武汉设计工程学院《C++语言程序设计》2021-2022学年第一学期期末试卷

自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密封线第1页，共3页武汉设计工程学院《C++语言程序设计》

2021-2022学年第一学期期末试卷院(系)_______班级_______学号_______姓名_______题号一二三四总分得分一、单选题（本大题共20个小题，每小题1分，共20分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．）1、在C++的并发编程中，关于条件变量（ConditionVariable），以下描述确切的是：（）A.条件变量用于线程之间的同步，当某个条件不满足时，线程可以等待在条件变量上，直到其他线程通知条件满足B.条件变量可以单独使用，不需要与互斥锁配合C.一个条件变量可以同时被多个线程等待D.条件变量的通知操作（notify）会唤醒所有等待在该条件变量上的线程2、C++中的移动语义（movesemantics）用于优化资源的转移。假设有一个类

ResourceHolder

，其中包含一个大型资源。当使用移动语义来传递

ResourceHolder

对象时，以下关于性能和资源管理的描述，哪一项是正确的？（）A.移动操作会复制资源，导致性能开销较大B.移动操作可以避免不必要的资源复制，提高性能C.移动操作和复制操作的性能没有区别D.移动语义只适用于基本数据类型，对于自定义类无效3、关于C++中的对象布局（objectlayout），以下说法错误的是：（）A.对象的成员变量在内存中的布局顺序通常与声明的顺序相同B.虚函数表（vtable）用于实现动态多态性，存储在对象的内存布局中C.不同编译器对对象的布局可能有所不同，但都遵循C++的标准D.对象布局的细节对程序员是完全透明的，不需要了解4、对于C++中的友元（friend），以下关于其作用和使用限制的描述，哪一项是错误的？（）A.友元函数可以访问类的私有和保护成员，友元类的所有成员函数都可以访问另一个类的私有和保护成员B.友元关系是单向的，即A是B的友元，并不意味着B是A的友元C.友元破坏了类的封装性，应谨慎使用，过多使用友元会导致代码的可维护性降低D.友元可以在不同的命名空间中声明，并且不受访问控制的限制5、在C++的类型转换中，以下关于动态类型转换（dynamic_cast）的描述，不正确的是：（）A.dynamic_cast用于在继承关系中的类指针或引用之间进行安全的类型转换B.只有当转换是合法的且有意义时，dynamic_cast才会成功，否则返回NULL或抛出异常C.dynamic_cast可以用于将基类指针转换为派生类指针，也可以反过来转换D.dynamic_cast的性能优于其他类型转换方式，如static_cast和reinterpret_cast6、在C++的STL（标准模板库）中，关于向量（vector）容器，以下说法错误的是：（）A.向量可以动态增长和收缩，方便存储不确定数量的元素B.可以通过索引快速访问向量中的元素C.向量的插入和删除操作在尾部效率较高，在中间位置效率较低D.向量中的元素必须是连续存储的，不能有空隙7、关于C++中的函数对象（FunctionObject），以下关于其定义和使用的描述，哪一项是准确的？（）A.函数对象是一个类的对象，其行为类似于函数，通过重载operator()运算符来实现B.函数对象可以存储状态信息，并且可以根据这些状态进行不同的操作，比普通函数更灵活C.函数对象可以作为参数传递给算法函数，实现自定义的操作逻辑D.以上说法都正确8、C++中的位操作符（bitwiseoperator）用于对整数的位进行操作。假设有两个整数

intnum1=5;intnum2=3;

，进行位与（

&

）、位或（

|

）和位异或（

^

）操作。以下关于位操作符的结果和用途的描述，哪一项是准确的？（）A.位操作符的结果难以预测，很少在实际编程中使用B.位操作符常用于设置和检查整数中的某些位标志C.位操作符只能用于处理二进制数据，对十进制整数无效D.位操作符的操作速度较慢，应尽量避免使用9、关于C++中的构造函数和析构函数，以下描述哪一项是不正确的？（）A.构造函数用于创建对象时进行初始化操作，析构函数用于对象销毁时释放资源B.构造函数可以有多个重载版本，析构函数不能重载C.当对象作为函数的参数传递时，会调用复制构造函数，如果返回对象，会调用移动构造函数D.构造函数和析构函数都不能有返回值，也不能使用const修饰10、在C++的内存对齐（MemoryAlignment）中，以下描述正确的是：（）A.内存对齐是为了提高内存访问效率，不同的数据类型有不同的对齐要求B.可以通过编译器的设置来禁止内存对齐C.内存对齐只对结构体和类中的成员变量有影响，对单个变量没有影响D.程序员不需要关心内存对齐，编译器会自动处理好一切11、关于C++中的多态性（Polymorphism），以下说法正确的是：（）A.多态性只有在使用基类指针或引用指向派生类对象时才能体现出来B.动态多态性通过函数重载实现，静态多态性通过虚函数实现C.虚函数在派生类中重新定义时，其返回值类型、函数名和参数列表必须与基类中的完全相同D.只要在基类中将函数声明为虚函数，派生类中同名同参数的函数就自动成为虚函数12、在C++的类型别名（TypeAlias）中，以下描述正确的是：（）A.使用typedef定义的类型别名和使用using定义的类型别名在功能上完全相同B.类型别名可以为复杂的类型定义一个更简洁易读的名称C.类型别名不能用于模板参数D.类型别名只是给类型起了一个新名字，不会创建新的类型13、C++中的类型转换操作符重载可以提供更安全和明确的类型转换方式。假设有一个类

CustomType

，重载了类型转换操作符

operatorint()

。当将

CustomType

对象转换为

int

类型时，以下关于类型转换的描述，哪一项是正确的？（）A.类型转换操作符重载可以保证转换的安全性，不会导致数据丢失B.类型转换操作符重载可以随意进行，不受任何限制C.类型转换操作符重载可能会导致隐式的类型转换，需要谨慎使用D.类型转换操作符重载只在特定的情况下生效，不能普遍应用14、C++中，以下关于流插入运算符和流提取运算符的重载，说法错误的是（）A.可以重载为成员函数B.可以重载为友元函数C.重载为成员函数时，第一个参数是流对象D.重载为友元函数时，第一个参数是对象15、在C++的多态性中，除了动态多态性（通过虚函数实现），还有静态多态性。以下关于静态多态性的描述，不正确的是：（）A.函数重载和运算符重载都属于静态多态性B.静态多态性在编译时就能确定具体要调用的函数版本C.模板也是实现静态多态性的一种方式D.静态多态性的性能优于动态多态性，因此应尽量使用静态多态性16、在C++的运算符重载中，假设有一个类

ComplexNumber

表示复数，我们想要重载

+

运算符来实现复数的相加。以下关于运算符重载的实现和使用的描述，哪一项是正确的？（）A.重载的运算符函数必须是类的成员函数B.可以将运算符函数定义为友元函数，以便更灵活地访问操作数C.重载运算符的参数个数和类型必须与原始运算符完全相同D.运算符重载会使代码变得复杂，应尽量少用17、在C++的类型转换中，以下关于dynamic_cast的描述，正确的是：（）A.dynamic_cast用于在运行时进行安全的向下转型（Downcasting），如果转型失败，会返回空指针B.dynamic_cast可以用于任意类型之间的转换，包括无关的类型C.dynamic_cast的性能比static_cast高，因为它在运行时进行类型检查D.dynamic_cast只能用于指针和引用类型的转换，不能用于对象类型的转换18、对于C++中的移动语义（MoveSemantics），以下说法正确的是：（）A.移动语义可以避免不必要的复制操作，提高性能，尤其在处理大型对象时B.移动语义通过右值引用（RvalueReference）和移动构造函数、移动赋值运算符来实现C.移动操作后，原对象将处于有效但未定义的状态，可以继续使用D.移动语义只适用于自定义类型，对基本数据类型无效19、在C++的STL（标准模板库）中，以下关于容器的说法不正确的是：（）A.容器是用于存储和组织数据的对象，STL提供了多种不同类型的容器，如vector、list、deque、set、map等B.vector是一种动态数组，支持随机访问和高效的尾部插入和删除操作，但在中间插入和删除元素效率较低C.list是一种双向链表，在任何位置插入和删除元素都具有高效的性能，但不支持随机访问D.set和map都是基于红黑树实现的，set中的元素是唯一的，而map是键值对的集合，键是唯一的20、关于C++中的类模板，假设我们定义了一个类模板

templateclassStack

来实现一个栈结构。那么以下关于类模板的描述，哪一项是正确的？（）A.类模板的成员函数必须在类外定义B.类模板的实例化是在运行时进行的C.不同类型的类模板实例共享相同的成员函数代码D.类模板不能有静态成员变量二、判断题（本大题共15小题，每小题2分，共30分．有多个选项是符合题目要求的．）1、C++中的类可以有多个拷贝构造函数。（）2、typedef和using定义的类型别名完全相同。（）3、拷贝构造函数的参数是对象的引用。（）4、C++中类的成员函数不能在类外调用。（）5、C++中的goto语句可以在任何位置使用。（）6、C++中的函数重载只考虑参数的类型，不考虑参数的名称。（）7、C++中的动态多态性通过函数模板实现。（）8、C++中的宏定义在编译时会进行语法检查。（）9、C++中的继承关系中，基类的构造函数总是先被调用。（）10、C++中的类的成员变量不能是引用类型。（）11、C++中的继承关系中，派生类可以重定义基类的静态成员函数。（）12、C++中的类模板可以根据成员的类型进行偏特化。（）13、可以抛出任何类型的对象作为异常。（）14、C++17引入了字符串视图（string_view）。（）15、C++中的函数模板不能有默认参数。（）三、论述题（本大题共6个小题，共30分)1、（本题5分）详细论述C++中函数模板的特化和偏特化的细节。解释特化和偏特化的语法规则、匹配条件，分析特化和偏特化的优先级和冲突解决，通过具体的代码示例展示复杂的特化情况。2、（本题5分）C++中的静态成员（StaticMember）在类的所有对象之间共享。请全面论述静态成员变量和静态成员函数的概念和特性，包括它们的定义、访问方式和作用域。通过实际的代码示例展示静态成员在实现类的全局数据和功能方面的应用。3、（本题5分）详细分析C++中的移动构造函数（MoveConstructor）和移动赋值运算符（MoveAssignmentOperator）。解释它们的实现原理和优化效果，分析在什么情况下会自动调用移动构造函数和移动赋值运算符，以及如何手动实现以提高性能，并通过代码示例展示。4、（本题5分）深入研究C++中的volatile关键字。解释volatile关键字的作用和适用场景，分析在多线程编程和硬件交互中如何正确使用volatile关键字，避免常见的误解，并给出代码示例。5、（本题5分）C++中的线程编程为实现并发和并行处理提供了支持。请论述线程的创建、同步和通信机制，包括互斥锁、条件变量和信号量的使用。分析多线程编程中的竞争条