2025年GESP編程能力認證C++四級練習題(帶答案)一、單項選擇題（每題2分，共20分）1.下列關于C++11新特性的描述，正確的是（）A.auto關鍵字只能用于推導整型變量B.decltype(1+2.0)推導出的類型為intC.列表初始化不能用于自定義類型D.lambda表達式捕獲列表中[=]表示以值方式捕獲所有外部變量答案：D2.對于如下代碼：```cppinta=3,b=4;int&&r=std::move(a+b);```下列說法正確的是（）A.r是a的引用，修改r會改變aB.表達式a+b的結果被綁定到右值引用r，生命周期延長C.std::move將a+b轉為左值D.編譯錯誤，因為不能對表達式結果建立右值引用答案：B3.若希望一個類不能被繼承，但又能正常創(chuàng)建對象，C++11之后最佳做法是（）A.將構造函數(shù)設為privateB.使用final關鍵字修飾類C.將析構函數(shù)設為protectedD.刪除拷貝構造函數(shù)答案：B4.下列代碼輸出為（）```cppinclude<iostream>template<typenameT>voidf(T&&t){std::cout<<1;}voidf(int&t){std::cout<<2;}intmain(){intx=0;f(x);}```A.1B.2C.編譯錯誤，存在二義性D.運行時錯誤答案：B5.關于std::unordered_map，下列說法錯誤的是（）A.平均插入復雜度為常數(shù)B.元素按鍵值升序排列C.需要為自定義鍵類型提供hash函數(shù)D.支持[]運算符重載答案：B6.下列關于智能指針的代碼，運行后不會導致懸空指針的是（）A.```cppintp=newint(5);std::shared_ptr<int>sp(p);deletep;```B.```cppstd::shared_ptr<int>sp1=std::make_shared<int>(6);std::shared_ptr<int>sp2=sp1;sp1.reset();```C.```cppstd::unique_ptr<int>up(newint(7));autop=up.release();```D.```cppstd::weak_ptr<int>wp;{std::shared_ptr<int>sp=std::make_shared<int>(8);wp=sp;}std::cout<<wp.lock();```答案：B7.以下關于類型萃取std::is_same_v<T,U>的說法正確的是（）A.返回值為bool類型，運行時計算B.若T與U為不同cv限定，則恒為falseC.可用于ifconstexpr分支編譯期判斷D.需要包含頭文件<typeindex>答案：C8.代碼：```cppconstexprintfoo(intn){returnn>0?nfoo(n1):1;}intx=foo(5);```若編譯器支持C++17，則x的值為（）A.未定義行為B.120C.編譯錯誤，constexpr遞歸深度超限D.運行時錯誤答案：B9.下列關于std::variant的描述，正確的是（）A.同一時刻可存儲多個備選類型值B.大小等于最大備選類型大小加上管理字段C.訪問值時若類型不匹配將拋出std::bad_variant_accessD.不能存放引用類型，但可存放void答案：C10.以下代碼輸出為（）```cppinclude<iostream>structBase{virtualvoidshow()=0;virtual~Base()=default;};structDer:Base{voidshow()overridefinal{std::cout<<"D";}};intmain(){Basep=newDer;p>show();deletep;}```A.編譯錯誤，final不能修飾override函數(shù)B.輸出DC.輸出BD.運行時崩潰答案：B二、程序閱讀題（每題5分，共20分）11.閱讀程序，寫出輸出結果：```cppinclude<iostream>include<vector>include<algorithm>intmain(){std::vector<int>v{3,1,4,1,5,9};std::nth_element(v.begin(),v.begin()+3,v.end());for(inti=0;i<4;i++)std::cout<<v[i]<<"";}```答案：113412.寫出下面程序運行結果：```cppinclude<iostream>template<intN>structFact{staticconstexprlonglongvalue=NFact<N1>::value;};template<>structFact<0>{staticconstexprlonglongvalue=1;};intmain(){std::cout<<Fact<10>::value;}```答案：362880013.寫出輸出：```cppinclude<iostream>include<memory>structA{intx;A(intv):x(v){}~A(){std::cout<<x;}};intmain(){std::shared_ptr<A>p1=std::make_shared<A>(1);std::shared_ptr<A>p2=std::make_shared<A>(2);p1=p2;std::cout<<"M";}```答案：M214.寫出輸出：```cppinclude<iostream>include<variant>intmain(){std::variant<int,double>v=3.14;std::visit([](auto&&arg){std::cout<<sizeof(arg);},v);}```答案：8三、程序填空題（每空3分，共30分）15.實現(xiàn)一個編譯期計算斐波那契數(shù)的模板元編程，補充缺失部分：```cpptemplate<intN>structFib{staticconstexprintvalue=____(1)____;};template<>structFib<0>{staticconstexprintvalue=0;};template<>structFib<1>{staticconstexprintvalue=1;};static_assert(Fib<8>::value==21);```答案：Fib<N1>::value+Fib<N2>::value16.實現(xiàn)一個刪除數(shù)組中重復元素的函數(shù)，要求原地刪除并返回新長度，補充缺失部分：```cpptemplate<typenameIt>Itunique_inplace(Itfirst,Itlast){if(first==last)returnlast;Itresult=first;while(++first!=last){if(!(result==first))(++result)=first;}return____(2)____;}```答案：result+117.實現(xiàn)一個線程安全的單例，使用C++11magicstatic，補充缺失：```cppclassSingleton{public:staticSingleton&instance(){____(3)____returnins;}private:Singleton()=default;~Singleton()=default;Singleton(constSingleton&)=delete;Singleton&operator=(constSingleton&)=delete;};```答案：staticSingletonins;18.實現(xiàn)一個編譯期判斷類型是否為指針的typetrait，補充缺失：```cpptemplate<typenameT>structis_pointer_helper:std::false_type{};template<typenameT>structis_pointer_helper<T>:std::____(4)____{};template<typenameT>inlineconstexprboolis_pointer_v=is_pointer_helper<T>::value;```答案：true_type19.實現(xiàn)一個將整數(shù)轉為二進制字符串的constexpr函數(shù)，補充缺失：```cppconstexprconstcharto_bin(unsignedintn){staticcharbuf[33]={};charp=buf+32;p='\0';if(n==0){p='0';returnp;}while(n){p=(n&1)?'1':'0';n=____(5)____;}returnp;}```答案：n>>120.實現(xiàn)一個變參模板求和函數(shù)，補充缺失：```cpptemplate<typename...Args>autosum(Args...args){return(____(6)____);}```答案：args+...+021.實現(xiàn)一個std::enable_if_t用于只在整數(shù)類型時實例化的函數(shù)，補充缺失：```cpptemplate<typenameT>std::enable_if_t<____(7)____,bool>is_odd(Tt){returnt&1;}```答案：std::is_integral_v<T>22.實現(xiàn)一個將lambda轉為函數(shù)指針的輔助，補充缺失：```cpptemplate<typenameT>structlambda_traits;template<typenameR,typename...Args>structlambda_traits<R()(Args...)>{usingtype=R(Args...);};template<typenameLambda>inlineautolambda_to_ptr(Lambda&&){staticautocache=____(8)____;return+cache;}```答案：Lambda{}23.實現(xiàn)一個編譯期字符串哈希，補充缺失：```cppconstexprunsignedlonglongstr_hash(constchars,unsignedlonglongh=0){returns?str_hash(s+1,____(9)____):h;}```答案：h131+s24.實現(xiàn)一個std::array的旋轉，將前k個元素移到末尾，補充缺失：```cpptemplate<typenameT,size_tN>voidrotate_left(std::array<T,N>&a,size_tk){k%=N;std::rotate(a.begin(),____(10)____,a.end());}```答案：a.begin()+k四、編程題（共30分）25.最小循環(huán)移位（10分）【問題描述】給定一個長度為n（1≤n≤2×10^6）的小寫字母字符串s，求其字典序最小的循環(huán)移位?！据斎敫袷健恳恍?，字符串s，僅含小寫字母，長度n?！据敵龈袷健枯敵鲎值湫蜃钚〉难h(huán)移位結果?！緲永斎搿縜bab【樣例輸出】abab【要求】時間復雜度O(n)，空間復雜度O(n)。參考實現(xiàn)：```cppinclude<bits/stdc++.h>usingnamespacestd;stringmin_cyclic(conststring&s){intn=s.size();stringt=s+s;inti=0,j=1,k=0;while(i<n&&j<n&&k<n){intd=t[i+k]t[j+k];if(d==0){++k;continue;}if(d>0)i=i+k+1;elsej=j+k+1;if(i==j)++j;k=0;}intp=min(i,j);returnt.substr(p,n);}intmain(){ios::sync_with_stdio(false);cin.tie(nullptr);strings;cin>>s;cout<<min_cyclic(s);return0;}```26.可并堆維護區(qū)間第k小（20分）【問題描述】給定長為n（1≤n≤5×10^5）的整數(shù)序列a，初始有序，有m（1≤m≤10^5）次操作：1lrk：查詢區(qū)間[l,r]內(nèi)第k小值（1≤k≤rl+1）2lr：將區(qū)間[l,r]內(nèi)所有元素加1（保證加后仍在int范圍內(nèi)）【輸入格式】第一行nm第二行n個整數(shù)，初始序列接下來m行，每行一個操作【輸出格式】對每個查詢輸出一行答案【樣例輸入】5412345115322411531231【樣例輸出】343【要求】時間復雜度O((n+m)logn)，空間復雜度O(nlogn)。參考實現(xiàn)（整體二分+樹狀數(shù)組）：```cppinclude<bits/stdc++.h>usingnamespacestd;usingll=longlong;constintMAX=5e5+5;intn,m,a[MAX],ans[MAX];structQuery{intop,l,r,k,id;}q[MAX],lq[MAX],rq[MAX];llc[MAX];voidadd(intx,intv){for(;x<=n;x+=x&x)c[x]+=v;}llask(intx){lls=0;for(;x;x=x&x)s+=c[x];returns;}voidsolve(intql,intqr,intL,intR){if(ql>qr)return;if(L==R){for(inti=ql;i<=qr;i++)if(q[i].op==1)ans[q[i].id]=L;return;}intmid=(L+R)>>1,cntl=0,cntr=0;for(inti=ql;i<=qr;i++){if(q[i].op==2){if(q[i].k>mid){add(q[i].l,1);add(q[i].r+1,1);rq[++cntr]=q[i];}elselq[++cntl]=q[i];}else{llt=ask(