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《高級編程》2021-2022學年第一學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共15個小題，每小題1分，共15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Java中，要實現一個線程安全的集合類，例如線程安全的隊列。以下關于線程安全集合類的實現和注意事項，哪一項是錯誤的？（）A.使用同步機制，如鎖或者并發容器類，來保證多線程訪問時的數據一致性B.在實現線程安全的集合類時，需要考慮性能和并發性的平衡C.線程安全的集合類可以在任何情況下替代普通的集合類，而不需要考慮具體的應用場景D.對于讀多寫少的場景，可以使用一些優化的線程安全集合類，如ConcurrentHashMap2、在JavaScript中，要實現一個對象的深拷貝，避免淺拷貝導致的引用問題。以下關于深拷貝的實現方法，哪一項是錯誤的？（）A.使用JSON.parse和JSON.stringify方法將對象轉換為字符串再轉換回對象來實現深拷貝B.遞歸遍歷對象的屬性，創建新的對象和屬性來實現深拷貝C.利用一些第三方庫，如Lodash的cloneDeep方法來實現深拷貝D.淺拷貝和深拷貝在大多數情況下效果相同，因此可以優先使用淺拷貝來提高性能3、在開發一個在線游戲平臺時，需要處理大量的實時玩家交互數據，如玩家的動作、位置、得分等，同時要保證游戲的低延遲和穩定性。對于數據的存儲和傳輸，以下哪種技術和架構是最優的選擇？（）A.使用關系型數據庫存儲游戲數據，通過HTTP協議進行數據傳輸B.借助NoSQL數據庫，如Cassandra，利用WebSocket協議實現實時數據傳輸C.運用內存數據庫，如Memcached，采用TCP協議進行通信D.把游戲數據存儲在文件中，使用FTP協議進行文件傳輸4、在開發一個加密貨幣交易平臺的后端系統時，需要處理高并發的交易請求和確保交易數據的安全性。以下哪種技術和架構在滿足這些需求方面具有優勢？（）A.采用分布式賬本技術（如區塊鏈）來存儲交易數據B.使用高性能的消息隊列來處理交易請求C.構建微服務架構，將不同功能模塊獨立部署D.以上技術和架構的綜合應用5、以下關于程序設計中的算法復雜度說法錯誤的是？（）A.時間復雜度是衡量算法執行時間的指標，通常用大O符號表示。例如，O(n)表示隨著輸入規模n的增長，算法的執行時間線性增長B.空間復雜度是衡量算法所需存儲空間的指標。算法在執行過程中可能需要存儲一些中間結果或數據結構，空間復雜度反映了算法對存儲空間的需求C.一個好的算法應該具有較低的時間復雜度和空間復雜度。但是在實際應用中，有時為了提高算法的可讀性和可維護性，可能會犧牲一些效率D.算法的復雜度只與算法本身的設計有關，與輸入數據的大小和特性無關。實際上，算法的復雜度通常會受到輸入數據的大小和特性的影響。例如，對于某些排序算法，當輸入數據已經部分有序時，算法的執行時間會大大減少6、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7、在面向對象程序設計中，以下哪個概念用于描述類之間的“是一種”關系？（）A.依賴關系描述了一個類對另一個類的依賴，但不是“是一種”關系B.關聯關系表示類之間的某種聯系，但也不是“是一種”關系C.繼承關系（Inheritance）用于描述類之間的“是一種”關系。例如，貓是一種動物，狗是一種動物，可以通過繼承關系來表示這種“是一種”的關系D.聚合關系表示整體與部分的關系，不是“是一種”關系8、考慮使用Java語言實現一個多態的例子，有一個父類

Animal

和兩個子類

Cat

和

Dog

，都重寫了父類的

makeSound()

方法。當創建一個

Animal

類型的數組，并存儲

Cat

和

Dog

對象時，以下哪種方式能夠正確調用子類的

makeSound()

方法（）A.直接通過數組元素調用B.進行類型判斷后調用C.無法調用，只能調用父類的方法D.以上方法都不對9、假設正在編寫一個程序來加密和解密敏感信息，要求加密強度高且效率較好。以下哪種加密算法在實際應用中被廣泛認可，并且適合處理大量數據？（）A.DES算法B.AES算法C.RSA算法D.ECC算法10、在設計一個用于處理學生成績管理的程序時，需要存儲學生的個人信息（如姓名、學號）和多門課程的成績。若要實現高效的查詢和更新操作，以下哪種數據結構組合最為合適？（）A.使用數組存儲學生信息，再為每門課程創建一個鏈表存儲成績B.構建一個結構體來包含學生信息和成績，并使用數組存儲這些結構體C.采用哈希表存儲學生信息，每個學生的成績使用一個二叉搜索樹存儲D.利用鏈表存儲學生信息，成績則存儲在對應的順序表中11、Java中的集合框架中，以下哪個用于實現無序且不允許重復元素的集合？（）A.HashSetB.ArrayListC.LinkedListD.HashMap12、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、在使用Python開發一個機器學習模型訓練程序時，需要對數據進行預處理、特征工程、模型選擇和超參數調優。以下哪種數據處理和模型訓練的方法是比較有效的？（）A.使用Pandas進行數據清洗和預處理，Sklearn進行模型訓練B.借助TensorFlow框架，實現端到端的模型訓練和優化C.自行編寫所有的數據處理和模型訓練代碼，完全掌控細節D.只使用默認的參數和模型，不進行任何調優和改進14、以下關于程序設計中的調試方法說法錯誤的是？（）A.打印調試信息是一種常見的調試方法，通過在關鍵位置打印變量的值或程序的執行狀態，可以幫助程序員了解程序的運行情況，找出問題所在B.使用調試器是一種更強大的調試方法，調試器可以暫停程序的執行，查看變量的值、調用棧等信息，還可以逐行執行代碼，幫助程序員快速定位問題C.單元測試是一種有效的調試方法，通過編寫測試用例來測試程序的各個模塊，可以及早發現問題，提高代碼的質量D.調試方法只適用于小型項目，對于大型項目，調試方法效果不佳。實際上，無論項目大小，調試方法都是非常重要的，可以幫助程序員快速定位和解決問題15、在一個使用C語言編寫的程序中，需要實現一個功能：計算給定整數數組中所有元素的平均值。假設數組名為

arr

，長度為

n

。以下哪種方法是最常見和有效的計算平均值的方式（）A.先對數組元素求和，然后除以元素個數B.逐個計算每個元素與其他元素的平均值，最后取所有平均值的平均值C.隨機選擇數組中的一部分元素計算平均值D.以上方法都不可行二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）詳細闡述C語言中如何使用宏定義實現一些常用的數學運算或邏輯判斷，分析宏定義與函數調用的區別。2、（本題5分）論述C語言中如何使用指針和數組實現循環隊列，分析其性能優勢。3、（本題5分）詳細論述C語言中如何實現一個簡單的游戲得分排行榜。4、（本題5分）詳細論述C語言中如何進行代碼的單元測試，確保函數的正確性。三、分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）解釋Python中上下文切換（ContextSwitching）的概念。2、（本題5分）分析C++中模板的模板參數和高階模板編程。3、（本題5分）解釋Python中ABC（AbstractBaseClass）的作用。4、（本題5分）在Java中，說明JavaFX相對于Swing的改進之處。5、（本題5分）分析Java中分布式鏈路追蹤（如Zipkin、SkyWalking）的原理和應用。四、編程題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）編寫