2025年C++考试经典题库试题及答案

2025年C++考试经典题库试题及答案一、单项选择题（共10题，每题2分，总计20分）1.下列关于C++虚函数的描述中，正确的是（）A.构造函数可以声明为虚函数B.静态成员函数可以声明为虚函数C.派生类重写虚函数时，返回值类型必须与基类完全一致D.虚函数是实现动态多态的核心机制2.下列关于std::shared_ptr的描述中，错误的是（）A.多个shared_ptr可以共同管理同一块堆内存B.shared_ptr通过引用计数机制判断何时释放资源C.shared_ptr的循环引用会导致内存泄漏D.可以直接将原生指针赋值给shared_ptr对象3.下列C++表达式中，属于将亡值（xvalue）的是（）A.100B.std::string("hello")C.std::move(int(42))D.变量名a（假设a是int类型左值）4.下列关于STLvector容器的描述中，正确的是（）A.vector的元素存储空间是连续的B.调用push_back()方法时，迭代器一定不会失效C.vector的扩容倍数在C++标准中明确规定为2倍D.vector的size()和capacity()返回值始终相等5.下列关于new和malloc的区别，描述错误的是（）A.new是C++运算符，malloc是C标准库函数B.new分配内存时会调用构造函数，malloc不会C.new分配失败时返回NULL，malloc分配失败时返回NULLD.new可以被重载，malloc不能被重载6.有声明constint*p;下列关于指针p的描述中，正确的是（）A.p是指向常量的指针，不能通过p修改指向的int值B.p是常量指针，p本身的值不能被修改C.p是指向常量的常量指针，既不能修改p的值，也不能修改指向的值D.以上说法都不正确7.下列关于C++虚函数表的描述中，正确的是（）A.每个类的对象都拥有独立的虚函数表B.只要类中包含成员函数，就会生成虚函数表C.有虚函数的类的每个对象中，存储一个指向虚函数表的指针（vptr）D.派生类不会继承基类的虚函数表8.下列C++17结构化绑定的用法中，错误的是（）A.auto[a,b]=std::pair<int,int>(1,2);B.auto[x,y,z]=std::tuple<int,double,std::string>(1,3.14,"test");C.structPoint{intx;inty;};auto[px,py]=Point{3,4};D.intarr[2]={10,20};auto[m,n]=&arr;9.下列关于C++异常处理的描述中，正确的是（）A.catch块必须按从子类到基类的顺序排列，否则会出现匹配错误B.catch(...)可以捕获所有类型的异常，包括程序崩溃等系统级错误C.函数声明后的throw()表示该函数可以抛出任意类型的异常D.抛出异常时，不会调用局部对象的析构函数10.下列关于C++模板的描述中，正确的是（）A.函数模板的实例化必须由程序员显式指定模板参数B.类模板可以进行偏特化，函数模板不可以进行偏特化C.模板的代码可以放在单独的.cpp文件中，调用时只需包含头文件即可D.模板的实例化发生在编译阶段，不会产生代码膨胀问题二、填空题（共8题，每题2分，总计16分）1.在C++11及以上标准中，用于禁止类被继承的关键字是2.为解决std::shared_ptr的循环引用问题，C++标准库提供了弱引用智能指针3.C++中，右值引用的声明符号是4.在类的非静态成员函数中，指向当前调用对象的指针是5.STL标准库中，底层基于红黑树实现的有序关联容器包括set、multiset、和。6.若要将一个左值转换为右值引用类型，以触发移动语义，可以使用标准库函数7.C++11中引入的空指针关键字是，替代了传统C风格的NULL宏，具备类型安全特8.C++模板分为两种基本类型，分别是模板和模板。三、程序阅读题（共4题，每题6分，总计24分。请写出程序的运行结果，不考虑编译器的复制消除优化）1.阅读以下C++代码，写出运行结果。```cppusingnamespacestd;classTest{public:Test(){cout<<"Test默认构造";}Test(constTest&t){cout<<"Test拷贝构造";}~Test(){cout<<"Test析构";}};Testfunc(Testt){returnt;}intmain(){Testt1;func(t1);return0;}```2.阅读以下C++代码，写出运行结果。```cppusingnamespacestd;classBase{public:Base(){cout<<"Base构造";}virtual~Base(){cout<<"Base析构";}virtualvoidprint(){cout<<"Base::print";}};classDerived:publicBase{public:Derived(){cout<<"Derived构造";}~Derived()override{cout<<"Derived析构";}voidprint()override{cout<<"Derived::print";}};intmain(){Base*p=newDerived();p->print();deletep;return0;}```3.阅读以下C++代码，写出运行结果。```cppusingnamespacestd;intmain(){intx=10;autof1=[x]()mutable{x+=5;cout<<x<<"";};autof2=[&x](){x+=3;cout<<x<<"";};f1();f2();cout<<x<<endl;return0;}```4.阅读以下C++代码，写出运行结果。```cppusingnamespacestd;intmain(){vector<int>vec={1,2,3,4,5};vec.reserve(10);cout<<vec.size()<<""<<vec.capacity()<<"";vec.resize(7);cout<<vec.size()<<""<<vec.capacity()<<"";vec.push_back(6);cout<<vec.size()<<""<<vec.capacity()<<endl;return0;}```四、程序填空题（共2题，每空2分，总计16分。请在横线处填写正确的代码，使程序功能完整）1.以下代码实现了一个简化的独占智能指针类UniquePtr，具备移动语义、禁止拷贝、自动释放资源的特性。请补全代码。```cpptemplate<typenameT>classUniquePtr{public://显式构造函数，接收原生指针explicitUniquePtr(T*ptr=nullptr):(ptr){}////禁用拷贝构造函数UniquePtr(constUniquePtr&)=;////禁用拷贝赋值运算符UniquePtr&operator=(constUniquePtr&)=delete;//移动构造函数UniquePtr(UniquePtr&&other)noexcept:ptr_(other.ptr_){=nullptr;//}//移动赋值运算符UniquePtr&operator=(UniquePtr&&other)noexcept{if(this!=&other){deleteptr_;ptr_=other.ptr_;other.ptr_=nullptr;}return*this;}//析构函数，释放托管资源~UniquePtr(){if(ptr_){;//}}//重载->运算符，访问托管对象的成员T*operator->()constnoexcept{returnptr_;}//重载*运算符，解引用托管对象T&operator*()constnoexcept{return*ptr_;}//返回原生指针T*get()constnoexcept{returnptr_;}private:T*ptr_;//托管的原生指针};```2.以下代码实现了一个线程安全的懒汉式单例模式类Singleton，要求该类只能生成一个实例，禁止外部直接创建和拷贝对象。请补全代码。```cppusingnamespacestd;classSingleton{public://获取单例实例的静态方法staticSingleton&getInstance(){//C++11及以上标准保证局部静态变量初始化是线程安全的instance;//returninstance;}//禁用拷贝构造函数Singleton(constSingleton&)=;////禁用拷贝赋值运算符Singleton&operator=(constSingleton&)=delete;//禁用移动构造函数Singleton(Singleton&&)=;////示例成员函数voiddoSomething(){cout<<"Singleton实例工作中"<<endl;}private://私有构造函数，禁止外部创建对象()=default;////私有析构函数，禁止外部delete对象~Singleton()=default;};```五、编程题（共3题，总计24分）1.（8分）请编写一个函数`boolisPalindrome(conststd::string&s)`，判断输入的字符串`s`是否为回文串。要求忽略字符串中的非字母数字字符，且不区分大小写。例如：输入`"Aman,aplan,acanal:Panama"`，返回`true`；输入`"raceacar"`，返回`false`。2.（8分）请设计一个继承体系：抽象基类`Shape`包含纯虚函数`doublearea()const`（计算面积）和`doubleperimeter()const`（计算周长）；派生类`Circle`（圆形）包含私有成员`doubleradius`（半径），实现基类的纯虚函数；派生类`Rectangle`（矩形）包含私有成员`doublewidth`和`doubleheight`，实现基类的纯虚函数。要求编写完整的类定义，并在main函数中演示多态调用：创建Circle和Rectangle对象，用基类指针数组管理，遍历数组输出每个形状的面积和周长。3.（8分）给定一个整数数组`nums`和一个整数`k`，请返回数组中出现频率前k高的元素。要求按频率从高到低排序，若频率相同，则按元素值从小到大排序。例如：输入`nums=[1,1,1,2,2,3],k=2`，输出`[1,2]`；输入`nums=[4,1,-1,2,-1,2,3],k=2`，输出`[-1,2]`。要求使用C++STL容器和算法实现，时间复杂度不高于O(nlogn)。参考答案及解析一、单项选择题参考答案及解析1.答案：D解析：本题考查虚函数的基本规则。A选项错误：构造函数不能声明为虚函数，构造函数执行时对象未完全构造，虚表指针尚未初始化，无法实现多态；B选项错误：静态成员函数不属于具体对象，没有this指针，无法访问虚表，不能声明为虚函数；C选项错误：派生类重写虚函数时，返回值类型可以是协变类型（指向派生类的指针或引用），无需完全一致；D选项正确：动态多态的核心是虚函数，通过基类指针或引用调用虚函数时，根据对象实际类型确定调用版本。2.答案：D解析：本题考查shared_ptr的特性。A选项正确：shared_ptr是共享型智能指针，多个实例可共同管理同一块堆内存；B选项正确：shared_ptr通过控制块中的引用计数记录管理同一资源的指针数量，引用计数降为0时自动释放资源；C选项正确：两个shared_ptr互相引用时，引用计数永远无法降为0，会导致内存泄漏，需用weak_ptr打破循环；D选项错误：shared_ptr的构造函数是explicit的，禁止隐式类型转换，不能直接将原生指针赋值给shared_ptr，需通过显式构造或std::make_shared创建。3.答案：C解析：本题考查右值的分类。C++中右值分为纯右值（prvalue）和将亡值（xvalue），将亡值是即将被移动、资源可被窃取的右值。A选项错误：100是整数字面量，属于纯右值；B选项错误：std::string("hello")是临时对象，属于纯右值；C选项正确：std::move的作用是将左值或右值转换为右值引用，返回的表达式属于将亡值；D选项错误：变量名a是左值，有明确内存地址，支持取地址操作。4.答案：A解析：本题考查vector的特性。A选项正确：vector的元素存储在连续内存空间中，支持随机访问，时间复杂度为O(1)；B选项错误：调用push_back()时，若当前size()等于capacity()会触发扩容，原有迭代器全部失效；C选项错误：C++标准未明确规定vector的扩容倍数，不同编译器实现不同（GCC为2倍，MSVC为1.5倍）；D选项错误：size()是当前元素个数，capacity()是预分配存储空间大小，通常capacity()大于等于size()。5.答案：C解析：本题考查new和malloc的区别。A选项正确：new是C++内置运算符，malloc是C标准库函数；B选项正确：new会调用对象的构造函数，malloc仅分配内存，不调用构造函数；C选项错误：new分配内存失败时默认抛出std::bad_alloc异常，不会返回NULL；malloc分配失败时返回NULL；D选项正确：new可以被类重载，实现自定义内存分配逻辑，malloc不能被重载。6.答案：A解析：本题考查const修饰指针的规则。const放在*左侧表示指向的内容是常量，放在*右侧表示指针本身是常量。`constint*p`中const在*左侧，因此p是指向常量的指针，不能通过p修改指向的int值，但p本身的值可以修改，指向其他地址。7.答案：C解析：本题考查虚函数表的实现机制。A选项错误：虚函数表是类级别的，同一个类的所有对象共享同一张虚函数表，每个对象存储一个指向虚表的vptr；B选项错误：只有类中包含虚函数（包括继承的虚函数）时，才会生成虚函数表，普通成员函数不会触发虚表生成；C选项正确：有虚函数的类的每个对象的内存布局中，首个位置通常是vptr，指向该类的虚函数表；D选项错误：派生类会继承基类的虚函数表，若重写基类虚函数，则在派生类虚表中替换对应的函数地址。8.答案：D解析：本题考查C++17结构化绑定的用法。结构化绑定可将结构体、数组、pair、tuple等聚合类型的成员绑定到多个变量上。A选项正确：结构化绑定支持pair类型，可将两个成员分别绑定到a和b；B选项正确：结构化绑定支持tuple类型，可按顺序绑定多个成员；C选项正确：对于公共成员的结构体，结构化绑定可按声明顺序绑定成员变量；D选项错误：&arr是数组的指针，不是数组类型，不能用结构化绑定，直接绑定数组应写为`auto[m,n]=arr;`。9.答案：A解析：本题考查异常处理的规则。A选项正确：catch块的匹配顺序是从上到下，若将基类异常放在子类之前，会先匹配基类，子类catch块永远不会执行，因此必须按子类到基类的顺序排列；B选项错误：catch(...)只能捕获C++标准定义的异常，无法捕获程序崩溃、内存访问越界等系统级错误；C选项错误：函数声明后的throw()（C++11后为noexcept）表示该函数不会抛出任何异常；D选项错误：抛出异常时会进行栈展开，调用栈中所有局部对象的析构函数都会被执行。10.答案：B解析：本题考查模板的基本特性。A选项错误：函数模板可通过实参推导模板参数，不需要显式指定，例如调用`func(10)`会自动推导模板参数T为int；B选项正确：类模板支持偏特化（部分特化），函数模板只能全特化，不支持偏特化；C选项错误：模板的定义必须放在头文件中，因为模板实例化发生在编译阶段，编译器需要看到模板的完整定义才能生成实例，放在.cpp文件中会导致链接错误；D选项错误：模板的每个实例都会生成一份独立的代码，可能会导致代码膨胀问题。二、填空题参考答案1.final解析：final关键字可修饰类，表示该类不能被继承；也可修饰虚函数，表示该虚函数不能被重写。2.std::weak_ptr（或weak_ptr）解析：weak_ptr是弱引用指针，不增加引用计数，可观察shared_ptr管理的资源，用于打破循环引用。3.&&解析：左值引用用&声明，右值引用用&&声明，右值引用只能绑定到右值，用于实现移动语义。4.this指针（或this）解析：this指针是类的非静态成员函数中的隐含参数，指向当前调用函数的对象。5.map；multimap解析：STL中set、multiset、map、multimap底层均为红黑树实现，是有序关联容器；unordered系列底层为哈希表。6.std::move（或move）解析：std::move的本质是类型转换，将左值转换为右值引用，从而触发移动构造或移动赋值，减少拷贝开销。7.nullptr解析：nullptr是C++11引入的空指针字面量，类型为std::nullptr_t，可隐式转换为任意指针类型，比NULL更安全。8.函数；类解析：C++模板分为函数模板和类模板，用于实现通用的函数或类，支持多种数据类型。三、程序阅读题参考答案及解析1.答案：Test默认构造Test拷贝构造Test拷贝构造Test析构Test析构Test析构解析：本题考查构造函数、拷贝构造函数和析构函数的调用顺序。main函数中创建t1，调用默认构造函数，输出“Test默认构造”；调用func(t1)时，形参t是实参t1的拷贝，调用拷贝构造函数，输出“Test拷贝构造”；func函数返回t时，用t拷贝构造返回值临时对象，调用拷贝构造函数，输出“Test拷贝构造”；func函数执行结束，形参t析构，输出“Test析构”；临时对象使用完毕后析构，输出“Test析构”；main函数结束，t1析构，输出“Test析构”。2.答案：Base构造Derived构造Derived::printDerived析构Base析构解析：本题考查虚函数和虚析构函数的作用。执行`newDerived()`时，先调用基类构造函数，再调用派生类构造函数，输出“Base构造Derived构造”；p是基类指针，指向派生类对象，调用虚函数print()时触发动态多态，调用派生类的print()，输出“Derived::print”；deletep时，因为基类析构函数是虚函数，触发多态，先调用派生类析构函数，再调用基类析构函数，输出“Derived析构Base析构”。3.答案：151313解析：本题考查lambda表达式的捕获方式。f1采用值捕获x，默认情况下lambda的函数调用运算符是const的，加mutable关键字后可修改捕获的x，但修改的是lambda内部的副本，不影响外部的x。调用f1()，内部x从10变成15，输出“15”，外部x仍为10；f2采用引用捕获x，修改的是外部的x本身。调用f2()，外部x从10变成13，输出“13”；最后输出外部x的值为13。4.答案：510710810解析：本题考查vector的size、capacity、reserve、resize的特性。初始vec有5个元素，reserve(10)将容量扩容到至少10，不改变元素个数，因此size()=5，capacity()=10，输出“510”；resize(7)将元素个数改为7，新增的2个元素默认初始化为0，容量足够（10≥7）无需扩容，因此size()=7，capacity()=10，输出“710”；push_back(6)新增一个元素，元素个数变为8，容量仍为10无需扩容，因此size()=8，capacity()=10，输出“810”。四、程序填空题参考答案及解析1.答案：空1：`ptr_`空2：`delete`空3：`other.ptr_`空4：`deleteptr_`解析：本题考查独占智能指针的实现。空1：构造函数的初始化列表，将成员ptr_初始化为传入的原生指针ptr；空2：禁用拷贝构造函数，使用=delete语法，明确告知编译器不生成默认的拷贝构造函数；空3：移动构造函数中，将原对象的ptr_置为nullptr，防止原对象析构时释放已经转移的资源；空4：析构函数中释放托管的内存，调用delete释放ptr_指向的对象。2.答案：空1：`staticSingleton`空2：`delete`空3：`delete`空4：`Singleton`解析：本题考查懒汉式单例模式的实现。空1：局部静态变量，在第一次调用getInstance()时初始化，C++11及以上标准保证其初始化是线程安全的；空2：禁用拷贝构造函数，防止外部通过拷贝创建新的实例；空3：禁用移动构造函数，防止外部通过移动转移单例实例；空4：私有构造函数，禁止外部直接创建Singleton对象，保证单例特性。五、编程题参考答案及解析1.解题思路：使用双指针法，左指针从字符串头部开始，右指针从尾部开始，分别跳过非字母数字字符，然后比较两个字符的小写形式是否相等，若不相等则返回false，直到两指针相遇则返回true。参考代码：```cppusingnamespacestd;boolisPalindrome(conststring&s){intleft=0;intright=s.size()-1;while(left<right){//左指针跳过非字母数字字符while(left<right&&!isalnum(s[left])){left++;}//右指针跳过非字母数字字符while(left<right&&!isalnum(s[right])){right--;}//转换为小写后比较if(tolower(s[left])!=tolower(s[right])){returnfalse;}left++;right--;}returntrue;}```评分标准：双指针逻辑正确（3分），跳过非字母数字字符（2分），不区分大小写（2分），边界处理正确（1分）。2.解题思路：定义抽象基类Shape，包含两个纯虚函数area和perimeter；派生类Circle和Rectangle分别继承Shape，重写纯虚函数实现面积和周长的计算；main函数中创建派生类对象，用基类指针数组管理，遍历数组调用虚函数实现多态。参考代码：```cppusingnamespacestd;//抽象基类ShapeclassShape{public:virtualdoublearea()const=0;//纯虚函数：计算面积virtualdoubleperimeter()const=0;//纯虚函数：计算周长virtual~Shape()=default;//虚析构函数，防止内存泄漏};//派生类Circle（圆形）classCircle:publicShape{public:Circle(doubler):radius(r){}doublearea()constoverride{return3.14159*radius*radius;}doubleperimeter()constoverride{return2*3.14159*radius;}private:doubleradius;};//派生类Rectangle（矩形）classRectangle:publicShape{public:Rectangle(doublew,doubleh):width(w),