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《程序設計思想與方法》2023-2024學年第一學期期末試卷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、在使用C++開發一個圖形渲染引擎時，需要實現頂點處理、片元處理、光照計算和紋理映射等功能。同時，要考慮性能優化和跨平臺支持。以下哪種圖形API和技術的選擇是比較合適的？（）A.使用DirectX，針對Windows平臺進行優化B.運用OpenGL，以實現跨平臺的支持C.借助Vulkan，獲得更高的性能和靈活性D.自行開發一套全新的圖形API，滿足特定需求2、在設計一個電子商務網站的搜索引擎時，需要快速準確地返回相關的商品信息。以下哪種搜索算法和數據結構在處理大量商品數據時能夠提供高效的搜索性能？（）A.倒排索引結合二分查找B.哈希表結合線性搜索C.平衡二叉樹結合深度優先搜索D.以上數據結構和算法都不太適用3、在設計一個用于天氣預報的系統時，需要收集和分析來自多個氣象站的數據，運用數值天氣預報模型進行預測，并以直觀的方式展示給用戶。以下哪種技術和工具的選擇是最恰當的？（）A.使用C++編寫數據收集和處理程序，結合Python的NumPy和SciPy庫進行數據分析，利用專業的氣象模型軟件進行預測，通過HTML5和CSS3構建前端展示界面B.采用Java的Netty框架接收數據，運用Spark進行大數據分析，使用第三方氣象預測服務獲取預報結果，借助Vue.js實現前端可視化C.運用Python的AsyncIO庫進行異步數據采集，結合TensorFlow進行模型訓練和預測，使用Echarts庫進行數據可視化，利用Django框架搭建后端服務D.選擇JavaScript的FetchAPI獲取數據，利用Node.js的流處理模塊處理數據，借助matplotlib生成圖表，使用Express框架構建后端4、在開發一個在線音樂平臺時，需要處理海量的音樂文件存儲、用戶播放記錄、個性化推薦等功能。對于音樂文件的存儲和播放技術，以及推薦算法的選擇，以下哪種組合是最優的？（）A.將音樂文件存儲在本地服務器，使用HTTP協議播放，基于內容的推薦算法B.利用云存儲服務存儲音樂，通過RTSP協議播放，協同過濾推薦算法C.運用分布式文件系統存儲，借助流媒體技術播放，混合推薦算法結合內容和協同過濾D.把音樂文件壓縮存儲在數據庫，使用FTP下載播放，隨機推薦算法5、假設要為一個社交媒體平臺開發后端服務，支持用戶注冊登錄、發布動態、關注好友、消息推送以及數據分析等功能。系統需要處理海量的用戶數據和高并發的請求。以下哪種技術選型和架構能夠最好地應對這些挑戰？（）A.基于Go語言的Gin框架，使用Redis緩存熱點數據，借助Kafka消息隊列處理異步任務，運用HBase存儲海量數據，利用云原生技術進行部署B.采用Java的SpringCloudAlibaba框架，搭配MySQL分庫分表存儲數據，使用RocketMQ進行消息傳遞，通過數據倉庫進行數據分析，采用容器化部署C.運用Python的Flask框架，結合MongoDB數據庫，利用RabbitMQ實現消息推送，使用ClickHouse進行數據分析，借助虛擬機進行部署D.選擇Node.js的Koa框架，使用PostgreSQL數據庫，通過WebSockets實時推送消息，運用Elasticsearch進行搜索，使用物理服務器部署6、考慮編寫一個程序來對大量文本數據進行詞頻統計。以下哪種數據結構能夠高效地存儲和快速查詢單詞及其出現的頻率？（）A.二叉樹B.哈希表C.紅黑樹D.堆7、在使用Go語言開發一個網絡爬蟲程序時，需要從多個網站抓取數據、解析頁面內容、提取關鍵信息并存儲到數據庫中。同時，要處理反爬蟲機制、異常情況和并發請求。以下哪種策略和技術的運用是比較恰當的？（）A.使用同步的方式依次抓取每個網站，逐個處理頁面B.運用并發協程（Goroutine）同時抓取多個網站，通過通道（Channel）協調數據處理C.借助第三方爬蟲框架，按照其默認配置進行抓取D.只抓取少量網站，避免遇到復雜的反爬蟲機制和異常情況8、假設正在使用PHP開發一個電子商務網站的后臺管理系統，該系統需要處理商品管理、訂單管理、用戶管理等功能。在實現商品搜索功能時，需要能夠快速從大量的商品數據中找到匹配的結果。以下哪種數據庫查詢優化策略和技術是最為有效的？（）A.在商品表的所有字段上創建索引，以提高查詢速度B.使用全文搜索技術，如Sphinx，專門用于文本內容的搜索C.對搜索關鍵詞進行分詞處理，然后在數據庫中進行多條件查詢D.定期將商品數據緩存到內存中，直接從內存中進行搜索9、考慮編寫一個程序來模擬物理系統中的粒子運動，如重力作用下的自由落體和彈性碰撞。以下哪種數值計算方法在求解這類物理方程時精度較高且效率較好？（）A.有限差分法B.有限元法C.蒙特卡羅方法D.龍格-庫塔方法10、在Java中，要實現一個多線程程序，讓多個線程同時執行不同的任務。假設其中一個線程用于計算一個復雜的數學問題，另一個線程用于更新用戶界面。以下關于多線程實現和協調的描述，哪一項是不準確的？（）A.使用Thread類或者Runnable接口來創建線程對象，并指定線程要執行的任務B.通過線程同步機制，如鎖或者信號量，來協調線程之間對共享資源的訪問，防止數據競爭和不一致C.可以使用線程池來管理線程的創建和銷毀，提高資源利用效率和程序性能D.由于多線程并發執行，不需要考慮線程執行的順序和結果的一致性，讓它們自由競爭即可11、考慮開發一個智能家居控制系統，能夠遠程控制家中的燈光、電器、窗簾等設備，并能夠根據環境條件自動調整設備狀態。在設備通信和控制邏輯的實現上，以下哪種方案是最可行的？（）A.為每個設備開發獨立的控制應用，通過藍牙進行通信，控制邏輯在設備端實現B.建立一個集中的控制中心，使用Wi-Fi與設備通信，控制邏輯在服務器端實現C.利用Zigbee協議組建家庭網絡，設備之間直接通信，控制邏輯分散在各個設備D.采用紅外遙控技術控制設備，不建立網絡連接，控制邏輯在遙控器端實現12、在開發一個在線教育平臺時，需要支持課程的創建、發布、學生選課、在線學習和考試等功能。對于課程內容的存儲和展示，要考慮多媒體資源的管理、文本內容的排版和互動元素的實現。以下哪種技術和工具的選擇能夠提供良好的用戶體驗和功能支持？（）A.使用傳統的HTML和CSS進行頁面布局，將課程資源存儲在文件系統中B.借助內容管理系統（CMS），如WordPress，結合第三方插件實現課程功能C.利用專門的在線教育平臺框架，如Moodle，進行定制開發D.自主開發前后端框架，實現所有功能，不依賴現有工具和框架13、假設要編寫一個程序來實現分布式文件系統，需要處理文件的存儲、訪問控制和數據一致性。以下哪種分布式系統架構和協議在實現此類功能時具有較好的性能和可靠性？（）A.HDFS架構和其相關協議B.GFS架構和其相關協議C.Ceph架構和其相關協議D.以上架構和協議都可以根據需求選擇14、在Python中，以下哪個數據結構是無序且不允許重復元素的？（）A.列表B.元組C.集合D.字典15、在Java程序設計中，有一個類

Person

，包含姓名和年齡兩個屬性，以及相應的構造函數和方法?，F在需要創建一個

Person

對象數組，并按照年齡從小到大的順序對數組進行排序。以下哪種方法是合適的（）A.自定義比較器，使用

Arrays.sort()

方法B.手動逐個交換對象的位置進行排序C.使用冒泡排序算法直接對對象的年齡屬性進行排序D.以上方法都不合適16、假設要編寫一個程序來優化機器學習模型的超參數，以提高模型的性能。以下哪種方法在超參數優化中被廣泛應用，并且能夠有效地搜索最優參數組合？（）A.隨機搜索B.網格搜索C.基于梯度的優化算法D.貝葉斯優化算法17、使用Python語言進行數據處理，有一個包含大量整數的列表，需要去除其中的重復值并保持元素的原始順序。以下哪種方法是最合適的（）A.將列表轉換為集合，然后再轉換回列表B.遍歷列表，使用一個新列表存儲不重復的元素C.對列表進行排序，然后去除相鄰的重復元素D.以上方法都不理想18、在C語言中，要實現一個函數，能夠判斷一個字符串是否為回文（即正讀和反讀都相同）。以下哪種方法是可行的（）A.比較字符串的首尾字符，逐步向中間推進B.將字符串反轉，然后與原字符串比較C.隨機選擇字符串中的部分字符進行比較D.以上方法都不可行19、在JavaScript中，以下哪個方法用于獲取當前窗口的寬度？（）A.innerWidthB.outerWidthC.clientWidthD.screenWidth20、在使用Python開發一個自動化測試框架時，需要能夠對多種類型的應用程序（Web應用、桌面應用、移動應用）進行測試用例的編寫、執行和結果分析。以下哪種測試工具和框架的組合是比較理想的？（）A.使用unittest庫和Selenium進行Web應用測試，Appium進行移動應用測試B.借助pytest框架和RobotFramework，涵蓋所有類型的應用測試C.自行開發一套完整的測試工具，滿足特定的需求D.只針對一種類型的應用進行測試，簡化框架的復雜性二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）詳細分析C語言中指針在計數排序算法中的計數過程和空間利用。2、（本題5分）請深入探討C語言中如何使用指針和結構體實現一個簡單的決策樹算法，并分析決策樹算法的優缺點。3、（本題5分）詳細分析C語言中如何處理文件的加密和解密操作。4、（本題5分）假設要實現一個C語言函數，將一個整數數組進行旋轉操作，即將數組的前若干個元素移到數組末尾。論述函數的實現邏輯。5、（本題5分）想象用C語言開發一個程序，模擬實現一個學生成績管理系統的登錄界面。闡述界面設計和用戶驗證的實現。三、編程題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）編寫一個程序，實現希爾排序算法對用戶輸入的一組字符串按照長度進行排序，并輸出排序后的結果。2、（本題5分）給定一個包含若干學生成績（0-100之間）的數組，編寫程序統計各個分數段（如0-59、60-69、70-79、80-89、90-100）的人數。3、（本題5分）編寫一個程序，用戶輸入兩個整數m和n（m<n），計算并輸出m到n之間（包括m和n）所有能被3整除但不能被5整除的整數的和。4、（本題5分）編寫一個程序，要求用戶輸入一個整數n，計算并輸出n的階乘。階乘的定義為n!=1×2×3×..