c++笔试题

1. 语言特性

题目1：请解释C++11中新引入的auto和decltype关键字，并给出使用示例。

题目2：什么是RAII（Resource Acquisition Is Initialization）？请解释其原理并举例说明。

题目3：C++11引入了move semantics。请解释什么是移动语义，并展示一个使用std::move的示例。

模板编程：

• 请解释C++模板的工作原理，并举例说明模板函数和模板类的使用。
• 如何实现模板特化？请举例说明。

  请解释Lambda表达式的语法和用途，并举例说明捕获列表的使用方法。什么是泛型Lambda？请举例说明其使用场景。

  1. 内存管理

  题目4：什么是智能指针？（std::unique_ptr，std::shared_ptr，std::weak_ptr）的区别和使用场景。请写一个使用std::unique_ptr和std::shared_ptr的示例代码，并解释其中的内存管理机制。

  题目5：如何避免C++程序中的内存泄漏？请列出常见的方法并解释其原理。

  1. 多线程编程

  题目6：请解释C++11中的std::thread库，并给出一个使用线程的示例程序，并举例说明如何创建和管理线程。

  题目7：什么是数据竞争（Data Race）？如何使用C++中的同步机制（如std::mutex）来避免数据竞争？请给出示例。

  • 什么是互斥量（mutex）和条件变量（condition variable）？请写出使用它们的示例代码。
  • 请解释原子操作和内存模型，并举例说明它们在多线程编程中的应用。
    1. 设计模式

    题目8：请解释单例模式（Singleton Pattern）的实现原理，并给出C++实现代码。

    题目9：什么是观察者模式（Observer Pattern）？请解释其原理，并用C++实现一个简单的观察者模式。

    请解释策略模式的概念，并使用C++实现一个示例。

    1. 算法与数据结构

    题目10：给定一个整型数组，编写一个函数找出数组中的最大值和最小值，并返回它们。

    题目11：请实现一个二叉树的中序遍历（不使用递归）。

    1. 性能优化

    题目12：在C++中，如何进行性能优化？请列出至少三种方法并解释它们的原理。

    题目13：什么是缓存友好（Cache-Friendly）代码？请解释其重要性，并给出一个示例说明如何编写缓存友好的代码。

    请解释缓存一致性和内存对齐问题，以及它们对性能的影响。

    1. C++标准库

    题目14：请解释C++标准库中的std::vector和std::list的区别，并给出它们各自适用的场景。

    题目15：什么是std::map和std::unordered_map？请解释它们的区别，并给出使用示例。

    1. 实际应用

    2. 代码优化与重构：

       • 给出一段低效的C++代码，请优化它并说明你的优化思路。
       • 如何在大型C++项目中进行代码重构？请详细说明你的方法和步骤。

       • 实际问题分析：

         • 假设你在项目中遇到内存泄漏问题，你会如何排查和解决这个问题？
         • 如何设计一个高效的日志系统？请列出你的设计思路和关键代码。

    答案示例

    以下是部分题目的答案示例：

    题目1答案：

    // auto example
    auto x = 5; // int
    auto y = 3.14; // double
    std::vector vec = {1, 2, 3};
    for (auto it = vec.begin(); it != vec.end(); ++it) {
        std::cout