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

自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁武漢設(shè)計工程學(xué)院《C++語言程序設(shè)計》

2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級_______學(xué)號_______姓名_______題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共20個小題，每小題1分，共20分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的．）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)某個條件不滿足時，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.條件變量可以單獨使用，不需要與互斥鎖配合C.一個條件變量可以同時被多個線程等待D.條件變量的通知操作（notify）會喚醒所有等待在該條件變量上的線程2、C++中的移動語義（movesemantics）用于優(yōu)化資源的轉(zhuǎn)移。假設(shè)有一個類

ResourceHolder

，其中包含一個大型資源。當(dāng)使用移動語義來傳遞

ResourceHolder

對象時，以下關(guān)于性能和資源管理的描述，哪一項是正確的？（）A.移動操作會復(fù)制資源，導(dǎo)致性能開銷較大B.移動操作可以避免不必要的資源復(fù)制，提高性能C.移動操作和復(fù)制操作的性能沒有區(qū)別D.移動語義只適用于基本數(shù)據(jù)類型，對于自定義類無效3、關(guān)于C++中的對象布局（objectlayout），以下說法錯誤的是：（）A.對象的成員變量在內(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）用于實現(xiàn)動態(tài)多態(tài)性，存儲在對象的內(nèi)存布局中C.不同編譯器對對象的布局可能有所不同，但都遵循C++的標(biāo)準(zhǔn)D.對象布局的細節(jié)對程序員是完全透明的，不需要了解4、對于C++中的友元（friend），以下關(guān)于其作用和使用限制的描述，哪一項是錯誤的？（）A.友元函數(shù)可以訪問類的私有和保護成員，友元類的所有成員函數(shù)都可以訪問另一個類的私有和保護成員B.友元關(guān)系是單向的，即A是B的友元，并不意味著B是A的友元C.友元破壞了類的封裝性，應(yīng)謹慎使用，過多使用友元會導(dǎo)致代碼的可維護性降低D.友元可以在不同的命名空間中聲明，并且不受訪問控制的限制5、在C++的類型轉(zhuǎn)換中，以下關(guān)于動態(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，dynamic_cast才會成功，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，也可以反過來轉(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）中，關(guān)于向量（vector）容器，以下說法錯誤的是：（）A.向量可以動態(tài)增長和收縮，方便存儲不確定數(shù)量的元素B.可以通過索引快速訪問向量中的元素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)存儲的，不能有空隙7、關(guān)于C++中的函數(shù)對象（FunctionObject），以下關(guān)于其定義和使用的描述，哪一項是準(zhǔn)確的？（）A.函數(shù)對象是一個類的對象，其行為類似于函數(shù)，通過重載operator()運算符來實現(xiàn)B.函數(shù)對象可以存儲狀態(tài)信息，并且可以根據(jù)這些狀態(tài)進行不同的操作，比普通函數(shù)更靈活C.函數(shù)對象可以作為參數(shù)傳遞給算法函數(shù)，實現(xiàn)自定義的操作邏輯D.以上說法都正確8、C++中的位操作符（bitwiseoperator）用于對整數(shù)的位進行操作。假設(shè)有兩個整數(shù)

intnum1=5;intnum2=3;

，進行位與（

&

）、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，哪一項是準(zhǔn)確的？（）A.位操作符的結(jié)果難以預(yù)測，很少在實際編程中使用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制數(shù)據(jù)，對十進制整數(shù)無效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)，以下描述哪一項是不正確的？（）A.構(gòu)造函數(shù)用于創(chuàng)建對象時進行初始化操作，析構(gòu)函數(shù)用于對象銷毀時釋放資源B.構(gòu)造函數(shù)可以有多個重載版本，析構(gòu)函數(shù)不能重載C.當(dāng)對象作為函數(shù)的參數(shù)傳遞時，會調(diào)用復(fù)制構(gòu)造函數(shù)，如果返回對象，會調(diào)用移動構(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)存對齊（MemoryAlignment）中，以下描述正確的是：（）A.內(nèi)存對齊是為了提高內(nèi)存訪問效率，不同的數(shù)據(jù)類型有不同的對齊要求B.可以通過編譯器的設(shè)置來禁止內(nèi)存對齊C.內(nèi)存對齊只對結(jié)構(gòu)體和類中的成員變量有影響，對單個變量沒有影響D.程序員不需要關(guān)心內(nèi)存對齊，編譯器會自動處理好一切11、關(guān)于C++中的多態(tài)性（Polymorphism），以下說法正確的是：（）A.多態(tài)性只有在使用基類指針或引用指向派生類對象時才能體現(xiàn)出來B.動態(tài)多態(tài)性通過函數(shù)重載實現(xiàn)，靜態(tài)多態(tài)性通過虛函數(shù)實現(xiàn)C.虛函數(shù)在派生類中重新定義時，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)雜的類型定義一個更簡潔易讀的名稱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新名字，不會創(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)有一個類

CustomType

，重載了類型轉(zhuǎn)換操作符

operatorint()

。當(dāng)將

CustomType

對象轉(zhuǎn)換為

int

類型時，以下關(guān)于類型轉(zhuǎn)換的描述，哪一項是正確的？（）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行，不受任何限制C.類型轉(zhuǎn)換操作符重載可能會導(dǎo)致隱式的類型轉(zhuǎn)換，需要謹慎使用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)于流插入運算符和流提取運算符的重載，說法錯誤的是（）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，第一個參數(shù)是流對象D.重載為友元函數(shù)時，第一個參數(shù)是對象15、在C++的多態(tài)性中，除了動態(tài)多態(tài)性（通過虛函數(shù)實現(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)性在編譯時就能確定具體要調(diào)用的函數(shù)版本C.模板也是實現(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++的運算符重載中，假設(shè)有一個類

ComplexNumber

表示復(fù)數(shù)，我們想要重載

+

運算符來實現(xiàn)復(fù)數(shù)的相加。以下關(guān)于運算符重載的實現(xiàn)和使用的描述，哪一項是正確的？（）A.重載的運算符函數(shù)必須是類的成員函數(shù)B.可以將運算符函數(shù)定義為友元函數(shù)，以便更靈活地訪問操作數(shù)C.重載運算符的參數(shù)個數(shù)和類型必須與原始運算符完全相同D.運算符重載會使代碼變得復(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用于在運行時進行安全的向下轉(zhuǎn)型（Downcasting），如果轉(zhuǎn)型失敗，會返回空指針B.dynamic_cast可以用于任意類型之間的轉(zhuǎn)換，包括無關(guān)的類型C.dynamic_cast的性能比static_cast高，因為它在運行時進行類型檢查D.dynamic_cast只能用于指針和引用類型的轉(zhuǎn)換，不能用于對象類型的轉(zhuǎn)換18、對于C++中的移動語義（MoveSemantics），以下說法正確的是：（）A.移動語義可以避免不必要的復(fù)制操作，提高性能，尤其在處理大型對象時B.移動語義通過右值引用（RvalueReference）和移動構(gòu)造函數(shù)、移動賦值運算符來實現(xiàn)C.移動操作后，原對象將處于有效但未定義的狀態(tài)，可以繼續(xù)使用D.移動語義只適用于自定義類型，對基本數(shù)據(jù)類型無效19、在C++的STL（標(biāo)準(zhǔn)模板庫）中，以下關(guān)于容器的說法不正確的是：（）A.容器是用于存儲和組織數(shù)據(jù)的對象，STL提供了多種不同類型的容器，如vector、list、deque、set、map等B.vector是一種動態(tài)數(shù)組，支持隨機訪問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，但不支持隨機訪問D.set和map都是基于紅黑樹實現(xiàn)的，set中的元素是唯一的，而map是鍵值對的集合，鍵是唯一的20、關(guān)于C++中的類模板，假設(shè)我們定義了一個類模板

templateclassStack

來實現(xiàn)一個棧結(jié)構(gòu)。那么以下關(guān)于類模板的描述，哪一項是正確的？（）A.類模板的成員函數(shù)必須在類外定義B.類模板的實例化是在運行時進行的C.不同類型的類模板實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．有多個選項是符合題目要求的．）1、C++中的類可以有多個拷貝構(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++中的動態(tài)多態(tài)性通過函數(shù)模板實現(xiàn)。（）8、C++中的宏定義在編譯時會進行語法檢查。（）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)成員的類型進行偏特化。（）13、可以拋出任何類型的對象作為異常。（）14、C++17引入了字符串視圖（string_view）。（）15、C++中的函數(shù)模板不能有默認參數(shù)。（）三、論述題（本大題共6個小題，共30分)1、（本題5分）詳細論述C++中函數(shù)模板的特化和偏特化的細節(jié)。解釋特化和偏特化的語法規(guī)則、匹配條件，分析特化和偏特化的優(yōu)先級和沖突解決，通過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）在類的所有對象之間共享。請全面論述靜態(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、訪問方式和作用域。通過實際的代碼示例展示靜態(tài)成員在實現(xiàn)類的全局數(shù)據(jù)和功能方面的應(yīng)用。3、（本題5分）詳細分析C++中的移動構(gòu)造函數(shù)（MoveConstructor）和移動賦值運算符（MoveAssignmentOperator）。解釋它們的實現(xiàn)原理和優(yōu)化效果，分析在什么情況下會自動調(diào)用移動構(gòu)造函數(shù)和移動賦值運算符，以及如何手動實現(xiàn)以提高性能，并通過代碼示例展示。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，避免常見的誤解，并給出代碼示例。5、（本題5分）C++中的線程編程為實現(xiàn)并發(fā)和并行處理提供了支持。請論述線程的創(chuàng)建、同步和通信機制，包括互斥鎖、條件變量和信號量的使用。分析多線程編程中的競爭條