C++期末考试题及答案1

C++期末考试题及答案[1]一、单项选择题（每题2分，共30分）1.下列选项中，属于C++合法用户自定义标识符的是（）A.2varB.intC._var123D.my-var2.在32位C++编译环境下，以下基本数据类型占用内存字节数的描述错误的是（）A.char类型占用1字节B.int类型占用4字节C.double类型占用8字节D.longlong类型占用4字节3.有变量定义语句inta=10;若定义指针constint*p=&a;，以下描述正确的是（）A.不能通过p修改p指向的内存单元的值B.不能修改p本身存储的地址值C.p和p指向的内存单元值都不能修改D.该指针定义存在语法错误4.下列各组函数声明中，属于合法函数重载的是（）A.intfunc(inta);与voidfunc(inta);B.intfunc(inta,doubleb);与intfunc(doublea,intb);C.voidfunc(inta=1,intb);与voidfunc(inta);D.intfunc(int*a);与intfunc(inta[]);5.下列动态内存管理代码中，存在内存泄漏风险的是（）A.int*p=newint(10);deletep;B.int*p=newint[10];delete[]p;C.int*p=newint[10];deletep;D.int*p=nullptr;deletep;6.C++中，使用class关键字定义的类，其成员默认的访问权限是（）A.publicB.privateC.protectedD.friend7.下列关于类的构造函数和析构函数的描述，错误的是（）A.构造函数支持重载，可以定义多个参数不同的构造函数B.析构函数可以携带参数，支持重载C.构造函数在对象创建时由系统自动调用D.析构函数在对象生命周期结束时由系统自动调用8.若类B以公有继承（public）方式继承类A，那么类A中的protected成员在类B中的访问权限是（）A.publicB.privateC.protectedD.不可访问9.C++实现运行时多态的必要条件不包括（）A.基类中声明虚函数B.派生类公有继承基类C.通过基类指针或引用指向派生类对象调用虚函数D.函数名相同、参数列表不同的函数重载10.继承体系中，将基类析构函数声明为虚函数的核心目的是（）A.保证构造函数的执行顺序正确B.实现通过基类指针释放派生类对象时，正确调用完整的析构函数链C.提高虚函数的调用执行效率D.强制派生类必须自定义析构函数11.下列C++运算符中，不允许被用户重载的是（）A.赋值运算符=B.下标运算符[]C.作用域解析符::D.函数调用运算符()12.下列关于类成员函数中this指针的描述，正确的是（）A.this指针是类的静态成员变量B.this指针是指向当前调用成员函数的对象的隐含指针C.this指针可以在类的静态成员函数中使用D.this指针需要用户在类中手动定义13.下列关于C++函数模板的描述，错误的是（）A.函数模板支持重载，可以定义多个参数列表不同的函数模板B.函数模板的实例化过程是编译器在编译阶段自动完成的C.函数模板的类型参数列表可以声明多个类型参数D.当函数模板实例与普通函数都匹配调用参数时，优先调用函数模板实例14.C++异常处理机制中，用于捕获异常对象的关键字是（）A.throwB.tryC.catchD.finally15.使用ofstream类打开文本文件时，若要实现“在文件末尾追加写入内容，不覆盖原有文件内容”的效果，需要传入的打开模式组合是（）1.答案：C。解析：C++标识符命名需遵循三项核心规则：一是组成字符只能是大小写字母、数字、下划线；二是首字符必须为字母或下划线，不能以数字开头；三是不能与C++关键字、系统保留字重名。选项A以数字开头，违反规则二；选项B“int”是定义整型变量的关键字，违反规则三；选项D包含特殊字符“-”，违反规则一；选项C以下划线开头，后续字符为字母和数字，且不属于关键字，符合命名要求。2.答案：D。解析：32位与64位环境下，char类型始终占用1字节，short类型占用2字节，int类型占用4字节，float类型占用4字节，double类型占用8字节；long类型在32位环境下占用4字节、64位Linux环境下占用8字节，但longlong类型在所有标准编译环境下均占用8字节，因此选项D描述错误。3.答案：A。解析：const修饰指针时需根据const的位置区分语义：若const位于*左侧（constint*p或intconst*p），表示指针指向的内容为常量，不能通过指针修改指向单元的值，但指针本身存储的地址可以修改，指向其他单元；若const位于*右侧（int*constp），表示指针本身为常量，存储的地址不可修改，但指向的单元值可以通过指针修改；若*两侧均有const（constint*constp），表示指针本身和指向的内容均不可修改。题目中const位于*左侧，因此不能通过p修改指向的内存值。4.答案：B。解析：函数重载的判定标准是同一作用域内函数名相同、参数列表（参数个数、类型、顺序）不同，与函数返回值类型无关。选项A仅返回值类型不同，不构成重载；选项B两个函数的参数顺序不同，构成合法重载；选项C中带默认参数的函数调用时会与单参数函数产生二义性（调用func(10)时两个函数都匹配），属于非法重载；选项D中数组作为函数参数时会自动退化为指针，两个函数的参数列表本质完全相同，不构成重载。5.答案：C。解析：C++中new/delete与new[]/delete[]必须配对使用：new申请单个对象内存时，用delete释放；new[]申请数组内存时，必须用delete[]释放，否则只会调用数组中第一个对象的析构函数，剩余元素的资源不会被释放，引发内存泄漏，对于内置类型虽然部分编译器不会报错，但标准语义上属于未定义行为。选项C使用new[]申请数组却用delete释放，存在风险；选项D中delete空指针是合法操作，不会引发错误。6.答案：B。解析：C++中class定义的类默认成员访问权限为private，struct定义的结构体默认成员访问权限为public，二者除默认访问权限和默认继承权限外无其他本质区别。7.答案：B。解析：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；构造函数可以带参数，支持重载，以实现不同方式的对象初始化。8.答案：C。解析：公有继承的权限映射规则为：基类的public成员在派生类中保持public权限，基类的protected成员在派生类中保持protected权限，基类的private成员在派生类中不可直接访问；保护继承下基类的public、protected成员均变为派生类的protected成员；私有继承下基类的public、protected成员均变为派生类的private成员。9.答案：D。解析：运行时多态（动态多态）的核心是虚函数机制，实现条件包括：基类声明虚函数、派生类公有继承基类并重写虚函数、通过基类指针或引用指向派生类对象调用虚函数。函数重载属于编译时多态（静态多态），不属于运行时多态的实现条件。10.答案：B。解析：如果基类析构函数不是虚函数，当使用基类指针指向派生类堆对象并通过基类指针delete时，只会调用基类的析构函数，派生类部分的资源不会被释放，造成内存泄漏；将基类析构声明为虚函数后，delete时会根据对象实际类型调用完整的析构链，从派生类到基类依次执行析构逻辑，保证资源正确释放。11.答案：C。解析：C++明确规定5种运算符不允许重载：作用域解析符::、成员访问运算符.、成员指针访问运算符.*、三目条件运算符?:、长度运算符sizeof。其中赋值运算符=、下标运算符[]、函数调用运算符()、成员访问运算符->不仅允许重载，还必须重载为类的成员函数。12.答案：B。解析：this指针是非静态成员函数隐含的形参，指向调用该成员函数的对象，由编译器自动传递，不需要用户手动定义；静态成员函数属于整个类，不绑定具体对象，因此没有this指针，也不能在静态成员函数中使用this。13.答案：D。解析：函数模板与普通函数重载时，重载决议规则为：如果普通函数的参数类型与调用实参完全匹配，优先调用普通函数；只有当普通函数无法匹配实参类型时，才会实例化函数模板生成匹配的实例进行调用。14.答案：C。解析：C++异常处理的三个核心关键字中，try用于标记需要监控异常的代码块，throw用于抛出异常对象，catch用于匹配并捕获抛出的异常；C++标准中没有finally关键字，资源的自动释放依靠RAII机制实现。15.答案：C。解析：文件打开模式中，ios::in表示以读方式打开；ios::out表示以写方式打开；ios::trunc表示打开文件时清空原有内容（默认写模式会带该标记）；ios::app表示追加模式，所有写入内容定位到文件末尾；ios::binary表示以二进制模式打开文件。因此追加写入需要组合ios::out和ios::app。二、填空题（每空2分，共20分）1.C++中用于动态申请单个对象内存的运算符是____，用于释放动态数组内存的运算符配对是____。2.设有变量定义inta=5,b=2;，则表达式a/b+(double)a/b的计算结果为____。3.当类的成员函数在类外部进行定义时，需要使用____运算符指明该函数所属的类作用域。4.类中形如A&operator=(constA&other)的成员函数被称为____，如果用户未自定义该函数，编译器会自动生成一个完成____功能的默认版本。5.派生类的构造函数执行时，会首先在初始化列表中调用____的构造函数，再调用类中成员对象的构造函数，最后执行自身构造函数的函数体。6.纯虚函数的声明需要在虚函数原型末尾添加标记____，包含纯虚函数的类被称为____，无法直接实例化对象。7.C++动态多态的核心实现依赖____表，每个声明了虚函数的类都会维护该表，存储类中所有虚函数的入口地址。【填空题参考答案及解析】1.答案：new；delete[]。解析：C++使用new/delete管理动态内存，new用于申请单个对象或数组的堆内存，申请数组时需要使用delete[]配对释放，避免内存泄漏。2.答案：4.5。解析：表达式计算遵循运算符优先级和类型转换规则：首先计算a/b，两个操作数均为int类型，执行整数除法得到结果2；然后计算(double)a/b，先将a强制转换为double类型，b会自动提升为double类型执行浮点除法，得到结果2.5；二者相加结果为4.5。3.答案：::（作用域解析符）。解析：类外定义成员函数时，需要使用“返回值类型类名::函数名(参数列表)”的语法，通过::指明函数所属的类域。4.答案：拷贝赋值运算符；逐成员浅拷贝。解析：拷贝赋值运算符用于两个已存在对象之间的赋值操作，编译器生成的默认版本会对类的非静态成员执行逐成员赋值，对于指针成员仅拷贝地址值，属于浅拷贝，当类持有堆资源时会引发doublefree和内存泄漏问题，需要用户自定义实现深拷贝。5.答案：直接基类。解析：派生类构造函数的执行顺序严格遵循：先调用直接基类的构造函数，再调用成员对象的构造函数（成员对象按类中声明顺序构造），最后执行派生类自身构造函数的函数体，与初始化列表的书写顺序无关。6.答案：=0；抽象类。解析：纯虚函数是在基类中声明但不提供具体实现的虚函数，声明末尾加=0标记；包含纯虚函数的类为抽象类，只能作为基类被继承，不能创建抽象类的实例。7.答案：虚函数（vtable）。解析：虚函数表是编译器为每个含虚函数的类生成的静态数组，存储类中所有虚函数的地址；含有虚函数的对象会隐含一个虚表指针，指向所属类的虚函数表，运行时通过虚表指针查找实际要调用的函数地址，实现动态绑定。三、程序阅读题（每题5分，共20分）请阅读下列代码，写出程序运行后的标准输出结果。1.代码如下：usingnamespacestd;voidswap(int&a,int&b){inttemp=a;a=b;b=temp;}intmain(){intx=10,y=20;swap(x,y);cout<<"x="<<x<<",y="<<y<<endl;intm=3,n=5;int&r=m;r=n;cout<<"m="<<m<<",n="<<n<<endl;return0;}2.代码如下：usingnamespacestd;classTest{private:intid;public:Test(inti):id(i){cout<<"构造Test"<<id<<endl;}~Test(){cout<<"析构Test"<<id<<endl;}};intmain(){Testt1(1);Testt2(2);{Testt3(3);}Testt4(4);return0;}3.代码如下：usingnamespacestd;classBase{public:virtualvoidfunc(){cout<<"Base::func()"<<endl;}voidshow(){cout<<"Base::show()"<<endl;}};classDerived:publicBase{public:voidfunc()override{cout<<"Derived::func()"<<endl;}voidshow(){cout<<"Derived::show()"<<endl;}};intmain(){Baseb;Derivedd;Base*p=&d;p->func();p->show();p=&b;p->func();p->show();return0;}4.代码如下：usingnamespacestd;classCounter{private:staticintcount;public:Counter(){count++;}Counter(constCounter&c){count++;}~Counter(){count--;}staticintgetCount(){returncount;}};intCounter::count=0;intmain(){cout<<Counter::getCount()<<endl;Countera;cout<<Counter::getCount()<<endl;{Counterb[3];cout<<Counter::getCount()<<endl;}Counterc(a);cout<<Counter::getCount()<<endl;return0;}【程序阅读题参考答案及解析】1.参考答案：x=20,y=10m=5,n=5解析：本题考查引用的语义。swap函数采用引用传参，形参是实参的别名，函数内对a、b的交换操作会直接作用到实参x、y上，因此交换后x=20、y=10；引用在定义时必须初始化，且一旦绑定到某个变量就不能重新绑定为其他变量的别名，代码中r初始化为m的引用，后续执行r=n是将n的值赋值给r绑定的m，而非将r重新绑定为n的别名，因此m被修改为5，n本身的值不变，最终m=5、n=5。2.参考答案：构造Test1构造Test2构造Test3析构Test3构造Test4析构Test4析构Test2析构Test1解析：本题考查局部对象的生命周期与构造析构顺序。局部自动对象在执行到定义语句时构造，离开所在作用域时析构，同作用域内构造顺序与定义顺序一致，析构顺序与构造顺序相反。代码执行流程为：依次构造t1、t2；进入匿名块构造t3，块结束时t3离开作用域被析构；回到main函数构造t4；main函数结束时按逆序依次析构t4、t2、t1。3.参考答案：Derived::func()Base::show()Base::func()Base::show()解析：本题考查虚函数的动态绑定与非虚函数的静态绑定规则。虚函数在通过指针或引用调用时执行动态绑定，运行时根据指针指向的实际对象类型确定调用版本；非虚函数执行静态绑定，编译时根据指针的静态类型确定调用版本。代码中func是虚函数，当基类指针p指向派生类对象d时，p->func()调用派生类重写的版本；show是非虚函数，无论p指向什么对象，都会根据p的静态类型Base*调用Base类的show版本；当p指向基类对象b时，两个函数都调用基类版本。4.参考答案：0142解析：本题考查类的静态数据成员特性。静态数据成员属于类本身，由所有类实例共享，需要在类外初始化。代码执行流程为：初始count值为0，第一次输出0；构造对象a，count自增为1，第二次输出1；进入匿名块构造包含3个元素的数组b，调用3次默认构造函数，count增加3变为4，第三次输出4；块结束时数组b的3个对象析构，count减3变为1；调用拷贝构造函数用a初始化c，count自增为2，第四次输出2。四、程序填空题（每空2分，共10分）下列代码实现了一个简化的字符串类，支持构造、深拷贝、下标访问、C风格字符串转换等功能，请填补代码空缺，使其能够正确编译运行，输出预期结果。usingnamespacestd;classString{private:char*data;intlen;public://构造函数，支持C风格字符串初始化String(constchar*str=nullptr){if(str==nullptr){len=0;data=newchar[1];data[0]='\0';}else{len=strlen(str);data=newchar[len+1];____(1)____;//将传入字符串的内容拷贝到data指向的内存}}//拷贝构造函数，实现深拷贝String(constString&other){len=other.len;data=newchar[len+1];strcpy(data,other.data);}//析构函数，释放动态申请的内存~String(){____(2)____;data=nullptr;len=0;}//下标运算符重载，支持通过下标访问、修改字符____(3)____operator[](intindex){exit(1);}returndata[index];}//拷贝赋值运算符，实现深拷贝与自赋值检查String&operator=(constString&other){if(this!=&other){____(4)____;//释放当前对象持有的原有内存len=other.len;data=newchar[len+1];strcpy(data,other.data);}____(5)____;//返回当前对象，支持连续赋值}intsize()const{returnlen;}constchar*c_str()const{returndata;}};intmain(){Strings1("HelloC++");Strings2=s1;s2[0]='h';cout<<s1.c_str()<<endl;cout<<s2.c_str()<<endl;return0;}【程序填空题参考答案及解析】1.空(1)答案：strcpy(data,str)。解析：构造函数申请了len+1字节的堆内存后，需要将传入的C风格字符串内容拷贝到该内存区域，使用cstring库中的strcpy函数完成字符串拷贝，保证data指向合法的以'\0'结尾的字符串。2.空(2)答案：delete[]data。解析：析构函数需要释放构造函数中为data申请的堆内存，由于内存是通过new[]申请的字符数组，因此必须使用delete[]释放，避免内存泄漏。3.空(3)答案：char&。解析：下标运算符需要支持字符的修改操作（如main函数中s2[0]='h'），因此必须返回对应位置字符的左值引用；如果返回值为char（值传递），会返回字符的临时拷贝，无法修改字符串内部的内容。4.空(4)答案：delete[]data。解析：拷贝赋值运算符在给当前对象赋新值前，需要先释放当前对象之前持有的堆内存，否则旧内存会失去引用造成内存泄漏。5.空(5)答案：return*this。解析：为支持连续赋值语法（如s3=s2=s1），赋值运算符需要返回当前对象的引用；this是指向当前对象的指针，*this是当前对象本身，返回*this的引用即可满足连续赋值的语义要求，同时避免不必要的对象拷贝。五、编程题（共20分）请编写C++程序实现简单的图形类继承体系，具体要求如下：1.定义抽象基类Shape，包含：（1）保护成员string类型的name，存储图形名称；（2）公有构造函数，接受conststring&类型参数初始化name成员；（3）纯虚函数doublegetArea()const，用于计算图形面积；（4）虚函数voidprintInfo()const，输出格式为“图形名称：xxx，面积：xxx”，输出完成后换行；（5）虚析构函数，保证派生类对象资源正确释放。2.定义矩形类Rectangle，公有继承Shape类，包含：（1）私有double类型成员width（宽度）、height（高度）；（2）公有构造函数，接受w、h两个double类型参数，初始化基类name为“矩形”，并初始化width和height成员；（3）重写getArea()方法，矩形面积=width*height。3.定义圆形类Circle，公有继承Shape类，包含：（1）私有double类型成员radius（半径）；（2）公有构造函数，接受r参数，初始化基类name为“圆形”，并初始化radius成员；（3）重写getArea()方法，圆形面积=3.14159*radius*radius。4.main函数功能要求：（1）创建宽度为4、高度为5的矩形对象rect，创建半径为3的圆形对象cir；（2）分别调用两个对象的printInfo方法输出图形信息；（3）定义长度为2的Shape*类型数组，两个元素分别指向rect和cir，循环遍历数组累加所有图形的总面积，最终输出“两个图形的总面积为：xxx”。【编程题参考实现及评分标准】评分细则：1.抽象基类Shape实现正确（共6分）：正确定义保护成员name（1分）；构造函数实现正确（1分）；正确声明纯虚函数getArea（1分）；虚函数printInfo实现符合输出格式要求（2分）；正确声明虚析构函数（1分）。2.Rectangle类实现正确（共4分）：正确采用公有继承方式（1分）；构造函数正确初始化基类与自身成员（2分）；getArea计算逻辑正确（1分）。3.Circle类实现正确（共4分）：正确采用公有继承方式（1分）；构造函数正确初始化基类与自身成员（2分）；getArea计算逻辑正确（1分）。4.main函数功能完整（共6分）：正确创