C++并行計(jì)算基礎(chǔ)知識(shí)試題及答案姓名：____________________

一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共10題）

1.以下哪個(gè)不是C++中用于并行計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)庫？

A.`<thread>`

B.`<mutex>`

C.`<vector>`

D.`<future>`

2.在C++中，以下哪個(gè)函數(shù)用于創(chuàng)建一個(gè)線程？

A.`std::thread()`

B.`std::pthread_create()`

C.`std::async()`

D.`std::mutex()`

3.以下哪個(gè)是線程之間的同步機(jī)制？

A.`std::atomic`

B.`std::condition_variable`

C.`std::unique_lock`

D.`std::thread`

4.在C++中，以下哪個(gè)是線程間的互斥鎖？

A.`std::mutex`

B.`std::lock_guard`

C.`std::unique_lock`

D.`std::shared_mutex`

5.以下哪個(gè)函數(shù)用于在線程之間傳遞數(shù)據(jù)？

A.`std::thread::join()`

B.`std::async()`

C.`std::future::get()`

D.`std::promise::set_value()`

6.在C++中，以下哪個(gè)是用于并行計(jì)算的并行算法？

A.`std::sort()`

B.`std::async()`

C.`std::reduce()`

D.`std::thread`

7.以下哪個(gè)函數(shù)用于在并行算法中指定并行執(zhí)行的范圍？

A.`std::execution::par`

B.`std::execution::seq`

C.`std::execution::par_unseq`

D.`std::execution::par_ptr`

8.在C++中，以下哪個(gè)是用于并行計(jì)算的并行容器？

A.`std::vector`

B.`std::thread`

C.`std::mutex`

D.`std::atomic`

9.以下哪個(gè)是C++中用于并行計(jì)算的并行算法框架？

A.`<thread>`

B.`<mutex>`

C.`<future>`

D.`<execution>`

10.在C++中，以下哪個(gè)是用于并行計(jì)算的并行算法執(zhí)行策略？

A.`std::execution::par`

B.`std::execution::seq`

C.`std::execution::par_unseq`

D.`std::execution::par_ptr`

答案：

1.C

2.A

3.A

4.A

5.D

6.C

7.A

8.A

9.D

10.A

二、多項(xiàng)選擇題（每題3分，共10題）

1.在C++中，以下哪些是用于創(chuàng)建和管理線程的類或函數(shù)？

A.`std::thread`

B.`std::pthread_create()`

C.`std::thread::join()`

D.`std::async()`

E.`std::future`

2.以下哪些是C++中用于線程同步的機(jī)制？

A.`std::mutex`

B.`std::lock_guard`

C.`std::unique_lock`

D.`std::condition_variable`

E.`std::atomic`

3.以下哪些是C++中用于并行計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)庫頭文件？

A.`<thread>`

B.`<mutex>`

C.`<future>`

D.`<algorithm>`

E.`<execution>`

4.在C++中，以下哪些是并行算法執(zhí)行策略？

A.`std::execution::par`

B.`std::execution::seq`

C.`std::execution::par_unseq`

D.`std::execution::par_ptr`

E.`std::execution::par_opt`

5.以下哪些是C++中用于并行計(jì)算的并行算法？

A.`std::sort()`

B.`std::reduce()`

C.`std::transform()`

D.`std::accumulate()`

E.`std::copy()`

6.以下哪些是C++中用于并行計(jì)算的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)？

A.`std::vector`

B.`std::list`

C.`std::deque`

D.`std::forward_list`

E.`std::map`

7.在C++中，以下哪些是用于并行計(jì)算的線程安全容器？

A.`std::mutex`

B.`std::lock_guard`

C.`std::unique_lock`

D.`std::shared_mutex`

E.`std::atomic`

8.以下哪些是C++中用于并行計(jì)算的同步原語？

A.`std::mutex`

B.`std::condition_variable`

C.`std::barrier`

D.`std::atomic`

E.`std::promise`

9.在C++中，以下哪些是用于并行計(jì)算的并行容器？

A.`std::vector`

B.`std::list`

C.`std::deque`

D.`std::forward_list`

E.`std::map`

10.以下哪些是C++中用于并行計(jì)算的并行算法框架？

A.`<thread>`

B.`<mutex>`

C.`<future>`

D.`<execution>`

E.`<algorithm>`

三、判斷題（每題2分，共10題）

1.在C++中，每個(gè)線程都擁有自己的?？臻g。（）

2.`std::mutex`和`std::lock_guard`都可以用于線程同步。（）

3.`std::async()`函數(shù)總是返回一個(gè)`std::future`對(duì)象。（）

4.`std::execution::par`策略可以保證算法的并行執(zhí)行效率最高。（）

5.在C++中，所有線程必須同時(shí)完成才能等待`std::async()`的結(jié)果。（）

6.`std::atomic`類型提供了原子的操作，可以用于并行計(jì)算中的數(shù)據(jù)同步。（）

7.`std::condition_variable`可以與`std::unique_lock`或`std::shared_lock`一起使用。（）

8.在C++中，`std::mutex`可以被多個(gè)線程同時(shí)持有。（）

9.`std::async()`可以接受一個(gè)函數(shù)對(duì)象和一個(gè)參數(shù)列表來執(zhí)行并行任務(wù)。（）

10.在C++中，`std::future::get()`方法可以用來獲取`std::async()`返回的`std::future`對(duì)象的結(jié)果。（）

四、簡答題（每題5分，共6題）

1.簡述C++中線程的基本概念及其在并行計(jì)算中的作用。

2.解釋C++中互斥鎖（mutex）的作用以及如何使用它來同步線程。

3.描述C++中future和promise對(duì)象的作用，并說明它們?cè)诋惒骄幊讨械膽?yīng)用。

4.簡要說明C++中并行算法框架`<execution>`提供的并行執(zhí)行策略，并舉例說明如何使用它們。

5.解釋C++中原子操作的概念，并說明它們?cè)诓⑿芯幊讨械闹匾浴?/p>

6.闡述C++中條件變量（condition_variable）的作用，以及如何與互斥鎖結(jié)合使用來實(shí)現(xiàn)線程間的同步。

試卷答案如下

一、單項(xiàng)選擇題

1.C（`<vector>`是C++中的標(biāo)準(zhǔn)庫容器，用于存儲(chǔ)動(dòng)態(tài)數(shù)組，與并行計(jì)算無關(guān)。）

2.A（`std::thread`是C++標(biāo)準(zhǔn)庫中用于創(chuàng)建線程的類。）

3.A（`std::mutex`是線程間的同步機(jī)制，用于防止多個(gè)線程同時(shí)訪問共享資源。）

4.A（`std::mutex`是C++中用于線程同步的互斥鎖。）

5.D（`std::promise::set_value()`用于設(shè)置`std::future`對(duì)象的值，用于線程之間傳遞數(shù)據(jù)。）

6.C（`std::async()`是C++中用于啟動(dòng)異步任務(wù)的函數(shù)，返回一個(gè)`std::future`對(duì)象。）

7.A（`std::execution::par`是C++并行算法框架中的一種執(zhí)行策略，用于并行執(zhí)行算法。）

8.A（`std::vector`是C++中的一種并行容器，適用于并行算法。）

9.D（《<execution>`是C++中用于并行計(jì)算的并行算法框架。）

10.A（《<execution>`是C++中用于并行算法執(zhí)行策略的頭文件。）

二、多項(xiàng)選擇題

1.ABCDE（《std::thread`,`<pthread_create()`,`std::thread::join()`,`std::async()`,`std::future`都是用于創(chuàng)建和管理線程的。）

2.ABCDE（《std::mutex`,`<lock_guard`,`<unique_lock`,`<condition_variable`,`<atomic`都是用于線程同步的。）

3.ABCDE（《<thread`,`<mutex`,`<future`,`<algorithm`,`<execution`都是C++中用于并行計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)庫頭文件。）

4.ABCDE（《std::execution::par`,`<std::execution::seq`,`<std::execution::par_unseq`,`<std::execution::par_ptr`,`<std::execution::par_opt`都是并行算法執(zhí)行策略。）

5.ABCDE（《std::sort`,`<std::reduce`,`<std::transform`,`<std::accumulate`,`<std::copy`都是C++中的并行算法。）

6.ABCDE（《std::vector`,`<std::list`,`<std::deque`,`<std::forward_list`,`<std::map`都是C++中用于并行計(jì)算的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。）

7.ACDE（《std::mutex`,`<lock_guard`,`<unique_lock`,`<shared_mutex`,`<atomic`都是C++中用于并行計(jì)算的線程安全容器。）

8.ABCDE（《std::mutex`,`<condition_variable`,`<barrier`,`<atomic`,`<promise`都是C++中用于并行計(jì)算的同步原語。）

9.ABCDE（《std::vector`,`<std::list`,`<std::deque`,`<std::forward_list`,`<std::map`都是C++中用于并行計(jì)算的并行容器。）

10.ABCDE（《<thread`,`<mutex`,`<future`,`<execution`,`<algorithm`都是C++中用于并行計(jì)算的并行算法框架。）

三、判斷題

1.√（每個(gè)線程確實(shí)都有自己的?？臻g。）

2.√（`std::mutex`和`std::lock_guard`都可以用于線程同步。）

3.√（`std::async()`總是返回一個(gè)`std::future`對(duì)象。）

4.×（`std::execution::par`策略并不總是保證效率最高，取決于具體算法和數(shù)據(jù)。）

5.×（不是所有線程都必須同時(shí)完成，`std::async()`可以等待其中一個(gè)線程完成。）

6.√（`std::atomic`提供了原子的操作，對(duì)于數(shù)據(jù)同步非常重要。）

7.√（`std::condition_variable`可以與`std::unique_lock`或`std::shared_lock`結(jié)合使用。）

8.×（`std::mutex`不可以被多個(gè)線程同時(shí)持有，它是一個(gè)排他鎖。）

9.√（`std::async()`可以接受函數(shù)對(duì)象和參數(shù)列表執(zhí)行并行任務(wù)。）

10.√（`std::future::get()`可以用來獲取`std::async()`返回的`std::future`對(duì)象的結(jié)果。）

四、簡答題

1.線程是程序中的單個(gè)順序控制流，在C++中可以用于實(shí)現(xiàn)并行計(jì)算，提高程序的執(zhí)行效率。線程的作用包括執(zhí)行并行任務(wù)、資源共享、任務(wù)分解等。

2.互斥鎖是一種同步機(jī)制，用于確保同一時(shí)間只有一個(gè)線程可以訪問共享資源。在C++中，可以通過`std::mutex`和相關(guān)的鎖定函數(shù)（如`std::lock_guard`和`std::unique_lock`）來使用互斥鎖。

3.`std::future`和`std::promise`對(duì)象用于異步編程，`std::future`用于獲取異步操作的結(jié)果，而`std::promise`用于設(shè)置異步操作的結(jié)果。它們?cè)诋惒骄幊讨性试S程序在不需要等待操作完成的情況下繼續(xù)執(zhí)行。

4.`<execution>`框架提供了幾種并行執(zhí)行策略，如`std