c#题例-2025-06-21 00:45:24
日期: 2025-06-21 分类: AI写作 8次阅读
好的!以下是一道专家级别的 C# 程序员逻辑面试题,涉及多线程、并发控制和性能优化:
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### 面试题:实现一个线程安全的计数器
**问题描述:**
你需要设计一个线程安全的计数器类 `ThreadSafeCounter`,该类支持以下功能:
1. **Increment()**:将计数器加 1。
2. **Decrement()**:将计数器减 1。
3. **GetValue()**:返回当前计数器的值。
此外,你需要确保以下两点:
- 在高并发环境下,计数器的操作是线程安全的。
- 尽量减少锁的使用以提高性能。
**进阶要求:**
实现一个方法 `BatchIncrement(int count)`,该方法可以一次性将计数器增加指定的值 `count`。你需要确保即使在多线程环境中调用此方法,计数器也不会出现竞争条件或数据不一致的问题。
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### 示例代码框架:
```csharp
public class ThreadSafeCounter
{
private int _value;
public ThreadSafeCounter()
{
_value = 0;
}
public void Increment()
{
// 实现线程安全的加 1 操作
}
public void Decrement()
{
// 实现线程安全的减 1 操作
}
public int GetValue()
{
// 返回当前计数器的值
return _value;
}
public void BatchIncrement(int count)
{
// 实现线程安全的一次性增加指定值的操作
}
}
```
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### 提示与思考方向:
1. **线程安全机制**:
- 你可以使用 `lock` 关键字来确保线程安全,但这可能会降低性能。
- 考虑使用更高效的同步机制,例如 `Interlocked` 类中的方法(如 `Interlocked.Increment` 和 `Interlocked.Add`)。
2. **性能优化**:
- 在 `BatchIncrement` 方法中,如何避免多次锁定或竞争条件?
- 是否可以通过原子操作来进一步提升性能?
3. **测试方案**:
- 编写一个多线程测试程序,验证你的实现是否正确。
- 使用 `Task.Run` 或 `Parallel.For` 来模拟多个线程同时调用计数器的方法。
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### 进阶挑战:
- 如果计数器需要支持范围限制(例如,不能小于 0 或大于某个最大值),你该如何修改代码?
- 如果需要记录每次操作的时间戳,并提供一个方法来查询最近的操作历史,你会如何扩展这个类?
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这道题目考察了候选人在多线程编程、并发控制和性能优化方面的深入理解。希望对你有所帮助!
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