长沙理工大学城南学院《程序设计思想与方法》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《程序设计思想与方法》2023-2024学年第一学期期末试卷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、在使用C++开发一个图形渲染引擎时，需要实现顶点处理、片元处理、光照计算和纹理映射等功能。同时，要考虑性能优化和跨平台支持。以下哪种图形API和技术的选择是比较合适的？（）A.使用DirectX，针对Windows平台进行优化B.运用OpenGL，以实现跨平台的支持C.借助Vulkan，获得更高的性能和灵活性D.自行开发一套全新的图形API，满足特定需求2、在设计一个电子商务网站的搜索引擎时，需要快速准确地返回相关的商品信息。以下哪种搜索算法和数据结构在处理大量商品数据时能够提供高效的搜索性能？（）A.倒排索引结合二分查找B.哈希表结合线性搜索C.平衡二叉树结合深度优先搜索D.以上数据结构和算法都不太适用3、在设计一个用于天气预报的系统时，需要收集和分析来自多个气象站的数据，运用数值天气预报模型进行预测，并以直观的方式展示给用户。以下哪种技术和工具的选择是最恰当的？（）A.使用C++编写数据收集和处理程序，结合Python的NumPy和SciPy库进行数据分析，利用专业的气象模型软件进行预测，通过HTML5和CSS3构建前端展示界面B.采用Java的Netty框架接收数据，运用Spark进行大数据分析，使用第三方气象预测服务获取预报结果，借助Vue.js实现前端可视化C.运用Python的AsyncIO库进行异步数据采集，结合TensorFlow进行模型训练和预测，使用Echarts库进行数据可视化，利用Django框架搭建后端服务D.选择JavaScript的FetchAPI获取数据，利用Node.js的流处理模块处理数据，借助matplotlib生成图表，使用Express框架构建后端4、在开发一个在线音乐平台时，需要处理海量的音乐文件存储、用户播放记录、个性化推荐等功能。对于音乐文件的存储和播放技术，以及推荐算法的选择，以下哪种组合是最优的？（）A.将音乐文件存储在本地服务器，使用HTTP协议播放，基于内容的推荐算法B.利用云存储服务存储音乐，通过RTSP协议播放，协同过滤推荐算法C.运用分布式文件系统存储，借助流媒体技术播放，混合推荐算法结合内容和协同过滤D.把音乐文件压缩存储在数据库，使用FTP下载播放，随机推荐算法5、假设要为一个社交媒体平台开发后端服务，支持用户注册登录、发布动态、关注好友、消息推送以及数据分析等功能。系统需要处理海量的用户数据和高并发的请求。以下哪种技术选型和架构能够最好地应对这些挑战？（）A.基于Go语言的Gin框架，使用Redis缓存热点数据，借助Kafka消息队列处理异步任务，运用HBase存储海量数据，利用云原生技术进行部署B.采用Java的SpringCloudAlibaba框架，搭配MySQL分库分表存储数据，使用RocketMQ进行消息传递，通过数据仓库进行数据分析，采用容器化部署C.运用Python的Flask框架，结合MongoDB数据库，利用RabbitMQ实现消息推送，使用ClickHouse进行数据分析，借助虚拟机进行部署D.选择Node.js的Koa框架，使用PostgreSQL数据库，通过WebSockets实时推送消息，运用Elasticsearch进行搜索，使用物理服务器部署6、考虑编写一个程序来对大量文本数据进行词频统计。以下哪种数据结构能够高效地存储和快速查询单词及其出现的频率？（）A.二叉树B.哈希表C.红黑树D.堆7、在使用Go语言开发一个网络爬虫程序时，需要从多个网站抓取数据、解析页面内容、提取关键信息并存储到数据库中。同时，要处理反爬虫机制、异常情况和并发请求。以下哪种策略和技术的运用是比较恰当的？（）A.使用同步的方式依次抓取每个网站，逐个处理页面B.运用并发协程（Goroutine）同时抓取多个网站，通过通道（Channel）协调数据处理C.借助第三方爬虫框架，按照其默认配置进行抓取D.只抓取少量网站，避免遇到复杂的反爬虫机制和异常情况8、假设正在使用PHP开发一个电子商务网站的后台管理系统，该系统需要处理商品管理、订单管理、用户管理等功能。在实现商品搜索功能时，需要能够快速从大量的商品数据中找到匹配的结果。以下哪种数据库查询优化策略和技术是最为有效的？（）A.在商品表的所有字段上创建索引，以提高查询速度B.使用全文搜索技术，如Sphinx，专门用于文本内容的搜索C.对搜索关键词进行分词处理，然后在数据库中进行多条件查询D.定期将商品数据缓存到内存中，直接从内存中进行搜索9、考虑编写一个程序来模拟物理系统中的粒子运动，如重力作用下的自由落体和弹性碰撞。以下哪种数值计算方法在求解这类物理方程时精度较高且效率较好？（）A.有限差分法B.有限元法C.蒙特卡罗方法D.龙格-库塔方法10、在Java中，要实现一个多线程程序，让多个线程同时执行不同的任务。假设其中一个线程用于计算一个复杂的数学问题，另一个线程用于更新用户界面。以下关于多线程实现和协调的描述，哪一项是不准确的？（）A.使用Thread类或者Runnable接口来创建线程对象，并指定线程要执行的任务B.通过线程同步机制，如锁或者信号量，来协调线程之间对共享资源的访问，防止数据竞争和不一致C.可以使用线程池来管理线程的创建和销毁，提高资源利用效率和程序性能D.由于多线程并发执行，不需要考虑线程执行的顺序和结果的一致性，让它们自由竞争即可11、考虑开发一个智能家居控制系统，能够远程控制家中的灯光、电器、窗帘等设备，并能够根据环境条件自动调整设备状态。在设备通信和控制逻辑的实现上，以下哪种方案是最可行的？（）A.为每个设备开发独立的控制应用，通过蓝牙进行通信，控制逻辑在设备端实现B.建立一个集中的控制中心，使用Wi-Fi与设备通信，控制逻辑在服务器端实现C.利用Zigbee协议组建家庭网络，设备之间直接通信，控制逻辑分散在各个设备D.采用红外遥控技术控制设备，不建立网络连接，控制逻辑在遥控器端实现12、在开发一个在线教育平台时，需要支持课程的创建、发布、学生选课、在线学习和考试等功能。对于课程内容的存储和展示，要考虑多媒体资源的管理、文本内容的排版和互动元素的实现。以下哪种技术和工具的选择能够提供良好的用户体验和功能支持？（）A.使用传统的HTML和CSS进行页面布局，将课程资源存储在文件系统中B.借助内容管理系统（CMS），如WordPress，结合第三方插件实现课程功能C.利用专门的在线教育平台框架，如Moodle，进行定制开发D.自主开发前后端框架，实现所有功能，不依赖现有工具和框架13、假设要编写一个程序来实现分布式文件系统，需要处理文件的存储、访问控制和数据一致性。以下哪种分布式系统架构和协议在实现此类功能时具有较好的性能和可靠性？（）A.HDFS架构和其相关协议B.GFS架构和其相关协议C.Ceph架构和其相关协议D.以上架构和协议都可以根据需求选择14、在Python中，以下哪个数据结构是无序且不允许重复元素的？（）A.列表B.元组C.集合D.字典15、在Java程序设计中，有一个类

Person

，包含姓名和年龄两个属性，以及相应的构造函数和方法。现在需要创建一个

Person

对象数组，并按照年龄从小到大的顺序对数组进行排序。以下哪种方法是合适的（）A.自定义比较器，使用

Arrays.sort()

方法B.手动逐个交换对象的位置进行排序C.使用冒泡排序算法直接对对象的年龄属性进行排序D.以上方法都不合适16、假设要编写一个程序来优化机器学习模型的超参数，以提高模型的性能。以下哪种方法在超参数优化中被广泛应用，并且能够有效地搜索最优参数组合？（）A.随机搜索B.网格搜索C.基于梯度的优化算法D.贝叶斯优化算法17、使用Python语言进行数据处理，有一个包含大量整数的列表，需要去除其中的重复值并保持元素的原始顺序。以下哪种方法是最合适的（）A.将列表转换为集合，然后再转换回列表B.遍历列表，使用一个新列表存储不重复的元素C.对列表进行排序，然后去除相邻的重复元素D.以上方法都不理想18、在C语言中，要实现一个函数，能够判断一个字符串是否为回文（即正读和反读都相同）。以下哪种方法是可行的（）A.比较字符串的首尾字符，逐步向中间推进B.将字符串反转，然后与原字符串比较C.随机选择字符串中的部分字符进行比较D.以上方法都不可行19、在JavaScript中，以下哪个方法用于获取当前窗口的宽度？（）A.innerWidthB.outerWidthC.clientWidthD.screenWidth20、在使用Python开发一个自动化测试框架时，需要能够对多种类型的应用程序（Web应用、桌面应用、移动应用）进行测试用例的编写、执行和结果分析。以下哪种测试工具和框架的组合是比较理想的？（）A.使用unittest库和Selenium进行Web应用测试，Appium进行移动应用测试B.借助pytest框架和RobotFramework，涵盖所有类型的应用测试C.自行开发一套完整的测试工具，满足特定的需求D.只针对一种类型的应用进行测试，简化框架的复杂性二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）详细分析C语言中指针在计数排序算法中的计数过程和空间利用。2、（本题5分）请深入探讨C语言中如何使用指针和结构体实现一个简单的决策树算法，并分析决策树算法的优缺点。3、（本题5分）详细分析C语言中如何处理文件的加密和解密操作。4、（本题5分）假设要实现一个C语言函数，将一个整数数组进行旋转操作，即将数组的前若干个元素移到数组末尾。论述函数的实现逻辑。5、（本题5分）想象用C语言开发一个程序，模拟实现一个学生成绩管理系统的登录界面。阐述界面设计和用户验证的实现。三、编程题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）编写一个程序，实现希尔排序算法对用户输入的一组字符串按照长度进行排序，并输出排序后的结果。2、（本题5分）给定一个包含若干学生成绩（0-100之间）的数组，编写程序统计各个分数段（如0-59、60-69、70-79、80-89、90-100）的人数。3、（本题5分）编写一个程序，用户输入两个整数m和n（m<n），计算并输出m到n之间（包括m和n）所有能被3整除但不能被5整除的整数的和。4、（本题5分）编写一个程序，要求用户输入一个整数n，计算并输出n的阶乘。阶乘的定义为n!=1×2×3×..