C++ K2 （2）

提示：文章

前言

前期疑问：
本文目标：

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一、背景

接上文

标准库

1、（单选）【STL】在以下容器中间插入一个元素，时间复杂度为O(1)的是（A）

A. list

B. vector

C. deque

D. string

考察STL

vector的访问是O(1)，但在中间增删是O(n)，因为会移动其他元素

list在内存中不是连续分配，在任何位置增删是常数时间

2、（单选）【STL】下面哪个容器内的数据是有序的（C）

A. vector

B. list

C. set

D. unordered_set

map和set内部实现是红黑树

list是链表

unorded_set和unorded_map是哈希表

3、（单选）【STL】关于stl库的说法错误的是 （B）

A.set是一种关联容器，内部采用红黑树的平衡二叉树存储元素

B.set每个元素的值唯一，可以直接修改set元素值，只要确保唯一性

C.set不支持随机存取

D.set适用于经常查找存储元素的场景

不能直接修改 set 容器中元素的值。因为元素被修改后，容器并不会自动重新调整顺序，于是容器的有序性就会被破坏，再在其上进行查找等操作就会得到错误的结果。因此，如果要修改 set 容器中某个元素的值，正确的做法是先删除该元素，再插入新元素。

4、（单选）【vector】关于vector使用效率提升不正确的一项©

A. emplace_back比push_back效率更高

B. emplace_back比insert效率更高

C. a.at(i)比a[i]优化

解释：at需要判断是否存在该元素，开销更大

但是实际上at更安全，这里就当是效率差吧

容器中operator[]不进行下标越界检查，不过使用operator[]就要自己承担越界风险了。如果需要下标越界检查，请使用at。直接使用下标的效率更高。

5、（单选）【vector】如下哪项不能使std::vector的性能提升（C）

A.用emplace_back()替换 push_back()

B.根据预知的长度，提前reserve内存

C.用At替换[]

D.用emplace()替换insert()

6、（单选）【vector】关于vector, 说法错误的是：（D）

A. vector适合的场景：经常随机访问其中存储的元素，但很少对中间或开始元素进行增删。

B. vector对中间和开始处进行元素的添加或删除操作，需要移动内存。

C. vector容器默认在堆中分配内存空间，元素连续存放。

D. 访问任何元素的时间复杂度是O(n).

解：vector数据的访问效率是常数级的O(1)

增删因为需要移动其他元素才是O(n)

7、（单选）【vector】对于std::vector类型的对象myVector，下面哪种方法可以正确获取myVector中所含元素的个数（D）

A. sizeof(myVector)

B. sizeof(myVector)/sizeof(int)

C. myVector.capacity()

D. myVector.size()

vector有三个指针，内容在堆上

sizeof是一个固定的值，即指针的大小

C是myVector的容量，是预先分配的

其中vector有三个指针是什么意思

vector有三个指针‌是指vector容器在底层实现中使用了三个关键的指针来管理其内存和元素。这三个指针分别是：

1. ‌start‌：指向vector容器中第一个元素的地址。
2. ‌finish‌：指向vector容器中最后一个元素之后的位置。
3. ‌end_of_storage‌：指向vector容器当前分配的内存空间的末尾‌12。

通过这三个指针，vector实现了许多功能，如存储元素大小、剩余空间大小、总容器空间大小等。这些指针帮助vector进行动态内存管理和元素访问‌

8、（单选）【vector】以下代码的输出是什么（B）

void main(){
vector<int> a(2, 3);
for(auto v : a){
cout<<v<<” ”;

A.2 2 2

B.3 3

C.2 3

D.3 2

解析：考察vector初始化方式，小括号代表两个三

9、（单选）【vector】关于vector容器类中的begin()和end()成员函数，下面说法错误的是（A）

A. end()返回一个迭代器，在容器不为空的情况下指向容器的最后一个元素

B. begin()返回一个迭代器，指向容器的起始点

C. 元素个数为0的时候，begin()和end()相等

D. end()为容器遍历提供了判断依据，只要尚未遍历到end()，遍历循环就可以继续

end指向最后一个元素的下一位

10、（多选）【vector】假如有std::vector类型的容器coll，需要对其元素从大到小排列，下列写法正确的（ABCD）

A.

std::sort(coll.begin(), coll.end(), std::greater<int>());

B.

std::sort(coll.begin(), coll.end(), [](int a, int b) { return a >b; });

C.

struct Cmp {bool operator() (int a, int b) const {return a > b;}
};
std::sort(coll.begin(), coll.end(), Cmp);

D.

bool Cmp(int a, int b)
{return a > b;
}
std::sort(coll.begin(), coll.end(), Cmp);

11、（多选）【vector】遍历vector的方式有哪些（）

A.

vector< int > ivec(begin(arr),end(arr));
for(auto it=ivec.begin();it！= ivec.end();++it)

B.

vector< int > ivec(begin(arr),end(arr));
vector<int>::iterator it;
for(it=ivec.begin();it！= ivec.end();++it)

C.

vector< int > ivec(begin(arr),end(arr));
for(decltype(ivec.size()) i=0;i<4;++i)

解释：通过代码验证如下

int main()
{std::vector<int> coll{2, 5, 3, 9, 12, 6};//    std::sort(coll.begin(), coll.end(), std::greater<int>());     // greater降序
//    std::sort(coll.begin(), coll.end(), std::less<int>());          // less 升序
//    std::sort(coll.begin(), coll.end(), [](int a, int b) { return a > b; });    // 降序struct Cmp {bool operator()(int a, int b) const{return a > b;}};
//    std::sort(coll.begin(), coll.end(), Cmp());             // 降序std::sort(coll.begin(), coll.end(), Cmp2);              // 降序for (int i = 0; i < coll.size(); i++) {printf("%d ", coll[i]);}
}

12、（单选）【STL】用有序的双向链表存储一个支持“增”、“删”、“改”三个功能的键值系统，这三个功能中有几个功能能做到时间复杂度O（1）？（A）

A 3

B 2

C 1

D 0

“删”如果按照键值删除可以做到时间复杂度O(1)，而“增”、“改”都需要查找，查找时间复杂度为O(n)。

13、（多选）【string】下面可以正确获得string变量str的字符串长度的是（AD）

A. str.size()

B. str.capacity()

C. sizeof(str)

D. str.length()

E. sizeof(str) – 1

解释：

Sizeof返回的是指针大小

size()和length()：这两个函数会返回string类型对象的字符个数，且他们的执行效果相同

capacity()：这个函数返回在重新分配内存之前，string类型对象所能包含的最大字符数。

14、（多选）【set】set中肯定有元素3，肯定没有元素4，则下列中能把元素3改成4的操作是（AC）

A.

setTest.erase(3);
setTest.insert(4);

B.

auto it = setTest.find(3);
(int)(*it) = 4;

C.

auto it = setTest.find(3);
it = setTest.erase(it);
setTest.insert(it, 4);

D.

auto it = setTest.emplace(3);
it.second = 4;

erase入参可以是值也可以是位置指针

set的修改是先删后插

B不能直接改set

D emplace和find类似 没有删除3

15、（单选）【set】以下C++17代码中，自定义类型Order将作为std::set的key值，下面正确实现重载运算符operator的代码是（A）

struct Order {
int order;
public:
Order(int o) : order(o) {}
// 选项中的代码将会插入这个位置
};int main()
{std::set<Order> s;s.insert(Order(5));s.insert(Order(6));...return 0;
}

A.

bool operator<(const Order &rhs) const
{return (order < rhs.order);
}

B.

bool operator<=(const Order &rhs) const
{return (order <= rhs.order);
} 

C.

bool operator>(const Order &rhs) const
{return (order > rhs.order);
}

D.

bool operator>=(const Order &rhs) const
{return (order >= rhs.order);
}

解释：

写了代码验证了下

struct Order {int order;
public:Order(int o) : order(o){}// 选项中的代码将会插入这个位置bool operator<(const Order &rhs) const{return (order < rhs.order);}
};int main()
{std::set<Order> s;s.insert(Order(5));s.insert(Order(6));s.insert(Order(2));for (std::set<Order>::iterator it = s.begin(); it != s.end(); it++) {printf("%d ", (*it).order);}return 0;
}

其中重载运算符函数bool operator<(const Order &rhs) const改成bool operator>(const Order &rhs) const都会报错

这个函数是什么意思呢？查了copilot得到下述解释：

bool operator<(const Order &rhs) const 函数是一个运算符重载函数，用于定义 Order 对象之间的“小于”关系。在这个函数中，rhs 是右操作数，this 是左操作数。函数返回一个布尔值，表示当前对象是否小于 rhs 对象。

在这个具体的例子中，bool operator<(const Order &rhs) const 函数比较两个 Order 对象的 order 成员变量。如果当前对象的 order 小于 rhs 对象的 order，则返回 true，否则返回 false。

这个运算符重载函数在使用 std::set<Order> 时非常重要，因为 std::set 是一个有序容器，需要知道如何比较元素以保持其有序性。通过定义这个运算符重载函数，std::set 可以正确地比较和排序 Order 对象。

16、（多选）【set】set的说法正确的是（AC）

A.set的数据是有序的

B.set的数据是可重复的

C.set存储元素为结构体时，必须实现相应的比较函数

D.set内部实现的数据结构是Hash

E.set存储的key值可以修改

注：set是有序不重复的，数据结构是红黑树。Map也是

17、（单选）【map】下面输出结果正确的是（B）

int main() {
map<string ,int> mp;
mp.insert({"abc",3});
mp.insert({"def",1});
mp.insert({"abcdef",2});
for(auto iter = mp.begin();iter !=mp.end(); iter++){cout<< iter->second<<endl;
}
return 0;
}

A 3 1 2

B 3 2 1

C 2 3 1

D 2 1 3

map本身有序，这里按字符串升序，abc < abcdef < def，因此输出3 2 1

18、（多选）【map】下列代码中，删除list中某元素的操作正确的是（AD）(没搞懂)

list mapContainer;

A .

for (auto beg = _mapContainer.begin(); beg != _mapContainer.end();) {if (needToDelete(beg->first)) {beg = _mapContainer.erase(beg);} else {++beg;}
}  

B.

for (auto beg = _mapContainer.begin(); beg != _mapContainer.end(); ++beg) {if (needToDelete(beg->first)) {beg = _mapContainer.erase(beg);}
}

C.

for (auto beg = _mapContainer.begin(); beg != _mapContainer.end();) {if (needToDelete(beg->first)) {_mapContainer.erase(++beg);} else {++beg;}
}

D.

for (auto beg = _mapContainer.begin(); beg != _mapContainer.end();) {if (needToDelete(beg->first)) {_mapContainer.erase(beg++);} else {++beg;}
}

erase会返回下一个元素的位置

参考文章：C++之迭代器失效总结

19、（多选）【STL】以下关于STL库sort算法描述正确的是（ABD）

A. vector和deque的迭代器属于Random Access Iterator，适合使用sort算法

B. STL中的set和map自动排序功能，不能用sort算法

C. 对stack、queue和priority-queue容器，可以通过sort算法对元素进行排序

D. list迭代器属于Bidrectional Iterator，不适用于sort算法

关于D答案：

你说得对！std::list 的迭代器属于双向迭代器（Bidirectional Iterator），而 std::sort 算法要求使用随机访问迭代器（Random Access Iterator）。因此，不能直接对 std::list 使用 std::sort。

如果你需要对 std::list 进行排序，可以使用 std::list 自带的 sort 成员函数。例如：

cpp

std::list<int> myList = {3, 1, 4, 1, 5, 9};
myList.sort();

这样就可以对 std::list 进行排序了

20、（多选）【STL】以下语句能够实现正确排序的有（AC）

A.

std::vector<int> coll;
std::sort(coll.begin(), coll.end());

B.

std::list<int> coll;
std::sort(coll.begin(), coll.end());

C.

std::deque<int> coll;
std::sort(coll.begin(), coll.end());

D.

std::queue<int> coll;
std::sort(coll.begin(), coll.end());

21、（单选）【迭代器】以下哪个选项可以表示迭代器iter当前指向的位置（D）

A. cout<<*iter;

B. cout<<(void*)iter

C. cout<<(int)iter

D. cout<<(iter - vec.begin())

奇奇怪怪的题目，写了下面的验证代码

int main()
{std::vector<int> vec{1,4,67,2,9};std::vector<int>::iterator iter = vec.end();cout << (iter - vec.begin());
}

大概意思就是确定迭代器现在在什么位置，通过和begin进行比较做差值可以得到迭代器iter距离begin的距离。

22、（多选）【迭代器】如下哪些场景可能会导致指向该容器中元素的迭代器失效（不再指向原来的元素）（BCE）

A. std::map的insert操作

B. std::vector的push_back操作

C. std::vector的erase操作

D. std::list的insert操作

E. std::deque的insert操作

解释：

vector和deque是序列式容器，进行元素的增删操作之后，迭代器失效；

对于关联式容器（map、list），删除当前的iterator只会使当前迭代失效，在erase时递增当前的iterator即可。

参考文章：C++之迭代器失效总结

这个题目和第18题都是比较懵的，上面这篇文章表述的比较清楚些。

基础知识

（字符串，函数指针，函数参数，变量生命周期与存储，类型别名，异常，作用域，数组指针引用，编译，const,mutable等）

堆栈

1、（单选）【存储】下面哪种变量定义不当，可能导致堆栈溢出（D）

A. 静态全局变量

B. 动态全局变量

C. 静态局部变量

D. 动态局部变量

2、（多选）【存储】栈一般用来存储什么（ABC）

A. 局部变量

B. 函数参数

C. 函数的返回值位置

D. const非0

栈区存放用于函数的返回地址、形参、局部变量、返回类型

Const比较特殊，放在只读数据区

3、（多选）【存储】关于定义过大的局部变量的描述正确的有哪些（BC）

A. 无不好的影响，使用简单，应该大量使用

B. 会导致内存镜像变大

C. 会导致使用栈空间变大

D. 会导致堆内存使用增加

至于为什么会导致内存镜像变大，这是因为局部变量在程序运行时会占用内存空间。当局部变量过大时，内存中需要存储的内容也会相应增多，从而导致内存镜像变大。内存镜像是程序在运行时内存中的数据结构和内容的一个副本，用于调试和分析程序。通过内存镜像，开发人员可以查看和检查程序的内存状态，帮助理解程序的行为和性能，并找出潜在的问题。

4、（多选）【存储】以下可能会导致栈溢出的是（AB）

A. char test[102410241024]

B. std::array(int, 102410241024);

C. std::vector(102410241024, 1);

D. std::string(102410241024, 1);

vector和string是在堆上申请内存的。

5、（多选）【存储】C++语言程序编译完成之后，关于bss、data数据段存放内容说法正确的有（ABD）

A. 初始化为0的全局变量一般存放在bss段

B. 初始化过（非零）的非const的全局变量一般保存在data段

C. 初始化过（非零）的const的全局变量一般保存在bss段

D. 未初始化的全局变量一般存放在bss段

BSS段(Block Started by Symbol segment)：初始化为0或者未初始化的全局变量和静态变量保存在bss段。

Data段：已初始化的全局变量和静态变量以及字符串常量保存在data段

6、 （多选）【存储】下列代码都是函数内部声明的局部变量，其中可能会导致栈空间不足的有[x(1]

A. int var[1024 * 1024];

B. std::array<int, 1024 * 1024>var;

C. std::vector var(1024 * 1024);

D. std::pair<int, int[1024 * 1024]> var;

E. std::string var(1024 * 1024, ‘c’);

array和数组是在栈上的，pair是最简单的组合，成员是啥就是啥，vector在栈中保存指针，在堆中保存实际东西，string也是保存指针，具体实现参见stl

7、（单选）【存储】已知如上类声明，以下instance函数的实现中，会导致未定义行为的是（A）

A

MyClass* MyClass::Instance()
{MyClass Instance;return &Instance;
}

B

MyClass* MyClass::Instance()
{static MyClass* Instance = new MyClass;return Instance;
}

C

MyClass* MyClass::Instance()
{static MyClass Instance;return &Instance;
}

D

MyClass* g_instance = nullptr;
MyClass* MyClass::Instance()
{if (g_instance == nullptr){g_instance = new MyClass;}return g_instance;
}

A的局部变量返回时被销毁

考察static关键字

定义全局变量，同时检查全局变量是否为空

8、（多选）【存储】如下代码功能正确的是(AC)

A、

const char* GetString()
{const char* buff = “Test Buff”;return buff;                            
}

B、

char* GetString()
{char buff[] = “Test Buff”;return buff;
}

C、

char* GetString()
{static char buff[] = “Test Buff”;return buff;
}

D、

std::string& GetString()
{std::string buff(“Test Buff”);return buff;
}

这题因为返回的都是指针或者引用，所以必须找静态变量或者堆区变量。

A const char*可以这么用（必须带const），相当于指向一个静态字面常量，返回指针后不会被销毁。

B 只是用字面值给数组初始化，仍然是局部变量。D同理。

C是静态变量，也不会被销毁。

Ok：

Const char *

Char *

Static char buff[]

Not ok:

Char buff[]

Const char buff[]

Why:

字符串字面值常量具有静态存储期

9、（多选）【存储】忽略编码规范，能输出预期结果的是(ABC)

A.

const char* GetStrName()
{const char* data = “Hello World!”;return data;
}

B.

char* GetStrName()
{char* data = “Hello World!”;  //常量指针                                                                                         return data;
}                

C.

char* GetStrName()
{static char data[] = “Hello World!”;return data;
}

D.

string& GetStrName()	
{string data = “Hello World!”;return data;
}

A存在常量区，返回后不会被销毁

B也存在常量区，返回后不会被销毁，需要注意的是右边是const型，所以编译器可能会报warning

C是静态变量，返回后不会被销毁

D是局部变量，无法返回其引用

这个题目还涉及一个知识点，就是常量指针是什么。查了资料，有指向常量的指针和常量指针两个概念。看了资料也还是比较绕。。

常量指针（constant pointer）是指向常量的指针，另一个概念是指针常量

1. 常量指针指向常量的指针：这种指针指向的值是常量，不能通过该指针修改指向的值，但指针本身可以改变指向的地址。例如：

   const int *ptr;
   int a = 10;
   int b = 20;
   ptr = &a; // 合法
   *ptr = 15; // 非法，不能修改指向的值
   ptr = &b; // 合法，可以改变指针指向的地址
   

2. 指针常量：这种指针本身是常量，不能改变指针的指向，但可以通过该指针修改指向的值。例如：

   int *const ptr;
   int a = 10;
   int b = 20;
   ptr = &a; // 合法
   *ptr = 15; // 合法，可以修改指向的值
   ptr = &b; // 非法，不能改变指针指向的地址
   

针对B选项，c++11没有报错，只是警告【ISO C++11 does not allow conversion from string literal to 'char * '】，实际可以正常返回字符串。验证代码如下：

char* GetStrName()
{char* data = "Hello World!";  //常量指针return data;
}char* GetStrName2()
{char data[] = "Hello World!";return data;
}int main()
{char* str = GetStrName();char* str2 = GetStrName2();printf("%s\n", str);printf("%s\n", str2);
}// 打印信息
// Hello World!
// (null)

至于上面的警告，查看之后解释如下：

在C++11标准中，字符串字面量（如"hello world"）通常被视为const char[]类型，即不可变的字符数组。直接将字符串字面量赋值给char*类型是不允许的，因为这样的操作会尝试去掉字符串字面量的常量性，这在C++中是不允许的。

如果你只需要读取字符串，可以使用const char* 来指向字符串字面量。

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总结

未完待续