2026年程序设计逻辑与实践认证题库C编程语言进阶技巧

2026年程序设计逻辑与实践认证题库：C++编程语言进阶技巧一、选择题（共10题，每题2分，合计20分）考察方向：C++内存管理、多线程编程、模板元编程等高级特性。1.下列关于C++智能指针的描述，错误的是？A.`std::unique_ptr`是单向右值引用语义的智能指针。B.`std::shared_ptr`可以通过引用计数实现多个指针共享同一资源。C.`std::weak_ptr`可以用来避免循环引用问题。D.`std::auto_ptr`在C++11中已被弃用，建议使用`std::unique_ptr`替代。2.在C++中，以下哪种方式可以正确实现线程安全的计数器？A.使用全局变量加互斥锁。B.使用`std::atomic<int>`类型。C.使用`std::lock_guard`封装临界区。D.以上所有方式均正确。3.关于C++模板元编程，以下说法正确的是？A.模板元编程可以在编译期进行计算，提高运行时效率。B.模板元编程会导致代码体积增大，但不会影响运行速度。C.模板元编程只能用于数值计算，无法处理复杂逻辑。D.模板元编程在C++11中被完全弃用。4.以下哪种情况下应优先使用`std::move`？A.当需要传递临时对象时。B.当需要避免不必要的拷贝时。C.当需要深拷贝对象时。D.当对象包含大量动态内存时。5.在C++中，`[[deprecated]]`属性的作用是？A.报错，阻止编译器编译该函数。B.提示开发者该函数已过时，建议使用替代方案。C.优化函数调用速度。D.禁止该函数被继承。6.关于C++11的右值引用，以下说法错误的是？A.右值引用可以用于移动语义优化。B.右值引用只能绑定临时对象。C.`std::move`可以强制将左值转换为右值引用。D.右值引用可以提高资源复用效率。7.在C++中，以下哪种方式可以避免虚函数带来的性能开销？A.使用`final`关键字禁止函数被重写。B.使用`static`方法替代虚函数。C.使用模板函数实现多态。D.以上所有方式均正确。8.关于C++17的`std::optional`，以下说法正确的是？A.`std::optional`可以表示一个可能不存在的值。B.`std::optional`需要手动管理内存。C.`std::optional`只适用于数值类型。D.`std::optional`在C++14中已引入。9.在C++中，以下哪种情况下应使用`volatile`关键字？A.当变量在多线程中共享时。B.当变量可能被硬件直接修改时。C.当变量需要被频繁访问时。D.当变量用于计算密集型任务时。10.关于C++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可以防止内存泄漏。C.RAII只适用于内存管理。D.RAII是C++11引入的新特性。二、填空题（共5题，每题2分，合计10分）考察方向：C++标准库、异常处理、STL容器等高级应用。1.在C++中，`std::sort`默认使用的排序算法是________。2.为了处理C++中的异常，应使用________关键字声明可能抛出异常的函数。3.`std::mutex`与`std::recursive_mutex`的主要区别在于________。4.在C++中，`std::bind`可以用来________函数的参数。5.`std::variant`在C++17中用于替代之前的________类型。三、简答题（共5题，每题4分，合计20分）考察方向：C++设计模式、STL原理、多线程同步等。1.简述C++中的“强转”与“弱转”的区别，并举例说明。2.解释`std::lock_guard`和`std::unique_lock`的区别，以及何时使用后者。3.描述C++中“零对象（Zero-Object）”模式的实现原理和应用场景。4.解释`std::async`与`std::thread`的主要区别，以及如何选择它们。5.简述`std::function`与普通函数调用的区别，以及其适用场景。四、编程题（共3题，每题10分，合计30分）考察方向：C++综合应用、性能优化、实际工程问题。1.题目：编写一个C++函数，实现快速幂算法（`pow(x,n)`），要求支持整数和浮点数，并优化时间复杂度至`O(logn)`。cpp//示例：pow(2,10)=10242.题目：实现一个线程安全的单例模式，要求支持懒加载和多线程环境。cpp//示例：classSingleton{public:staticSingleton&GetInstance();private:Singleton()=default;~Singleton()=default;Singleton(constSingleton&)=delete;Singleton&operator=(constSingleton&)=delete;};3.题目：使用`std::variant`实现一个类型安全的枚举类，支持多种数据类型（如`int`、`double`、`std::string`），并提供类型检查功能。cpp//示例：usingMyVariant=std::variant<int,double,std::string>;答案与解析一、选择题答案1.D-`std::auto_ptr`在C++11中被弃用，建议使用`std::unique_ptr`。2.D-全局变量加互斥锁、`std::atomic<int>`、`std::lock_guard`均可实现线程安全计数器。3.A-模板元编程可以在编译期进行计算，优化运行时效率。4.A-`std::move`用于传递临时对象，避免不必要的拷贝。5.B-`[[deprecated]]`属性用于提示开发者该函数已过时。6.B-右值引用可以绑定临时对象或左值（通过`std::move`）。7.D-`final`禁止重写、`static`方法替代虚函数、模板函数均可避免虚函数开销。8.A-`std::optional`表示可能不存在的值，C++17引入。9.B-`volatile`用于防止编译器优化，适用于硬件直接修改的变量。10.C-RAII不仅适用于内存管理，还可用于文件、网络等资源管理。二、填空题答案1.`std::less`2.`throw`3.支持递归锁定4.绑定参数5.`std::union`三、简答题答案1.强转（`static_cast`）与弱转（`dynamic_cast`）的区别：-`static_cast`用于基类与派生类之间、类型转换（如`int`到`double`），不进行运行时类型检查。-`dynamic_cast`用于多态类型转换（如基类指针到派生类指针），需要进行运行时类型检查，若转换失败返回`nullptr`。cpp//示例：classBase{};classDerived:publicBase{};Baseb=newDerived();Derivedd1=static_cast<Derived>(b);//安全Derivedd2=dynamic_cast<Derived>(b);//安全2.`std::lock_guard`与`std::unique_lock`的区别：-`std::lock_guard`是作用域锁，自动释放互斥量，不可手动解锁。-`std::unique_lock`支持手动锁定/解锁、尝试锁定、递归锁定等，更灵活。cpp//示例：std::mutexmtx;std::lock_guard<std::mutex>lock(mtx);//自动解锁std::unique_lock<std::mutex>ulock(mtx);ulock.lock();//手动解锁ulock.unlock();3.零对象模式原理：-通过设计一个“零对象”，使得类在默认实例化时不占用资源（如无静态资源）。-常用于单例模式、空指针替代。cppclassNullObject{public:staticNullObject&GetInstance(){staticNullObjectinstance;returninstance;}voidDoSomething()override{/空操作/}};4.`std::async`与`std::thread`的区别：-`std::async`自动管理线程，返回`std::future`，支持`std::launch::async`（新线程）或`std::launch::deferred`（延迟执行）。-`std::thread`需要手动创建和Join/Detach，不返回`std::future`。cpp//示例：autof=std::async(std::launch::async,[]{/任务/});f.get();//获取结果5.`std::function`与普通函数调用的区别：-`std::function`是通用函数包装器，支持任何可调用对象（函数、lambda、成员函数等）。-普通函数调用直接执行，不支持延迟调用或类型封装。cpp//示例：std::function<void()>f=[](){std::cout<<"Hello";};f();//调用四、编程题答案1.快速幂算法实现：cpptemplate<typenameT>Tpow(Tx,intn){Tres=1;longlongy=n;while(y){if(y&1)res=x;x=x;y>>=1;}returnres;}2.线程安全单例模式：cppclassSingleton{public:staticSingleton&GetInstance(){staticSingletoninstance;returninstance;}private:Singleton()=default;~Singleton()=default;Singleton(constSingleton&)=delete;Singleton&operator=(constSingleton&)=delete;};3.类型安全枚举类：cppinclude<variant>include<string>usingMyVariant=std::variant<int,double,std::string>;MyVariantCreateVariant(const