2026年C++編程進(jìn)階全攻略與模擬測(cè)試題一、選擇題（共10題，每題2分，共20分）說(shuō)明：下列每題有唯一正確答案。1.在C++20中，`std::expected`的引入主要目的是解決什么問(wèn)題？A.異常處理性能開(kāi)銷(xiāo)B.類(lèi)型推導(dǎo)不明確C.泛型編程復(fù)雜性D.右值引用語(yǔ)義2.以下哪種方式最能體現(xiàn)C++17中的`consteval`的用途？A.延遲編譯優(yōu)化B.運(yùn)行時(shí)類(lèi)型檢查C.常量表達(dá)式計(jì)算D.動(dòng)態(tài)內(nèi)存管理3.在C++中，`constexpr`函數(shù)與普通函數(shù)的關(guān)鍵區(qū)別是什么？A.作用域不同B.內(nèi)存布局不同C.編譯時(shí)與運(yùn)行時(shí)行為D.友元關(guān)系限制4.對(duì)于C++11的`std::optional`，以下描述錯(cuò)誤的是？A.可以顯式標(biāo)記未初始化狀態(tài)B.支持類(lèi)型推導(dǎo)C.必須在構(gòu)造后立即賦值D.可用于右值引用參數(shù)5.在C++20協(xié)程中，`co_await`表達(dá)式的返回值必須滿足什么類(lèi)型要求？A.必須是左值引用B.必須是右值引用C.必須實(shí)現(xiàn)`std::awaitable`協(xié)議D.必須繼承自`std::future`6.關(guān)于C++11的`lambda`表達(dá)式捕獲列表，以下哪種寫(xiě)法是合法的？A.`[&x,y]`B.`[=,&x]`C.`[this,&x]`D.`[x,y]`7.在C++中，`constexpr`對(duì)象的生命周期要求是什么？A.必須在全局作用域B.必須在函數(shù)內(nèi)部C.必須在編譯時(shí)已知初始化值D.必須靜態(tài)存儲(chǔ)期8.對(duì)于C++11的`std::variant`，以下行為正確的是？A.支持隱式類(lèi)型轉(zhuǎn)換B.必須包含`std::monostate`類(lèi)型C.支持類(lèi)型擦除D.構(gòu)造時(shí)必須指定類(lèi)型9.在C++20中，`consteval`與`constexpr`的主要區(qū)別是什么？A.`consteval`僅限類(lèi)成員函數(shù)B.`consteval`必須返回整型C.`consteval`僅限編譯時(shí)執(zhí)行D.`consteval`支持動(dòng)態(tài)參數(shù)10.對(duì)于C++11的`右值引用`，以下用途最典型的是？A.函數(shù)重載決議B.內(nèi)存池管理C.移動(dòng)語(yǔ)義優(yōu)化D.類(lèi)型推導(dǎo)增強(qiáng)二、填空題（共5題，每題3分，共15分）說(shuō)明：請(qǐng)將答案填寫(xiě)在橫線上。1.C++20中，`consteval`函數(shù)的執(zhí)行階段必須在________階段完成。（答案：編譯時(shí)）2.`std::variant`的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)依賴(lài)于類(lèi)型特化，其核心模板參數(shù)為_(kāi)_______。（答案：std::variant_alternative）3.C++11的`lambda`捕獲列表中，`[=]`表示捕獲外部變量的________形式。（答案：值）4.協(xié)程中，`co_await`表達(dá)式的執(zhí)行流程會(huì)保存當(dāng)前的________和執(zhí)行上下文。（答案：執(zhí)行狀態(tài)）5.`constexpr`對(duì)象若未顯式初始化，其默認(rèn)初始化要求類(lèi)型支持________。（答案：默認(rèn)構(gòu)造）三、簡(jiǎn)答題（共5題，每題6分，共30分）說(shuō)明：請(qǐng)簡(jiǎn)要回答下列問(wèn)題。1.簡(jiǎn)述C++20`consteval`與`constexpr`的區(qū)別及其適用場(chǎng)景。（提示：編譯時(shí)與運(yùn)行時(shí)行為差異）2.解釋`std::variant`與`std::union`的主要區(qū)別，并說(shuō)明為何`std::variant`更安全。（提示：類(lèi)型檢查與異常安全性）3.描述C++11移動(dòng)語(yǔ)義的核心思想，并舉例說(shuō)明`std::move`的作用。（提示：資源所有權(quán)轉(zhuǎn)移）4.協(xié)程中`co_await`與普通函數(shù)調(diào)用的區(qū)別，如何實(shí)現(xiàn)棧展開(kāi)優(yōu)化？（提示：執(zhí)行上下文保存與恢復(fù)）5.`constexpr`函數(shù)與模板元編程有何聯(lián)系？如何利用`constexpr`優(yōu)化編譯時(shí)計(jì)算？（提示：編譯時(shí)表達(dá)式評(píng)估）四、編程題（共3題，每題15分，共45分）說(shuō)明：請(qǐng)根據(jù)要求完成代碼編寫(xiě)。1.C++20`std::variant`與類(lèi)型擦除設(shè)計(jì)一個(gè)`std::variant`包裝類(lèi)，支持`int`和`double`類(lèi)型，并實(shí)現(xiàn)以下功能：-構(gòu)造時(shí)自動(dòng)類(lèi)型識(shí)別。-提供`get<int>()`和`get<double>()`重載。-捕獲類(lèi)型錯(cuò)誤時(shí)拋出`std::bad_variant_access`。2.C++11移動(dòng)語(yǔ)義優(yōu)化實(shí)現(xiàn)一個(gè)`String`類(lèi)，要求：-構(gòu)造函數(shù)支持直接初始化。-賦值運(yùn)算符支持移動(dòng)語(yǔ)義優(yōu)化。-析構(gòu)函數(shù)需釋放動(dòng)態(tài)內(nèi)存。3.C++20協(xié)程實(shí)現(xiàn)斐波那契數(shù)列使用`co_await`實(shí)現(xiàn)一個(gè)生成器函數(shù)，按順序返回斐波那契數(shù)列，要求：-每次調(diào)用`co_await`時(shí)保存當(dāng)前狀態(tài)。-生成數(shù)列至指定長(zhǎng)度后終止。答案與解析一、選擇題答案1.A2.C3.C4.C5.C6.B7.C8.B9.C10.C解析：1.`std::expected`主要用于替代`std::optional`與異常的混合使用，解決異常處理與可選值管理的冗余問(wèn)題。8.`std::variant`必須顯式包含`std::monostate`作為默認(rèn)類(lèi)型，以表示未初始化狀態(tài)。二、填空題答案1.編譯時(shí)2.std::variant_alternative3.值4.執(zhí)行狀態(tài)5.默認(rèn)構(gòu)造三、簡(jiǎn)答題答案1.`consteval`與`constexpr`區(qū)別：-`consteval`強(qiáng)制函數(shù)在編譯時(shí)執(zhí)行，返回值必須是編譯時(shí)已知的；`constexpr`可在編譯時(shí)或運(yùn)行時(shí)執(zhí)行。-適用場(chǎng)景：`consteval`用于純編譯時(shí)計(jì)算（如數(shù)學(xué)公式），`constexpr`用于泛型模板常量。2.`std::variant`與`std::union`區(qū)別：-`std::variant`支持類(lèi)型檢查（通過(guò)`holds_alternative`），而`std::union`無(wú)類(lèi)型安全保證。-`std::variant`的異常安全性：訪問(wèn)未初始化成員會(huì)拋出`std::bad_variant_access`。3.移動(dòng)語(yǔ)義：-核心思想：通過(guò)右值引用轉(zhuǎn)移資源所有權(quán)，避免復(fù)制構(gòu)造。-舉例：`std::move`將左值轉(zhuǎn)為右值引用，使得資源可被移動(dòng)而非復(fù)制。4.協(xié)程與普通函數(shù)區(qū)別：-`co_await`保存執(zhí)行狀態(tài)（棧幀、局部變量），普通調(diào)用直接跳轉(zhuǎn)。-棧展開(kāi)優(yōu)化：通過(guò)`coroutine`對(duì)象管理執(zhí)行上下文，避免棧溢出。5.`constexpr`與模板元編程：-聯(lián)系：`constexpr`可增強(qiáng)模板元編程的計(jì)算效率（如`constexpr`模板函數(shù)）。-優(yōu)化示例：用`constexpr`計(jì)算階乘，避免運(yùn)行時(shí)開(kāi)銷(xiāo)。四、編程題參考答案1.`std::variant`包裝類(lèi)：cppinclude<variant>include<stdexcept>template<typename...Types>classVariantWrapper:publicstd::variant<Types...>{public:usingstd::variant<Types...>::variant;intget_int(){returnstd::get<int>(this);}doubleget_double(){returnstd::get<double>(this);}};2.`String`類(lèi)移動(dòng)語(yǔ)義：cppclassString{private:chardata;size_tsize;public:String(constchars):size(strlen(s)),data(newchar[size+1]){strcpy(data,s);}String(String&&other)noexcept:data(other.data),size(other.size){other.data=nullptr;other.size=0;}String&operator=(String&&other)noexcept{if(this!=&other){delete[]data;data=other.data;size=other.size;other.data=nullptr;other.size=0;}returnthis;}~String(){delete[]data;}};3.斐波那契協(xié)程：cppinclude<coroutine>structFibonacciCoroutine{structpromise_type{FibonacciCoroutineget_return_object(){return{};}std::suspend_neverinitial_suspend(){return{};}std::suspend_neverfinal_suspend()noexcept{return{};}voidreturn_void(){}vo