2025年cpp考试试题及答案

2025年cpp考试试题及答案一、单项选择题（共20题，每题2分，总计40分。每题只有一个正确答案，错选、不选均不得分）1.按照ISOC++23标准规范，下列选项中属于合法用户自定义标识符的是（）A.3paramB.constinitC.calcValue_D.co_return2.在64位GCC13.2（遵循LP64数据模型）编译环境下，下列表达式的计算结果与其他三项不相等的是（）A.sizeof(int*)B.sizeof(longlong)C.sizeof(std::size_t)D.sizeof(int)3.下列关于const限定符的用法表述，符合C++语法规范的是（）A.constinta;a=10;B.constint*p=newint(5);*p=10;C.int*constp=newint(5);*p=10;D.constint&r=10;r=20;4.下列C++20标准中的concept定义，能够准确限定模板参数T为算术类型（即整数或浮点类型）的是（）A.std::integral<T>B.std::floating_point<T>A.Aa1;B.Aa2(10);C.Aa3=a2;D.Aa4=20;6.下列关于C++虚函数与运行时多态的表述，正确的是（）A.构造函数可以声明为虚函数，实现构造时的多态B.通过基类指针调用基类中声明为virtual的成员函数时，会根据指针指向的实际对象类型调用对应重写版本C.派生类重写基类虚函数时，必须使用override关键字，否则编译失败D.所有虚函数的调用都会执行动态绑定，不存在静态绑定的情况7.下列智能指针的使用场景中，会产生内存泄漏风险的是（）A.两个std::shared_ptr通过成员变量互相指向对方管理的对象，形成循环引用B.使用std::unique_ptr<int[]>管理动态分配的int数组C.使用std::weak_ptr观察std::shared_ptr管理的对象，访问前先调用lock()检查有效性D.调用std::make_shared<int>(10)创建动态int对象并初始化std::shared_ptr8.下列关于C++20引入的三路比较运算符（<=>，又称宇宙飞船运算符）的表述，错误的是（）A.编译器可根据用户定义的operator<=>自动生成<、<=、>、>=四个比较运算符的实现B.operator<=>的返回值类型包括std::strong_ordering、std::weak_ordering、std::partial_ordering三类C.若类中通过=default声明了默认的operator<=>，编译器会自动生成对应operator==的实现D.对两个浮点类型值使用<=>比较时，返回类型为std::strong_ordering，支持全序比较9.下列关于C++右值引用与移动语义的表述，正确的是（）A.std::move()函数会直接移动传入对象的资源，将源对象置为有效但未指定状态B.自定义移动构造函数的参数通常为非const的右值引用类型（T&&），便于窃取源对象的资源C.只要类中定义了拷贝构造函数，编译器就一定会自动生成默认的移动构造函数D.右值引用只能绑定到临时对象，无法绑定到通过std::move转换的左值10.下列关于C++lambda表达式的表述，符合C++20标准规范的是（）A.lambda表达式的值捕获变量在函数体内默认是可修改的，无需额外关键字B.C++20支持模板形式的lambda表达式，可在lambda参数列表前使用template<typenameT>声明模板参数C.引用捕获的变量生命周期由lambda对象管理，不会出现悬空引用问题D.lambda表达式无法作为STL算法的谓词参数，必须包装为std::function才能使用11.下列关于RAII（资源获取即初始化）机制的表述，错误的是（）A.RAII通过对象构造函数获取资源、析构函数释放资源，可保证异常场景下资源被正确释放B.std::fstream、std::lock_guard、std::unique_ptr都是遵循RAII机制设计的类C.RAII机制仅适用于管理堆内存资源，无法应用于文件句柄、互斥锁等系统资源的管理D.合理使用RAII机制可有效降低资源泄漏、逻辑错误的发生概率12.下列关于C++20协程机制的表述，错误的是（）A.协程是支持暂停和恢复执行的函数，可大幅简化异步IO、生成器等场景的代码逻辑B.协程内部可使用co_await关键字暂停执行，等待异步操作完成后再恢复C.协程内部可使用co_return关键字返回执行结果，不能使用普通return语句返回值D.协程的调度由操作系统内核完成，每个协程对应独立内核线程，上下文切换开销与线程相当13.下列关于C++20模块（module）机制的表述，正确的是（）A.使用模块需要通过#include指令引入对应的模块文件B.模块可避免传统头文件重复包含导致的冗余编译，显著提升大型项目的编译速度C.模块中定义的所有实体默认对外部可见，无需额外声明D.模块与传统C++头文件完全不兼容，无法在模块内引用头文件中的声明14.下列类型推导的结果，不符合C++标准规范的是（）A.执行autox={1,2,3};后，x的类型为std::initializer_list<int>B.执行decltype(auto)y=10;后，y的类型为intC.已知constinta=10;执行autob=a;后，b的类型为constintD.声明函数int&&f();执行autoz=f();后，z的类型为int15.下列STL容器中，底层实现为红黑树（平衡二叉搜索树）的是（）A.std::unordered_mapB.std::setC.std::dequeD.std::forward_list16.下列关于C++异常处理机制的表述，正确的是（）A.若抛出的异常未被任何catch块捕获，程序会调用std::terminate()终止运行B.catch块捕获异常时不考虑书写顺序，编译器会自动匹配最合适的异常类型C.构造函数抛出异常时，已完成构造的成员对象不会被自动析构D.声明为noexcept的函数若抛出异常，异常会被正常捕获和处理17.下列关于constexpr函数的表述，符合C++23标准规范的是（）A.constexpr函数的所有调用都必须在编译期完成计算，无法在运行期执行B.C++23标准下，constexpr函数内部支持动态内存分配、异常抛出与捕获等操作C.constexpr函数不能是递归函数，否则会导致编译错误D.constexpr函数的返回值类型只能是基本数据类型，不能是自定义类类型18.已知类A自定义了拷贝构造函数、移动构造函数、拷贝赋值运算符、移动赋值运算符，下列语句中会调用移动赋值运算符的是（）A.Aa1=a2;（a2为A类型的左值对象）B.Aa1=std::move(a2);C.a1=std::move(a2);（a1为已初始化的A类型对象）D.a1=a2;（a1为已初始化的A类型对象，a2为A类型的左值对象）19.下列关于C++类成员访问控制权限的表述，正确的是（）A.类的私有成员（private）只能被类自身的成员函数访问，友元函数也无法访问B.类的保护成员（protected）可被派生类的成员函数访问，但无法被类外部的普通函数访问C.类的公有成员（public）只能通过类的对象访问，类内部的成员函数无法访问D.struct定义的类默认成员访问权限为private，class定义的类默认成员访问权限为public20.下列关于std::weak_ptr的表述，正确的是（）A.std::weak_ptr是独立的智能指针类型，可单独管理动态分配的堆对象B.std::weak_ptr会增加所观察对象的shared_ptr引用计数C.std::weak_ptr可用于解决std::shared_ptr循环引用导致的内存泄漏问题D.std::weak_ptr可直接通过*或->运算符访问所管理的对象，无需额外转换二、多项选择题（共10题，每题2分，总计20分。每题有2-4个正确答案，多选、少选、错选、不选均不得分）1.下列对std::vector<int>容器执行的操作中，可能导致原有迭代器全部失效的有（）A.调用push_back()添加元素时触发容器容量扩容B.在容器头部位置调用erase()删除一个元素C.调用clear()方法清空容器内所有元素D.调用reserve()方法将容器容量调整为大于当前capacity()的值2.下列C++类成员函数中，不能声明为虚函数的有（）A.构造函数B.静态成员函数C.析构函数D.友元函数3.下列智能指针的使用方式中，符合现代C++编码规范且不存在内存安全问题的有（）A.优先使用std::make_unique<int>(10)创建std::unique_ptr管理动态对象B.通过std::move转移std::unique_ptr所有权后，继续通过原指针访问对象C.使用std::shared_ptr管理动态数组时，传入自定义删除器调用delete[]释放内存D.多线程环境下，多个线程不加同步同时修改同一个std::shared_ptr对象5.下列C++多态实现方式中，属于编译时多态（静态多态）的有（）A.函数重载B.虚函数重写C.模板函数实例化D.非虚成员函数的运算符重载6.下列关于C++引用的表述，正确的有（）A.引用定义时必须初始化，且绑定到对象后无法再重新绑定其他对象B.右值引用可绑定到临时对象，起到延长临时对象生命周期的作用C.引用作为函数参数传递时，会触发实参的拷贝构造，产生独立的副本D.C++语法允许定义指向引用的指针，即形如int&*p的声明是合法的7.下列关于类构造函数与析构函数的表述，正确的有（）A.构造函数支持重载，可以根据参数不同提供多个构造函数实现B.析构函数没有参数，不支持重载，一个类只能有一个析构函数C.只要用户未自定义任何构造函数，编译器一定会生成可用的无参默认构造函数D.派生类析构函数执行完成后，会自动调用直接基类的析构函数8.下列关键字中，属于C++20标准新引入的有（）A.conceptB.requiresC.autoD.co_await9.下列关于STL迭代器的表述，正确的有（）A.std::vector的迭代器属于随机访问迭代器，支持加减法运算、下标访问B.std::list的迭代器属于双向迭代器，支持递增、递减操作，不支持随机访问C.std::unordered_map的迭代器属于随机访问迭代器，支持O(1)时间定位元素D.std::istream_iterator属于输入迭代器，仅支持单遍遍历，不能修改输入流内容10.下列关于C++程序内存布局的表述，符合主流编译环境实现规范的有（）A.C++程序运行时内存通常分为栈、堆、全局/静态存储区、常量存储区、代码区几个部分B.栈上分配的对象由编译器自动管理，函数返回时自动调用析构函数释放资源C.堆上分配的内存由程序员手动管理，未主动释放的内存会在进程结束后由操作系统回收D.const修饰的所有变量都存储在常量存储区，无法通过任何方式修改其值三、程序填空题（共3题，5个空，每空3分，总计15分。请在代码横线位置填写正确的代码片段，使程序符合题意且可在C++20标准环境下正常编译运行）1.补全基于concept约束的泛型求和函数，使其支持对所有满足可加性、可默认初始化的类型计算参数包的元素和。```cpptemplate<typenameT>conceptAddable=requires(Ta,Tb){{a+b}->std::same_as<T>;{T{}}->std::convertible_to<T>;};//空（1）：声明可变参数模板，要求所有参数类型满足Addable概念____(1)____autosum(Tfirst,Args...rest){ifconstexpr(sizeof...(rest)==0){returnfirst;}else{//空（2）：递归展开参数包，完成累加逻辑return____(2)____;}}```2.补全简化版引用计数智能指针的核心逻辑，实现拷贝场景下的引用计数维护。```cpptemplate<typenameT>classSimpleSharedPtr{private:T*ptr;std::atomic<int>*ref_count;public:explicitSimpleSharedPtr(T*p=nullptr):ptr(p),ref_count(newstd::atomic<int>(1)){}SimpleSharedPtr(constSimpleSharedPtr&other):ptr(other.ptr),ref_count(other.ref_count){//空（3）：拷贝构造时维护引用计数____(3)____;}~SimpleSharedPtr(){//空（4）：析构时维护引用计数，计数归零时释放资源if(____(4)____==0){deleteptr;deleteref_count;}}T&operator*()const{return*ptr;}};```3.补全C++20Ranges管道操作代码，实现对输入整数向量的处理：过滤出大于10的偶数，将每个符合条件的数值乘以2，最终收集到新的整数向量中返回。```cppstd::vector<int>process(conststd::vector<int>&input){autoresult_view=inputreturn____(5)____;}```四、程序阅读题（共2题，每题5分，总计10分。请写出指定代码在64位GCC13.2、启用C++20标准、默认优化级别下的标准输出，不考虑换行格式差异）1.阅读以下代码，写出main函数执行后的输出结果。```cppclassBase{public:virtualvoidshow(){std::cout<<"Base::show";}voidprint(){std::cout<<"Base::print";}};classDerived:publicBase{public:voidshow()override{std::cout<<"Derived::show";}voidprint(){std::cout<<"Derived::print";}};intmain(){Baseb;Derivedd;Base*p=&d;p->show();p->print();Base&r=d;r.show();r.print();Baseobj=d;obj.show();obj.print();return0;}```2.阅读以下代码，写出main函数执行后的输出结果。```cppintmain(){autop1=std::make_shared<int>(42);std::weak_ptr<int>wp=p1;{autop2=p1;std::cout<<p1.use_count()<<"";if(autotmp=wp.lock()){std::cout<<*tmp<<"";}}std::cout<<p1.use_count()<<"";p1.reset();std::cout<<wp.expired()<<std::endl;return0;}```五、编程题（共1题，总计15分。请按照题目要求编写符合ISOC++20及以上标准的代码，要求可正常编译运行、逻辑正确、符合现代C++编码规范）请实现一个学生成绩处理模块，具体要求如下：1.定义Student结构体，包含三个成员：学号（longlong类型）、姓名（std::string类型）、三门课程成绩（std::array<double,3>类型）。2.实现泛型函数findTopStudent，要求：（1）通过C++20concept约束模板参数，仅支持元素类型为Student的可迭代输入范围（如std::vector<Student>、std::list<Student>等）作为传入参数；（2）遍历传入的学生容器，计算每个学生三门课程的平均分，返回平均分最高的学生对象；（3）若存在多个学生平均分并列最高，返回其中学号最小的学生；（4）若传入的容器为空，抛出std::invalid_argument异常，异常提示信息为"Emptystudentcontainer"。3.代码需符合现代C++编码规范，禁止使用裸new/delete进行手动内存管理，避免内存泄漏和悬空引用问题，具备基本的异常安全性。参考答案及解析一、单项选择题1.答案：C。解析：C++标准规定标识符不能以数字开头，不能使用语言关键字，选项A以数字开头非法；选项B的constinit是C++20引入的关键字（用于常量初始化），选项D的co_return是C++20协程关键字，均不可作为用户标识符；选项C的calcValue_以字母开头，仅包含合法字符，不属于保留标识符，符合规范。2.答案：D。解析：LP64数据模型是64位类Unix系统的标准数据模型，其中int类型长度为4字节，long、longlong、指针类型、size_t类型长度均为8字节，因此sizeof(int)的结果为4，其余三项结果均为8。3.答案：C。解析：选项A中const修饰的变量必须在定义时初始化，后续不可赋值；选项B中constint*表示指向constint的指针，不可通过指针修改指向的值；选项C中int*const表示const指针，指针本身的指向不可修改，但指向的int值可修改，符合语法；选项D中const引用不可修改绑定的值。4.答案：C。解析：选项A仅覆盖整数类型，选项B仅覆盖浮点类型；选项D仅支持int和double类型，未覆盖long、float、char等其他算术类型；选项C通过concept组合std::integral和std::floating_point，完整覆盖所有算术类型。5.答案：C。解析：选项A调用默认构造函数，选项B调用带int参数的构造函数；选项C使用同类型左值对象初始化新对象，触发拷贝构造；选项D在关闭拷贝消除时会先构造临时A对象，再调用移动构造函数完成a4的初始化，不会触发拷贝构造。6.答案：B。解析：选项A错误，构造函数执行时对象的动态类型尚未构建完成，不能声明为虚函数；选项C错误，override是可选的编译检查关键字，不添加时只要函数签名符合重写规则仍可构成虚函数重写；选项D错误，当通过类对象本身（而非指针或引用）调用虚函数时，执行静态绑定。7.答案：A。解析：选项A中两个shared_ptr互相持有对方的shared_ptr引用时，双方的引用计数永远无法降到0，对象无法被析构，造成内存泄漏；选项B中std::unique_ptr<int[]>特化版本会自动调用delete[]释放数组，无泄漏风险；选项C中weak_ptr不增加引用计数，lock()方法可安全判断对象有效性；选项D中make_shared是安全的shared_ptr创建方式。8.答案：D。解析：浮点类型存在NaN（非数值）值，NaN与任何浮点值都不满足序关系，因此浮点类型的<=>比较返回类型为std::partial_ordering，属于偏序关系，不是全序的std::strong_ordering。其余选项表述均符合C++20规范。9.答案：B。解析：选项A错误，std::move仅做类型转换，将左值转为右值引用，本身不执行任何移动操作；选项C错误，当用户自定义了拷贝构造、拷贝赋值或析构函数时，编译器不会自动生成移动构造函数；选项D错误，右值引用可绑定到std::move转换后的左值。10.答案：B。解析：选项A错误，lambda默认的operator()是const成员函数，值捕获的变量默认不可修改，需添加mutable关键字才可修改；选项C错误，引用捕获仅引用外部变量，不管理变量生命周期，外部变量销毁后会形成悬空引用；选项D错误，lambda是可调用对象，可直接作为STL算法的谓词参数，无需包装为std::function。11.答案：C。解析：RAII机制适用于所有需要配对执行获取/释放操作的资源，包括堆内存、文件句柄、互斥锁、网络连接等，并非仅能管理内存。12.答案：D。解析：C++协程是用户态轻量级执行单元，调度由用户态代码完成，不依赖内核线程，上下文切换开销远小于内核线程。13.答案：B。解析：选项A错误，模块通过import关键字导入，无需#include；选项C错误，模块中定义的实体默认是模块私有的，需用export关键字声明后才可被外部访问；选项D错误，模块可通过全局模块片段引入传统头文件中的声明，与头文件兼容。14.答案：C。解析：auto类型推导会忽略顶层const限定符，因此constinta=10;autob=a;推导后b的类型为int，而非constint。15.答案：B。解析：std::set和std::map的底层实现为红黑树，std::unordered_map底层为哈希表，std::deque底层为分段连续数组，std::forward_list底层为单向链表。16.答案：A。解析：选项B错误，catch块按照书写顺序匹配异常，若将基类异常的catch块写在前面，会导致派生类异常无法被正确匹配；选项C错误，构造函数抛出异常时，已完成构造的非静态成员会被自动析构；选项D错误，noexcept函数抛出异常时会直接调用std::terminate()终止程序，不会进入异常传播流程。17.答案：B。解析：选项A错误，constexpr函数既可以在编译期计算（当传入编译期常量参数时），也可以在运行期执行；选项C错误，C++11起constexpr函数即支持递归调用；选项D错误，满足字面类型要求的自定义类可作为constexpr函数的返回值类型。18.答案：C。解析：选项A、B属于对象初始化场景，分别调用拷贝构造和移动构造；选项C是已存在对象被右值赋值，调用移动赋值运算符；选项D是已存在对象被左值赋值，调用拷贝赋值运算符。19.答案：B。解析：选项A错误，类的友元函数可访问类的私有成员；选项C错误，类内部的成员函数可访问类的所有成员，不受权限限制；选项D错误，struct默认成员访问权限为public，class默认为private。20.答案：C。解析：选项A错误，weak_ptr是观察者智能指针，不能独立管理对象，必须依附于shared_ptr；选项B错误，weak_ptr不增加所观察对象的引用计数；选项D错误，weak_ptr没有重载*和->运算符，必须先调用lock()获得临时shared_ptr才能访问对象。二、多项选择题1.答案：ACD。解析：选项B中erase删除元素时，仅被删除位置及之后的迭代器失效，容器前部的迭代器不受影响；选项A、D触发内存重新分配，原有内存被释放，所有迭代器失效；选项C清空所有元素后，原有迭代器指向的元素已被销毁，全部失效。2.答案：ABD。解析：构造函数没有完整的对象动态类型信息，静态成员函数属于类而非对象、没有this指针，友元函数不是类的成员函数，三者均不能声明为虚函数；析构函数推荐声明为虚函数，避免基类指针指向派生类对象时析构不完整。3.答案：AC。解析：选项B中unique_ptr所有权转移后，原指针被置空，继续访问会触发空指针解引用错误；选项D中shared_ptr对象本身的读写不是线程安全的，多线程同时修改同一个shared_ptr对象会产生数据竞争。4.答案：ABD。解析：std::ranges::sort是即时执行的范围算法，不是惰性视图，无法通过管道串联；其余三项均为惰性视图适配器，支持管道操作。5.答案：ACD。解析：虚函数重写是运行时多态，需要在程序运行时根据对象动态类型绑定函数；函数重载、模板实例化、非虚运算符重载均在编译期完成绑定，属于静态多态。6.答案：AB。解析：选项C错误，引用作为参数时是对象的别名，不会触发拷贝构造；选项D错误，引用本身不是对象，不存在指向引用的指针，int&*是非法声明。7.答案：ABD。解析：选项C错误，若用户自定义了带参数的构造函数，编译器不会自动生成无参默认构造函数；若类包含没有默认构造函数的非静态成员，编译器生成的默认构造函数也无法正常初始化对象。8.答案：ABD。解析：auto关键字在C++11标准中引入，用于类型推导，其余三个关键字均为C++20新引入。9.答案：ABD。解析：std::unordered_map的迭代器属于前向迭代器，仅支持递增操作，不支持随机访问。10.答案：ABC。解析：选项D错误，局部const变量通常存储在栈上，且C++标准并未禁止通过指针间接修改const变量（虽然该行为属于未定义行为），并非所有const变量都存储在常量存储区。三、程序填空题1.空（1）答案：`template<AddableT,Addable...Args>`空（2）答案：`first+sum(rest...)`解析：第一空需要声明模板参数列表，通过Addable概念约束第一个参数类型和参数包中的所有类型满足可加性要求；第二空通过递归调用sum函数展开参数包，实现累加逻辑。2.空（3）答案：`(*ref_count)++`空（4）答案：`--(*ref_count)`解析：拷贝构造时两个智能指针共享同一个引用计数和对象指针，需要将引用计数原子加1；析构时先将引用计数原子减1，若计数为0说明是最后一个指向该对象的智能指针，需要释放对象和计数内存。3.空（5）答案：`std::vector<int>(result_view.begin(),result_view.end())`解析：C++20的range视图是惰性可迭代范围，可通过迭代器构造的方式将视图中的所有元素收集到vector容器中；若使用C++23标准，也可使用`std::ranges::to<std::vector<int>>(result_view)`