，`std::recursive_mutex`适用于单线程D.两者没有区别，只是命名不同4.C++17中，`std::optional`的主要作用是？A.用于多线程同步B.用于函数返回值可能为空的情况C.用于泛型编程D.用于内存管理5.关于C++中的RAII（ResourceAcquisitionIsInitialization）模式，以下说法错误的是？A.RAII通过对象生命周期管理资源B.RAII适用于所有资源管理场景C.RAII依赖于C++的构造函数和析构函数D.RAII可以防止内存泄漏6.在C++中，`std::async`与`std::thread`的主要区别在于？A.`std::async`会自动管理线程生命周期，`std::thread`不会B.`std::async`只能用于IO操作，`std::thread`可以用于CPU密集型任务C.`std::async`返回`std::future`，`std::thread`返回`std::thread`对象D.两者没有区别，只是命名不同7.关于C++11的智能指针，以下描述正确的是？A.`std::unique_ptr`可以复制，`std::shared_ptr`不可以B.`std::weak_ptr`可以单独使用，`std::shared_ptr`不可以C.`std::shared_ptr`适用于多对象共享资源，`std::unique_ptr`适用于单对象D.两者没有区别，只是命名不同8.在C++中，`constexpr`关键字的主要作用是？A.用于函数重载B.用于声明常量表达式C.用于动态内存分配D.用于模板元编程9.关于C++中的模板元编程，以下说法错误的是？A.模板元编程在编译时执行B.模板元编程可以提高运行时性能C.模板元编程依赖于RTTI（Run-TimeTypeInformation）D.模板元编程可以用于编写编译器插件10.在C++中，`std::variant`与`std::union`的主要区别在于？A.`std::variant`可以存储多个类型，`std::union`只能存储一个类型B.`std::variant`可以检测类型，`std::union`不可以C.`std::variant`适用于泛型编程，`std::union`适用于性能敏感场景D.两者没有区别，只是命名不同二、填空题（每空2分，共20分）1.在C++中，`__attribute__((aligned(16)))`用于指定对象的__________对齐方式。2.C++11中，`[[deprecated]]`用于标记__________的函数或变量。3.`std::atomic`类型用于实现__________的变量。4.在C++中，`constexpr`函数必须在__________中定义。5.`std::function`可以存储__________的函数或lambda表达式。6.`std::chrono`库用于处理__________。7.C++17中，`consteval`用于声明__________的函数。8.`std::filesystem`库用于处理__________。9.在C++中，`[[no_unique_address]]`用于优化__________。10.`std::expected`是C++23中的新特性，用于处理__________。三、简答题（每题10分，共40分）1.简述C++11中的右值引用与左值引用的区别，并举例说明。2.解释RAII模式在C++中的应用场景，并举例说明。3.比较C++中的`std::mutex`、`std::recursive_mutex`和`std::timed_mutex`的特点和应用场景。4.简述C++17中的`consteval`与`constexpr`的区别，并举例说明。四、编程题（每题25分，共50分）1.编写一个C++函数，使用`std::async`实现多线程计算斐波那契数列的第N项，并返回结果。要求使用`std::future`获取结果，并在主线程中打印。2.编写一个C++类，实现一个简单的线程安全计数器，要求支持原子操作，并使用`std::mutex`保护共享数据。提供`increment`和`get`方法。答案及解析一、选择题答案1.B解析：`static`关键字用于声明静态成员，静态成员属于类本身，而非对象实例。2.A解析：右值引用只能绑定到临时变量或右值，用于移动语义，提高性能。3.B解析：`std::recursive_mutex`允许同一线程多次锁定，而`std::mutex`不允许。4.B解析：`std::optional`用于表示可能为空的值，避免使用NULL或指针。5.B解析：RAII适用于管理动态资源（如内存、文件），但不适用于所有资源（如CPU时间）。6.A解析：`std::async`会自动管理线程生命周期，而`std::thread`需要手动`join`或`detach`。7.C解析：`std::shared_ptr`适用于多对象共享资源，而`std::unique_ptr`是独占所有权的智能指针。8.B解析：`constexpr`用于声明编译时常量表达式，确保在编译时计算。9.C解析：模板元编程在编译时执行，不依赖于RTTI。10.B解析：`std::variant`可以检测存储的类型，而`std::union`不可以。二、填空题答案1.内存2.不推荐使用3.原子操作4.编译单元5.任何可调用对象6.时间7.编译时常量8.文件系统9.模板实例化10.可能失败的操作三、简答题答案1.右值引用与左值引用的区别-左值引用：绑定到可寻址的对象（如变量），如`int&a=b;`中`a`是左值引用。-右值引用：绑定到临时对象或右值（如函数返回值），如`int&&c=b();`中`c`是右值引用。-示例：cppvoidf(int&x){}//只接受左值引用voidg(int&&x){}//只接受右值引用2.RAII模式的应用场景-用于管理动态资源（如内存、文件、锁），通过对象生命周期自动释放资源。-示例：cppclassFile{public:File(constcharpath){open(path);}~File(){close();}private:voidopen(constcharpath){}voidclose(){}};3.`std::mutex`、`std::recursive_mutex`和`std::timed_mutex`的比较-`std::mutex`：同一线程不能多次锁定，适用于单锁场景。-`std::recursive_mutex`：同一线程可以多次锁定，适用于递归场景。-`std::timed_mutex`：支持超时锁定，避免死锁。4.`consteval`与`constexpr`的区别-`constexpr`：函数或变量在编译时可计算，但也可以在运行时计算。-`consteval`：函数必须在编译时计算，否则编译失败。-示例：cppconstexprintf(){return5;}//编译时可计算constevalintg(){return5;}//必须编译时可计算四、编程题答案1.多线程计算斐波那契数列cppinclude<future>include<iostream>intfibonacci(intn){if(n<=1)returnn;returnfibonacci(n-1)+fibonacci(n-2);}intmain(){autofuture=std::async(std::launch::async,fibonacci,30);std::cout<<"Fibonacci(30)="<<future.get()<<std::endl;return0;}2.线程安全计数器cppinclude<mutex>include<atomic>classSafeCounter{public:voidincrement(){std::lock_guard<std::mutex>lock(mutex_);count_.fetch_add(1,std::memory_order_r