2025年C++试题附答案

2025年C++试题附答案一、单项选择题（每题3分，共30分）1.以下关于C++20概念（Concepts）的使用，正确的是（）A.template<std::integralT>voidfunc(Ta){...}B.template<typenameT>requiresstd::integral<T>voidfunc(Ta){...}C.template<typenameT>wherestd::integral<T>voidfunc(Ta){...}D.template<std::integralT>requiresstd::signed_integral<T>voidfunc(Ta){...}2.关于智能指针，以下说法错误的是（）A.std::unique_ptr不可拷贝，但可移动B.std::shared_ptr的引用计数存储在控制块中C.std::weak_ptr可通过lock()获取std::shared_ptrD.使用std::make_shared创建shared_ptr会导致内存分配次数比直接new多一次3.已知类定义：```cppclassBase{public:virtualvoidf(){std::cout<<"Base::f";}voidg(){std::cout<<"Base::g";}};classDerived:publicBase{public:voidf()override{std::cout<<"Derived::f";}voidg(){std::cout<<"Derived::g";}};```执行以下代码：```cppBasep=newDerived();p->f();p->g();```输出结果为（）A.Derived::fBase::gB.Base::fDerived::gC.Derived::fDerived::gD.Base::fBase::g4.以下表达式中，属于右值的是（）A.inta=5;&aB.std::string("test")C.intb;bD.constintc=10;c5.关于模板元编程，以下说法正确的是（）A.模板特化优先级高于主模板B.模板参数不能是函数类型C.非类型模板参数只能是整型或指针D.模板实例化发生在运行期6.若函数声明为`voidfunc()noexcept(true)`，则以下描述错误的是（）A.该函数不会抛出异常B.编译器可能对其进行更优的异常处理优化C.若函数内部抛出异常，程序会调用std::terminate()D.该函数可以被声明为`noexcept`（等价于noexcept(true)）7.关于C++20协程（Coroutine），以下说法错误的是（）A.协程通过co_await、co_yield、co_return控制执行流B.协程的承诺对象（promisetype）负责管理协程的生命周期C.协程的挂起（suspend）操作必须显式调用std::suspend_alwaysD.协程的返回类型需满足协程特质（coroutinetraits）8.关于STL容器，以下操作时间复杂度为O(1)的是（）A.std::vector的push_back（不触发扩容）B.std::map的findC.std::unordered_set的插入（无哈希冲突）D.std::deque的中间元素访问9.以下lambda表达式中，捕获变量a的方式为按引用捕获的是（）A.inta=5;autof=[=](){returna+1;};B.inta=5;autof=[&a](){returna+1;};C.inta=5;autof=[a]()mutable{a++;returna;};D.inta=5;autof=[this](){returna+1;};（假设在类成员函数中）10.关于内存管理，以下操作不会导致内存泄漏的是（）A.用new分配数组后，用delete释放（非数组形式）B.std::shared_ptr管理的对象被循环引用C.调用malloc后未调用freeD.std::unique_ptr管理的动态数组使用默认删除器二、填空题（每空2分，共20分）1.若要将模板函数`template<typenameT>voidfunc(Ta){}`特化为处理`constchar`类型，特化声明应为：__________。2.执行以下代码：```cppinta=10;autof=[&a](){a=20;};f();std::cout<<a;```输出结果为__________。3.C++中，用于声明虚析构函数的关键字是__________。4.若要限制类不能被拷贝，需将拷贝构造函数和拷贝赋值运算符声明为__________（访问权限）并删除（=delete）。5.已知`std::vector<int>v={1,2,3}`，使用范围for循环遍历并输出元素的代码为：__________。6.C++20中，用于合并多个约束条件的逻辑运算符是__________（如要求类型T同时满足A和B两个概念）。7.执行以下代码：```cppstd::shared_ptr<int>p1(newint(5));std::shared_ptr<int>p2=p1;std::weak_ptr<int>p3=p1;std::cout<<p1.use_count()<<""<<p3.use_count();```输出结果为__________。8.若要定义一个不可变的lambda表达式（即不能修改捕获的变量），需省略__________关键字。9.异常处理中，`catch(...)`表示__________。10.C++17中，用于简化模板参数推导的特性是__________（如`std::pairp(1,"test");`）。三、程序分析题（每题10分，共30分）1.分析以下代码的输出结果，并说明原因：```cppinclude<iostream>classA{public:A(){std::cout<<"Aconstruct";}~A(){std::cout<<"Adestruct";}};classB:publicA{public:B(){std::cout<<"Bconstruct";}~B(){std::cout<<"Bdestruct";}};intmain(){Aobj=newB();deleteobj;return0;}```2.分析以下模板代码的输出结果，并解释模板实例化过程：```cppinclude<iostream>template<typenameT>voidfunc(Ta){std::cout<<"General:"<<a<<"";}template<>voidfunc<int>(inta){std::cout<<"Specialized:"<<a<<"";}template<typenameT>voidfunc(Ta){std::cout<<"Partial:"<<a<<"";}intmain(){intx=10;func(x);//①func(&x);//②func(3.14);//③return0;}```3.分析以下代码中移动构造函数的调用次数，并说明原因（假设`MyClass`未定义拷贝构造函数）：```cppinclude<iostream>classMyClass{public:MyClass(){std::cout<<"Default";}MyClass(MyClass&&)noexcept{std::cout<<"Move";}MyClass&operator=(MyClass&&)noexcept{std::cout<<"Moveassign";returnthis;}};MyClassget(){MyClassobj;returnobj;//C++17起开启RVO（返回值优化）}intmain(){MyClassa=get();MyClassb;b=get();return0;}```四、编程题（每题10分，共20分）1.实现一个线程安全的环形队列（CircularQueue）类，要求支持以下操作：构造函数：指定队列容量enqueue(Tval)：向队列尾部添加元素，若队列已满则阻塞直到有空间dequeue()：从队列头部取出元素，若队列为空则阻塞直到有元素size()：返回当前队列中元素个数（需线程安全）要求使用C++标准库中的互斥锁（std::mutex）和条件变量（std::condition_variable）实现。2.使用C++20的范围（Ranges）和视图（Views）特性，实现以下功能：给定一个包含整数的std::vector，筛选出所有偶数，将其平方后，逆序输出结果。要求使用范围适配器组合操作（如views::filter、views::transform、views::reverse等），并避免不必要的拷贝。答案一、单项选择题1.B（A错误，概念约束应使用requires或简写形式；C错误，无where关键字；D错误，概念约束不能重复叠加）2.D（make_shared仅分配一次内存，包含对象和控制块）3.A（f()是虚函数，调用派生类版本；g()是非虚函数，调用基类版本）4.B（右值是临时对象或即将销毁的值，std::string("test")是临时对象）5.A（特化优先级高于主模板；B错误，模板参数可以是函数类型；C错误，非类型参数可以是枚举、指针等；D错误，模板实例化发生在编译期）6.A（noexcept(true)表示函数不会抛出异常，但如果内部抛出，程序终止，并非“不会抛出”）7.C（协程的挂起可以通过承诺对象的suspend_always或suspend_never控制，无需显式调用）8.C（unordered_set插入无冲突时为O(1)；A错误，vectorpush_back不扩容时均摊O(1)；B错误，mapfind是O(logn)；D错误，deque中间访问是O(1)，但题目未明确是否中间，可能为干扰项，正确选C）9.B（&a表示按引用捕获；A是按值；C是按值但mutable；D是捕获this指针）10.D（unique_ptr默认删除器对数组使用delete[]，正确释放；A错误，数组应用delete[]；B错误，循环引用导致无法释放；C错误，malloc需free）二、填空题1.`template<>voidfunc<constchar>(constchara){}`2.20（lambda按引用捕获a，修改后a的值变为20）3.virtual4.private5.`for(intnum:v){std::cout<<num;}`6.&&（如`requiresA<T>&&B<T>`）7.22（p1和p2共享引用，计数为2；p3作为weak_ptr，use_count()返回共享的计数）8.mutable9.捕获所有类型的异常10.类模板参数推导（CTAD）三、程序分析题1.输出：`AconstructBconstructAdestruct`原因：创建B对象时，先调用基类A的构造函数，再调用B的构造函数。但由于基类A的析构函数未声明为virtual，delete基类指针时仅调用基类的析构函数，导致派生类B的析构函数未被调用，造成资源泄漏（若B有需要释放的资源）。2.输出：`Specialized:10Partial:10General:3.14`①func(x)：x是int类型，匹配int的完全特化版本，输出“Specialized:10”；②func(&x)：参数是int，匹配部分特化的指针版本（模板函数`T`），输出“Partial:10”；③func(3.14)：参数是double，无对应特化，使用主模板，输出“General:3.14”。3.移动构造函数调用0次，移动赋值调用1次`MyClassa=get();`：C++17开启RVO（返回值优化），直接在a的内存位置构造对象，不调用移动构造；`MyClassb;`：调用默认构造函数；`b=get();`：get()返回临时对象，触发移动赋值运算符，调用1次移动赋值。四、编程题1.线程安全环形队列实现：```cppinclude<queue>include<mutex>include<condition_variable>template<typenameT>classThreadSafeCircularQueue{private:std::queue<T>q;size_tcapacity;std::mutexmtx;std::condition_variablenot_full;std::condition_variablenot_empty;public:explicitThreadSafeCircularQueue(size_tcap):capacity(cap){}voidenqueue(Tval){std::unique_lock<std::mutex>lock(mtx);not_full.wait(lock,[this](){returnq.size()<capacity;});q.push(std::move(val));not_empty.notify_one();}Tdequeue(){std::unique_lock<std::