2026年軟件工程師編程能力測試C++中級模擬題一、選擇題（共10題，每題2分，總計20分）說明：以下題目主要考察C++基礎(chǔ)語法、面向?qū)ο缶幊?、STL及異常處理等知識點，結(jié)合實際工程場景設(shè)計。1.關(guān)于模板特化的描述，以下說法正確的是？A.模板特化只能針對類模板特化函數(shù)模板B.模板特化必須與原始模板參數(shù)類型完全一致C.模板特化可以提高編譯效率D.模板特化是編譯時多態(tài)的實現(xiàn)方式2.在C++中，以下哪種方式可以實現(xiàn)類的成員函數(shù)重載？A.通過返回值類型不同B.通過函數(shù)參數(shù)的默認值C.通過函數(shù)參數(shù)的順序不同D.以上所有方式3.關(guān)于RAII（ResourceAcquisitionIsInitialization）原則，以下說法錯誤的是？A.RAII通過對象生命周期管理資源B.RAII適用于所有類型資源的釋放C.RAII依賴于C++的構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)D.RAII可能導(dǎo)致內(nèi)存泄漏（錯誤場景）4.以下哪種智能指針是線程安全的？A.`std::unique_ptr`B.`std::shared_ptr`C.`std::weak_ptr`D.`std::auto_ptr`（已廢棄）5.關(guān)于C++11的右值引用，以下說法正確的是？A.右值引用只能綁定臨時對象B.右值引用無法優(yōu)化性能C.右值引用主要用于移動語義D.右值引用會改變對象的存儲生命周期6.在STL中，以下哪個容器最適合實現(xiàn)快速插入和刪除操作？A.`std::vector`B.`std::list`C.`std::map`D.`std::deque`7.關(guān)于C++11的lambda表達式，以下說法錯誤的是？A.lambda表達式可以捕獲外部變量B.lambda表達式默認是值捕獲C.lambda表達式可以隱式轉(zhuǎn)換為函數(shù)指針D.lambda表達式不支持模板參數(shù)推導(dǎo)8.在多線程編程中，以下哪種同步機制適合保護共享數(shù)據(jù)的原子操作？A.`std::mutex`B.`std::atomic`C.`std::condition_variable`D.`std::lock_guard`9.關(guān)于C++虛函數(shù)的描述，以下說法正確的是？A.虛函數(shù)必須在基類中聲明B.虛函數(shù)只能通過對象指針或引用調(diào)用C.虛函數(shù)的調(diào)用是靜態(tài)綁定的D.虛函數(shù)的派生類必須重寫基類虛函數(shù)10.在C++中，以下哪種方式可以防止編譯器優(yōu)化掉死代碼？A.`volatile`關(guān)鍵字B.`const`關(guān)鍵字C.`static`關(guān)鍵字D.`inline`關(guān)鍵字二、填空題（共5題，每題2分，總計10分）說明：以下題目考察C++核心概念和STL常用操作。1.在C++中，`nullptr`是C++11引入的，用于替代`NULL`，其類型為______。2.`std::mutex`的`lock()`和`unlock()`函數(shù)必須成對出現(xiàn)，以防止死鎖，而`std::lock_guard`可以自動釋放鎖，其構(gòu)造函數(shù)需要傳入______。3.`std::vector`的`reserve()`函數(shù)用于預(yù)分配內(nèi)存，其目的是______。4.在C++中，`friend`關(guān)鍵字用于聲明______函數(shù)或類，使其可以訪問當(dāng)前類的私有和保護成員。5.`std::condition_variable`通常與`std::unique_lock`配合使用，用于實現(xiàn)線程間的______。三、簡答題（共3題，每題10分，總計30分）說明：以下題目考察C++設(shè)計模式、內(nèi)存管理和并發(fā)編程等實踐應(yīng)用。1.簡述C++中的“移動語義”及其優(yōu)勢。（要求：解釋移動構(gòu)造函數(shù)和移動賦值運算符的概念，并說明其在資源管理中的優(yōu)化作用。）2.解釋STL中`std::shared_ptr`和`std::unique_ptr`的區(qū)別，并說明適用場景。（要求：對比兩者在內(nèi)存管理機制、線程安全性及使用限制上的差異。）3.在多線程編程中，如何使用`std::mutex`和`std::lock_guard`實現(xiàn)線程安全的計數(shù)器？請給出代碼示例。（要求：展示互斥鎖的加鎖和解鎖邏輯，并說明防止死鎖的關(guān)鍵。）四、編程題（共2題，每題25分，總計50分）說明：以下題目結(jié)合實際工程場景，考察C++綜合編程能力。1.編寫一個C++程序，實現(xiàn)一個簡單的文件讀取器類`FileReader`，要求：-類包含私有成員變量`std::ifstream`，用于打開文件。-提供構(gòu)造函數(shù)，傳入文件路徑，自動打開文件（使用RAII原則）。-提供成員函數(shù)`readLines()`，逐行讀取文件內(nèi)容并存儲到`std::vector<std::string>`中。-處理文件不存在或讀取異常的情況，使用異常捕獲機制。-示例代碼如下：cppinclude<fstream>include<vector>include<string>classFileReader{private:std::ifstreamfile;public:FileReader(conststd::string&path);std::vector<std::string>readLines();};2.編寫一個C++程序，實現(xiàn)線程安全的任務(wù)隊列`TaskQueue`，要求：-使用`std::queue`存儲任務(wù)（任務(wù)為自定義結(jié)構(gòu)體`Task`），任務(wù)類型包含任務(wù)ID和任務(wù)數(shù)據(jù)。-提供生產(chǎn)者線程函數(shù)`produceTasks()`，向隊列中添加任務(wù)。-提供消費者線程函數(shù)`consumeTasks()`，從隊列中取出任務(wù)并執(zhí)行（模擬任務(wù)處理）。-使用`std::mutex`和`std::condition_variable`實現(xiàn)生產(chǎn)者-消費者模式，保證線程安全。-示例代碼框架：cppinclude<queue>include<mutex>include<thread>include<condition_variable>structTask{intid;std::stringdata;};classTaskQueue{private:std::queue<Task>tasks;std::mutexmtx;std::condition_variablecv;boolstop;public:TaskQueue();voidproduceTasks();voidconsumeTasks();~TaskQueue();};答案與解析一、選擇題答案與解析1.C解析：模板特化可以提高編譯效率，因為它允許針對特定類型實例化更優(yōu)化的代碼。特化可以是函數(shù)模板或類模板，但特化必須與原始模板參數(shù)類型一致。2.D解析：函數(shù)重載要求函數(shù)名相同，但參數(shù)類型或數(shù)量不同。返回值類型不同不算重載，默認參數(shù)和參數(shù)順序不同是合法重載方式。3.D解析：RAII通過對象生命周期自動管理資源，如內(nèi)存、文件句柄等，正確使用不會導(dǎo)致泄漏。錯誤場景通常是忘記釋放資源。4.B解析：`std::shared_ptr`通過引用計數(shù)實現(xiàn)共享所有權(quán)，但每次引用傳遞都會增加計數(shù)，可能導(dǎo)致性能開銷。`std::unique_ptr`是獨占所有權(quán)，線程安全。5.C解析：右值引用用于優(yōu)化資源轉(zhuǎn)移，避免不必要的拷貝。它綁定臨時對象（右值），通過移動語義提高性能。6.B解析：`std::list`基于雙向鏈表，支持快速插入和刪除（O(1)時間復(fù)雜度）。`std::vector`需要移動或復(fù)制元素（O(n)）。7.D解析：lambda表達式支持模板參數(shù)推導(dǎo)（如`auto`），可以捕獲外部變量（值捕獲或引用捕獲）。8.B解析：`std::atomic`用于實現(xiàn)無鎖原子操作，適合高并發(fā)場景。`std::mutex`需要手動加鎖和解鎖。9.A解析：虛函數(shù)通過虛表（vtable）實現(xiàn)動態(tài)綁定，必須在基類中聲明。派生類可以重寫虛函數(shù)，但不是必須的。10.A解析：`volatile`防止編譯器優(yōu)化掉對變量的讀寫操作，常用于硬件寄存器或共享內(nèi)存。二、填空題答案與解析1.`std::nullptr_t`解析：`nullptr`是C++11的空指針類型，兼容舊代碼中的`0`或`NULL`。2.`std::mutex&`解析：`std::lock_guard`需要傳入一個互斥鎖對象，以自動加鎖和釋放。3.減少內(nèi)存分配和復(fù)制的次數(shù)解析：`reserve()`預(yù)分配內(nèi)存可以避免多次擴容，提高性能。4.訪問權(quán)限解析：`friend`允許特定函數(shù)或類訪問當(dāng)前類的私有和保護成員。5.同步（或信號量）解析：`std::condition_variable`用于線程間等待/通知機制，實現(xiàn)任務(wù)協(xié)調(diào)。三、簡答題答案與解析1.移動語義解釋及優(yōu)勢-移動語義通過移動構(gòu)造函數(shù)和移動賦值運算符實現(xiàn)資源轉(zhuǎn)移，而非拷貝。-優(yōu)勢：-提高性能：避免大對象復(fù)制，直接轉(zhuǎn)移資源（如動態(tài)內(nèi)存）。-減少內(nèi)存泄漏：資源在生命周期結(jié)束時被正確釋放。-支持RAII：與智能指針結(jié)合，優(yōu)化資源管理。2.`std::shared_ptr`與`std::unique_ptr`對比-`std::unique_ptr`：獨占所有權(quán)，只有一個`std::unique_ptr`能管理資源。-優(yōu)點：線程安全、輕量級。-缺點：不支持共享。-`std::shared_ptr`：共享所有權(quán)，通過引用計數(shù)管理資源。-優(yōu)點：支持共享，自動釋放。-缺點：引用計數(shù)增加開銷，可能導(dǎo)致循環(huán)引用問題。-適用場景：-`std::unique_ptr`：獨占資源（如臨時對象、單例）。-`std::shared_ptr`：共享資源（如配置對象、數(shù)據(jù)庫連接）。3.線程安全計數(shù)器代碼示例cppinclude<iostream>include<mutex>include<thread>classSafeCounter{private:intcount=0;std::mutexmtx;public:voidincrement(){std::lock_guard<std::mutex>lock(mtx);++count;}intget(){std::lock_guard<std::mutex>lock(mtx);returncount;}};解析：`std::lock_guard`自動加鎖和解鎖，防止死鎖。四、編程題答案與解析1.`FileReader`類實現(xiàn)cppinclude<fstream>include<vector>include<string>include<stdexcept>classFileReader{private:std::ifstreamfile;public:FileReader(conststd::string&path):file(path){if(!file.is_open())throwstd::runtime_error("Filenotfound");}std::vector<std::string>readLines(){std::vector<std::string>lines;std::stringline;while(std::getline(file,line))lines.push_back(line);returnlines;}};解析：使用RAII原則自動打開文件，異常捕獲處理文件不存在。2.`TaskQueue`實現(xiàn)cppinclude<queue>include<mutex>include<thread>include<condition_variable>include<iostream>structTask{intid;std::stringdata;};classTaskQueue{private:std::queue<Task>tasks;std::mutexmtx;std::condition_variablecv;boolstop;public:TaskQueue():stop(false){}voidproduceTasks(){for(inti=0;i<10;++i){std::unique_lock<std::mutex>lock(mtx);tasks.emplace(i,"Task"+std::to_string(i));std::cout<<"Producedtask"<<i<<std::endl;cv.notify_one();std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(100));}stop=true;cv.notify_all();}voidconsumeTasks(){while(true){std::unique_lock<std::mutex>lock(mtx);cv.wait