武漢設(shè)計(jì)工程學(xué)院《C++語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

自覺(jué)遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無(wú)效密自覺(jué)遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無(wú)效密封線第1頁(yè)，共3頁(yè)武漢設(shè)計(jì)工程學(xué)院《C++語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》

2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級(jí)_______學(xué)號(hào)_______姓名_______題號(hào)一二三四總分得分一、單選題（本大題共20個(gè)小題，每小題1分，共20分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、在C++的并發(fā)編程中，關(guān)于條件變量（ConditionVariable），以下描述確切的是：（）A.條件變量用于線程之間的同步，當(dāng)某個(gè)條件不滿足時(shí)，線程可以等待在條件變量上，直到其他線程通知條件滿足B.條件變量可以單獨(dú)使用，不需要與互斥鎖配合C.一個(gè)條件變量可以同時(shí)被多個(gè)線程等待D.條件變量的通知操作（notify）會(huì)喚醒所有等待在該條件變量上的線程2、C++中的移動(dòng)語(yǔ)義（movesemantics）用于優(yōu)化資源的轉(zhuǎn)移。假設(shè)有一個(gè)類

ResourceHolder

，其中包含一個(gè)大型資源。當(dāng)使用移動(dòng)語(yǔ)義來(lái)傳遞

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對(duì)象時(shí)，以下關(guān)于性能和資源管理的描述，哪一項(xiàng)是正確的？（）A.移動(dòng)操作會(huì)復(fù)制資源，導(dǎo)致性能開(kāi)銷較大B.移動(dòng)操作可以避免不必要的資源復(fù)制，提高性能C.移動(dòng)操作和復(fù)制操作的性能沒(méi)有區(qū)別D.移動(dòng)語(yǔ)義只適用于基本數(shù)據(jù)類型，對(duì)于自定義類無(wú)效3、關(guān)于C++中的對(duì)象布局（objectlayout），以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是：（）A.對(duì)象的成員變量在內(nèi)存中的布局順序通常與聲明的順序相同B.虛函數(shù)表（vtable）用于實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)多態(tài)性，存儲(chǔ)在對(duì)象的內(nèi)存布局中C.不同編譯器對(duì)對(duì)象的布局可能有所不同，但都遵循C++的標(biāo)準(zhǔn)D.對(duì)象布局的細(xì)節(jié)對(duì)程序員是完全透明的，不需要了解4、對(duì)于C++中的友元（friend），以下關(guān)于其作用和使用限制的描述，哪一項(xiàng)是錯(cuò)誤的？（）A.友元函數(shù)可以訪問(wèn)類的私有和保護(hù)成員，友元類的所有成員函數(shù)都可以訪問(wèn)另一個(gè)類的私有和保護(hù)成員B.友元關(guān)系是單向的，即A是B的友元，并不意味著B(niǎo)是A的友元C.友元破壞了類的封裝性，應(yīng)謹(jǐn)慎使用，過(guò)多使用友元會(huì)導(dǎo)致代碼的可維護(hù)性降低D.友元可以在不同的命名空間中聲明，并且不受訪問(wèn)控制的限制5、在C++的類型轉(zhuǎn)換中，以下關(guān)于動(dòng)態(tài)類型轉(zhuǎn)換（dynamic_cast）的描述，不正確的是：（）A.dynamic_cast用于在繼承關(guān)系中的類指針或引用之間進(jìn)行安全的類型轉(zhuǎn)換B.只有當(dāng)轉(zhuǎn)換是合法的且有意義時(shí)，dynamic_cast才會(huì)成功，否則返回NULL或拋出異常C.dynamic_cast可以用于將基類指針轉(zhuǎn)換為派生類指針，也可以反過(guò)來(lái)轉(zhuǎn)換D.dynamic_cast的性能優(yōu)于其他類型轉(zhuǎn)換方式，如static_cast和reinterpret_cast6、在C++的STL（標(biāo)準(zhǔn)模板庫(kù)）中，關(guān)于向量（vector）容器，以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是：（）A.向量可以動(dòng)態(tài)增長(zhǎng)和收縮，方便存儲(chǔ)不確定數(shù)量的元素B.可以通過(guò)索引快速訪問(wèn)向量中的元素C.向量的插入和刪除操作在尾部效率較高，在中間位置效率較低D.向量中的元素必須是連續(xù)存儲(chǔ)的，不能有空隙7、關(guān)于C++中的函數(shù)對(duì)象（FunctionObject），以下關(guān)于其定義和使用的描述，哪一項(xiàng)是準(zhǔn)確的？（）A.函數(shù)對(duì)象是一個(gè)類的對(duì)象，其行為類似于函數(shù)，通過(guò)重載operator()運(yùn)算符來(lái)實(shí)現(xiàn)B.函數(shù)對(duì)象可以存儲(chǔ)狀態(tài)信息，并且可以根據(jù)這些狀態(tài)進(jìn)行不同的操作，比普通函數(shù)更靈活C.函數(shù)對(duì)象可以作為參數(shù)傳遞給算法函數(shù)，實(shí)現(xiàn)自定義的操作邏輯D.以上說(shuō)法都正確8、C++中的位操作符（bitwiseoperator）用于對(duì)整數(shù)的位進(jìn)行操作。假設(shè)有兩個(gè)整數(shù)

intnum1=5;intnum2=3;

，進(jìn)行位與（

&

）、位或（

|

）和位異或（

^

）操作。以下關(guān)于位操作符的結(jié)果和用途的描述，哪一項(xiàng)是準(zhǔn)確的？（）A.位操作符的結(jié)果難以預(yù)測(cè)，很少在實(shí)際編程中使用B.位操作符常用于設(shè)置和檢查整數(shù)中的某些位標(biāo)志C.位操作符只能用于處理二進(jìn)制數(shù)據(jù)，對(duì)十進(jìn)制整數(shù)無(wú)效D.位操作符的操作速度較慢，應(yīng)盡量避免使用9、關(guān)于C++中的構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)，以下描述哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.構(gòu)造函數(shù)用于創(chuàng)建對(duì)象時(shí)進(jìn)行初始化操作，析構(gòu)函數(shù)用于對(duì)象銷毀時(shí)釋放資源B.構(gòu)造函數(shù)可以有多個(gè)重載版本，析構(gòu)函數(shù)不能重載C.當(dāng)對(duì)象作為函數(shù)的參數(shù)傳遞時(shí)，會(huì)調(diào)用復(fù)制構(gòu)造函數(shù)，如果返回對(duì)象，會(huì)調(diào)用移動(dòng)構(gòu)造函數(shù)D.構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)都不能有返回值，也不能使用const修飾10、在C++的內(nèi)存對(duì)齊（MemoryAlignment）中，以下描述正確的是：（）A.內(nèi)存對(duì)齊是為了提高內(nèi)存訪問(wèn)效率，不同的數(shù)據(jù)類型有不同的對(duì)齊要求B.可以通過(guò)編譯器的設(shè)置來(lái)禁止內(nèi)存對(duì)齊C.內(nèi)存對(duì)齊只對(duì)結(jié)構(gòu)體和類中的成員變量有影響，對(duì)單個(gè)變量沒(méi)有影響D.程序員不需要關(guān)心內(nèi)存對(duì)齊，編譯器會(huì)自動(dòng)處理好一切11、關(guān)于C++中的多態(tài)性（Polymorphism），以下說(shuō)法正確的是：（）A.多態(tài)性只有在使用基類指針或引用指向派生類對(duì)象時(shí)才能體現(xiàn)出來(lái)B.動(dòng)態(tài)多態(tài)性通過(guò)函數(shù)重載實(shí)現(xiàn)，靜態(tài)多態(tài)性通過(guò)虛函數(shù)實(shí)現(xiàn)C.虛函數(shù)在派生類中重新定義時(shí)，其返回值類型、函數(shù)名和參數(shù)列表必須與基類中的完全相同D.只要在基類中將函數(shù)聲明為虛函數(shù)，派生類中同名同參數(shù)的函數(shù)就自動(dòng)成為虛函數(shù)12、在C++的類型別名（TypeAlias）中，以下描述正確的是：（）A.使用typedef定義的類型別名和使用using定義的類型別名在功能上完全相同B.類型別名可以為復(fù)雜的類型定義一個(gè)更簡(jiǎn)潔易讀的名稱C.類型別名不能用于模板參數(shù)D.類型別名只是給類型起了一個(gè)新名字，不會(huì)創(chuàng)建新的類型13、C++中的類型轉(zhuǎn)換操作符重載可以提供更安全和明確的類型轉(zhuǎn)換方式。假設(shè)有一個(gè)類

CustomType

，重載了類型轉(zhuǎn)換操作符

operatorint()

。當(dāng)將

CustomType

對(duì)象轉(zhuǎn)換為

int

類型時(shí)，以下關(guān)于類型轉(zhuǎn)換的描述，哪一項(xiàng)是正確的？（）A.類型轉(zhuǎn)換操作符重載可以保證轉(zhuǎn)換的安全性，不會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失B.類型轉(zhuǎn)換操作符重載可以隨意進(jìn)行，不受任何限制C.類型轉(zhuǎn)換操作符重載可能會(huì)導(dǎo)致隱式的類型轉(zhuǎn)換，需要謹(jǐn)慎使用D.類型轉(zhuǎn)換操作符重載只在特定的情況下生效，不能普遍應(yīng)用14、C++中，以下關(guān)于流插入運(yùn)算符和流提取運(yùn)算符的重載，說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A.可以重載為成員函數(shù)B.可以重載為友元函數(shù)C.重載為成員函數(shù)時(shí)，第一個(gè)參數(shù)是流對(duì)象D.重載為友元函數(shù)時(shí)，第一個(gè)參數(shù)是對(duì)象15、在C++的多態(tài)性中，除了動(dòng)態(tài)多態(tài)性（通過(guò)虛函數(shù)實(shí)現(xiàn)），還有靜態(tài)多態(tài)性。以下關(guān)于靜態(tài)多態(tài)性的描述，不正確的是：（）A.函數(shù)重載和運(yùn)算符重載都屬于靜態(tài)多態(tài)性B.靜態(tài)多態(tài)性在編譯時(shí)就能確定具體要調(diào)用的函數(shù)版本C.模板也是實(shí)現(xiàn)靜態(tài)多態(tài)性的一種方式D.靜態(tài)多態(tài)性的性能優(yōu)于動(dòng)態(tài)多態(tài)性，因此應(yīng)盡量使用靜態(tài)多態(tài)性16、在C++的運(yùn)算符重載中，假設(shè)有一個(gè)類

ComplexNumber

表示復(fù)數(shù)，我們想要重載

+

運(yùn)算符來(lái)實(shí)現(xiàn)復(fù)數(shù)的相加。以下關(guān)于運(yùn)算符重載的實(shí)現(xiàn)和使用的描述，哪一項(xiàng)是正確的？（）A.重載的運(yùn)算符函數(shù)必須是類的成員函數(shù)B.可以將運(yùn)算符函數(shù)定義為友元函數(shù)，以便更靈活地訪問(wèn)操作數(shù)C.重載運(yùn)算符的參數(shù)個(gè)數(shù)和類型必須與原始運(yùn)算符完全相同D.運(yùn)算符重載會(huì)使代碼變得復(fù)雜，應(yīng)盡量少用17、在C++的類型轉(zhuǎn)換中，以下關(guān)于dynamic_cast的描述，正確的是：（）A.dynamic_cast用于在運(yùn)行時(shí)進(jìn)行安全的向下轉(zhuǎn)型（Downcasting），如果轉(zhuǎn)型失敗，會(huì)返回空指針B.dynamic_cast可以用于任意類型之間的轉(zhuǎn)換，包括無(wú)關(guān)的類型C.dynamic_cast的性能比static_cast高，因?yàn)樗谶\(yùn)行時(shí)進(jìn)行類型檢查D.dynamic_cast只能用于指針和引用類型的轉(zhuǎn)換，不能用于對(duì)象類型的轉(zhuǎn)換18、對(duì)于C++中的移動(dòng)語(yǔ)義（MoveSemantics），以下說(shuō)法正確的是：（）A.移動(dòng)語(yǔ)義可以避免不必要的復(fù)制操作，提高性能，尤其在處理大型對(duì)象時(shí)B.移動(dòng)語(yǔ)義通過(guò)右值引用（RvalueReference）和移動(dòng)構(gòu)造函數(shù)、移動(dòng)賦值運(yùn)算符來(lái)實(shí)現(xiàn)C.移動(dòng)操作后，原對(duì)象將處于有效但未定義的狀態(tài)，可以繼續(xù)使用D.移動(dòng)語(yǔ)義只適用于自定義類型，對(duì)基本數(shù)據(jù)類型無(wú)效19、在C++的STL（標(biāo)準(zhǔn)模板庫(kù)）中，以下關(guān)于容器的說(shuō)法不正確的是：（）A.容器是用于存儲(chǔ)和組織數(shù)據(jù)的對(duì)象，STL提供了多種不同類型的容器，如vector、list、deque、set、map等B.vector是一種動(dòng)態(tài)數(shù)組，支持隨機(jī)訪問(wèn)和高效的尾部插入和刪除操作，但在中間插入和刪除元素效率較低C.list是一種雙向鏈表，在任何位置插入和刪除元素都具有高效的性能，但不支持隨機(jī)訪問(wèn)D.set和map都是基于紅黑樹(shù)實(shí)現(xiàn)的，set中的元素是唯一的，而map是鍵值對(duì)的集合，鍵是唯一的20、關(guān)于C++中的類模板，假設(shè)我們定義了一個(gè)類模板

templateclassStack

來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)棧結(jié)構(gòu)。那么以下關(guān)于類模板的描述，哪一項(xiàng)是正確的？（）A.類模板的成員函數(shù)必須在類外定義B.類模板的實(shí)例化是在運(yùn)行時(shí)進(jìn)行的C.不同類型的類模板實(shí)例共享相同的成員函數(shù)代碼D.類模板不能有靜態(tài)成員變量二、判斷題（本大題共15小題，每小題2分，共30分．有多個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的．）1、C++中的類可以有多個(gè)拷貝構(gòu)造函數(shù)。（）2、typedef和using定義的類型別名完全相同。（）3、拷貝構(gòu)造函數(shù)的參數(shù)是對(duì)象的引用。（）4、C++中類的成員函數(shù)不能在類外調(diào)用。（）5、C++中的goto語(yǔ)句可以在任何位置使用。（）6、C++中的函數(shù)重載只考慮參數(shù)的類型，不考慮參數(shù)的名稱。（）7、C++中的動(dòng)態(tài)多態(tài)性通過(guò)函數(shù)模板實(shí)現(xiàn)。（）8、C++中的宏定義在編譯時(shí)會(huì)進(jìn)行語(yǔ)法檢查。（）9、C++中的繼承關(guān)系中，基類的構(gòu)造函數(shù)總是先被調(diào)用。（）10、C++中的類的成員變量不能是引用類型。（）11、C++中的繼承關(guān)系中，派生類可以重定義基類的靜態(tài)成員函數(shù)。（）12、C++中的類模板可以根據(jù)成員的類型進(jìn)行偏特化。（）13、可以拋出任何類型的對(duì)象作為異常。（）14、C++17引入了字符串視圖（string_view）。（）15、C++中的函數(shù)模板不能有默認(rèn)參數(shù)。（）三、論述題（本大題共6個(gè)小題，共30分)1、（本題5分）詳細(xì)論述C++中函數(shù)模板的特化和偏特化的細(xì)節(jié)。解釋特化和偏特化的語(yǔ)法規(guī)則、匹配條件，分析特化和偏特化的優(yōu)先級(jí)和沖突解決，通過(guò)具體的代碼示例展示復(fù)雜的特化情況。2、（本題5分）C++中的靜態(tài)成員（StaticMember）在類的所有對(duì)象之間共享。請(qǐng)全面論述靜態(tài)成員變量和靜態(tài)成員函數(shù)的概念和特性，包括它們的定義、訪問(wèn)方式和作用域。通過(guò)實(shí)際的代碼示例展示靜態(tài)成員在實(shí)現(xiàn)類的全局?jǐn)?shù)據(jù)和功能方面的應(yīng)用。3、（本題5分）詳細(xì)分析C++中的移動(dòng)構(gòu)造函數(shù)（MoveConstructor）和移動(dòng)賦值運(yùn)算符（MoveAssignmentOperator）。解釋它們的實(shí)現(xiàn)原理和優(yōu)化效果，分析在什么情況下會(huì)自動(dòng)調(diào)用移動(dòng)構(gòu)造函數(shù)和移動(dòng)賦值運(yùn)算符，以及如何手動(dòng)實(shí)現(xiàn)以提高性能，并通過(guò)代碼示例展示。4、（本題5分）深入研究C++中的volatile關(guān)鍵字。解釋volatile關(guān)鍵字的作用和適用場(chǎng)景，分析在多線程編程和硬件交互中如何正確使用volatile關(guān)鍵字，避免常見(jiàn)的誤解，并給出代碼示例。5、（本題5分）C++中的線程編程為實(shí)現(xiàn)并發(fā)和并行處理提供了支持。請(qǐng)論述線程的創(chuàng)建、同步和通信機(jī)制，包括互斥鎖、條件變量和信號(hào)量的使用。分析多線程編程中的競(jìng)爭(zhēng)條