2026年程序設(shè)計進(jìn)階：C++編程語言進(jìn)階試題庫一、選擇題（每題2分，共20題）1.在C++中，下列哪個關(guān)鍵字用于聲明一個類的私有成員？A.publicB.protectedC.privateD.internal2.C++中，用于動態(tài)分配內(nèi)存的運算符是？A.[]B.()C.->D.new3.以下哪個標(biāo)準(zhǔn)庫容器最適合用于頻繁插入和刪除操作？A.vectorB.listC.arrayD.deque4.在C++中，`const`關(guān)鍵字用于聲明什么？A.常量B.不可修改的變量C.臨時變量D.指針5.`std::mutex`在C++中用于什么？A.內(nèi)存管理B.線程同步C.文件操作D.數(shù)據(jù)序列化6.C++11中，`auto`關(guān)鍵字的作用是什么？A.自動釋放內(nèi)存B.自動推導(dǎo)類型C.自動生成函數(shù)D.自動調(diào)用構(gòu)造函數(shù)7.以下哪個是C++11引入的右值引用？A.`&`B.`&&`C.`->`D.`->`8.`std::thread`在C++中用于什么？A.創(chuàng)建線程B.管理進(jìn)程C.異步編程D.內(nèi)存分配9.在C++中，`nullptr`的作用是什么？A.表示空指針B.表示空引用C.表示空結(jié)構(gòu)體D.表示空類10.以下哪個是C++17引入的`std::optional`？A.可選值容器B.可選函數(shù)C.可選指針D.可選結(jié)構(gòu)體二、填空題（每空1分，共10空）1.在C++中，`virtual`關(guān)鍵字用于聲明______函數(shù)。2.`std::cout`是C++中用于______的對象。3.`std::unique_ptr`是一種______智能指針。4.`std::lock_guard`是C++中用于______的RAII類。5.`std::lambda`表達(dá)式在C++中用于創(chuàng)建______函數(shù)對象。6.`std::condition_variable`用于______線程之間的同步。7.`std::atomic`類型用于實現(xiàn)______操作。8.`std::filesystem`庫用于______操作。9.`std::stoi`函數(shù)用于將______轉(zhuǎn)換為整數(shù)。10.`try-catch`塊用于處理C++中的______異常。三、簡答題（每題5分，共4題）1.簡述C++11中`右值引用`的概念及其應(yīng)用場景。2.解釋`RAII`（ResourceAcquisitionIsInitialization）模式在C++中的作用。3.描述`std::mutex`和`std::recursive_mutex`的區(qū)別。4.說明`std::filesystem`庫的主要功能及其在C++17中的意義。四、編程題（每題15分，共2題）1.編寫一個C++函數(shù)，實現(xiàn)快速排序算法（QuickSort），并測試其正確性。要求：-輸入一個整數(shù)數(shù)組，返回排序后的數(shù)組。-手動測試至少3組輸入數(shù)據(jù)。2.編寫一個C++程序，實現(xiàn)多線程版本的文件讀取和統(tǒng)計詞頻的功能。要求：-使用`std::thread`創(chuàng)建多個線程分別讀取文件的不同部分。-統(tǒng)計文件中每個單詞的出現(xiàn)次數(shù)，并輸出結(jié)果。-使用互斥鎖（`std::mutex`）保證線程安全。答案與解析一、選擇題答案與解析1.C解析：`private`關(guān)鍵字用于聲明類的私有成員，外部無法訪問。2.D解析：`new`運算符用于動態(tài)分配內(nèi)存，`delete`用于釋放內(nèi)存。3.B解析：`list`是基于雙向鏈表的容器，適合頻繁插入和刪除操作。4.B解析：`const`用于聲明不可修改的變量或?qū)ο蟆?.B解析：`std::mutex`用于多線程編程中的互斥鎖，防止數(shù)據(jù)競爭。6.B解析：`auto`關(guān)鍵字自動推導(dǎo)變量的類型，簡化代碼。7.B解析：`&&`表示右值引用，用于移動語義優(yōu)化。8.A解析：`std::thread`用于創(chuàng)建和管理工作線程。9.A解析：`nullptr`是C++11引入的空指針常量，替代`NULL`。10.A解析：`std::optional`表示可能包含或不含值的類型，用于處理可選值。二、填空題答案與解析1.虛解析：`virtual`用于聲明虛函數(shù)，支持動態(tài)綁定。2.輸出解析：`std::cout`是C++的標(biāo)準(zhǔn)輸出流對象。3.獨占解析：`std::unique_ptr`確保唯一所有權(quán)，防止內(nèi)存泄漏。4.互斥鎖解析：`std::lock_guard`自動管理互斥鎖的鎖定和解鎖。5.匿名解析：`std::lambda`用于創(chuàng)建匿名函數(shù)對象，方便回調(diào)。6.等待/通知解析：`std::condition_variable`用于線程間的條件等待和通知。7.原子解析：`std::atomic`保證操作的原子性，無需鎖。8.文件系統(tǒng)解析：`std::filesystem`庫提供文件和目錄操作功能。9.字符串解析：`std::stoi`將字符串轉(zhuǎn)換為整數(shù)。10.異常解析：`try-catch`用于捕獲和處理異常。三、簡答題答案與解析1.右值引用概念及應(yīng)用場景答：右值引用（`&&`）是C++11引入的引用類型，用于區(qū)分左值（對象）和右值（臨時對象）。應(yīng)用場景：-移動語義：避免不必要的復(fù)制，提高性能（如`std::move`）。-資源轉(zhuǎn)移：將臨時對象的資源轉(zhuǎn)移給容器（如`std::unique_ptr`）。2.RAII模式的作用答：RAII（ResourceAcquisitionIsInitialization）通過對象生命周期管理資源（如內(nèi)存、文件句柄）。作用：-自動資源管理：對象構(gòu)造時獲取資源，析構(gòu)時釋放資源。-防止泄漏：確保資源始終被正確釋放。3.`std::mutex`與`std::recursive_mutex`的區(qū)別答：-`std::mutex`：線程每次只能鎖定一次，多次鎖定會導(dǎo)致死鎖。-`std::recursive_mutex`：同一線程可多次鎖定，適合遞歸調(diào)用場景。4.`std::filesystem`庫的功能及意義答：`std::filesystem`提供文件系統(tǒng)操作功能，如：-文件路徑操作（`path`類）。-文件和目錄遍歷（`directory_iterator`）。意義：簡化文件系統(tǒng)操作，提高代碼可移植性。四、編程題答案與解析1.快速排序算法實現(xiàn)cppinclude<iostream>include<vector>voidquickSort(std::vector<int>&arr,intleft,intright){if(left>=right)return;intpivot=arr[(left+right)/2];inti=left,j=right;while(i<=j){while(arr[i]<pivot)i++;while(arr[j]>pivot)j--;if(i<=j)std::swap(arr[i++],arr[j--]);}quickSort(arr,left,j);quickSort(arr,i,right);}intmain(){std::vector<int>arr={5,3,8,4,2};quickSort(arr,0,arr.size()-1);for(intnum:arr)std::cout<<num<<"";return0;}測試輸入：-`{5,3,8,4,2}`→輸出：`23458`-`{9,1,7,3,5}`→輸出：`13579`2.多線程文件讀取和詞頻統(tǒng)計cppinclude<iostream>include<fstream>include<string>include<unordered_map>include<thread>include<mutex>std::mutexmtx;std::unordered_map<std::string,int>freq;voidcountWords(conststd::string&line){std::istringstreamiss(line);std::stringword;while(iss>>word){std::lock_guard<std::mutex>lock(mtx);freq[word]++;}}voidprocessFile(conststd::string&filename){std::ifstreamfile(filename);std::stringline;while(std::getline(file,line)){std::threadt(countWords,line);t.detach();}}intmain(){std::stringfilename="example.txt";std::threadt(processFile,file