中原科技学院《程学设计语言》2023-2024学年第一学期期末试卷.doc

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中原科技学院
《程学设计语言》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15个小题，每小题1分，共15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 Python 开发一个数据可视化工具时，需要能够将各种类型的数据（如数值型、文本型、日期型等）以直观的图表形式展示出来，并且支持用户的交互操作，如缩放、筛选、导出等。以下哪种库和技术的选择是比较合适的？（ ）
A. 使用 matplotlib 库绘制基本图表，通过 JavaScript 实现交互功能
B. 借助 seaborn 库生成复杂图表，利用 Python 的内置函数处理交互
C. 运用 plotly 库创建交互式图表，直接在 Python 环境中完成所有功能
D. 自己编写绘图代码，完全定制图表的外观和交互行为

2、设想正在开发一个物联网设备管理平台，需要支持设备的接入、数据采集、远程控制以及数据分析等功能。平台要能够处理大量不同类型的物联网设备。以下哪种技术架构和工具是最合适的？（ ）
A. 基于 Python 的 Django 框架，使用 MQTT 协议与设备通信，结合 InfluxDB 存储数据，利用 matplotlib 进行数据分析，通过云服务部署
B. 采用 Java 的 Spring Boot 框架，借助 CoAP 协议连接设备，选用 MongoDB 数据库，运用 Spark 进行数据处理，采用容器化部署
C. 运用 Node.js 的 Express 框架，利用 HTTP 协议接收设备数据，搭配 MySQL 数据库，使用 Echarts 展示分析结果，借助边缘计算节点
D. 选择 C#的.NET Core 框架，通过 Zigbee 协议与设备交互，使用 SQL Server 数据库，借助 PowerBI 进行数据分析，利用私有云部署

3、假设正在使用 C#开发一个企业资源规划（ERP）系统，该系统涵盖了财务管理、人力资源管理、生产管理等多个模块。在财务管理模块中，需要实现复杂的财务报表生成功能，能够根据不同的时间段、部门和项目生成详细的财务报表。对于报表生成的实现，以下哪种方案是较为合理的？（ ）
A. 直接在数据库中使用存储过程生成报表，然后在应用程序中读取结果
B. 在应用程序中通过复杂的循环和计算生成报表
C. 使用第三方报表生成工具，将数据传递给工具进行报表生成
D. 基于 XML 格式定义报表模板，通过解析模板和数据来生成报表

4、在 Python 中，以下哪个操作符用于判断两个对象是否相等？（ ）
A. == B. is C. === D. equal

5、在设计一个用于智能交通管理的系统时，需要实时处理来自多个传感器和摄像头的数据，进行车辆识别、流量分析和路径规划。同时，系统要与城市的交通信号灯系统进行联动控制。以下哪种技术和工具的组合是最有效的？（ ）
A. 使用 C++结合 OpenCV 进行图像和视频处理，利用深度学习框架 TensorFlow 进行车辆识别，通过 MQTT 协议与信号灯系统通信，运用图数据库存储交通网络信息
B. 采用 Java 的图像处理库 JMF 处理数据，运用 Spark 进行大数据分析，使用 HTTP 协议与信号灯系统交互，借助关系型数据库管理交通网络
C. 运用 Python 的图像处理模块 PIL，结合 Flink 进行实时流处理，通过蓝牙与信号灯系统连接，使用 NoSQL 数据库存储相关数据
D. 选择 JavaScript 的 canvas 进行图像绘制，利用 Node.js 的流处理模块处理数据，借助 WebSockets 与信号灯系统通信，使用 MySQL 数据库

6、在 C 语言中，要实现一个链表的逆序操作。以下关于链表逆序的实现方法，哪一项是不正确的？（ ）
A. 可以使用迭代的方式，通过逐个节点的指针调整来实现链表逆序
B. 也可以使用递归的方式，通过递归调用函数来实现链表逆序
C. 在逆序过程中，需要注意保存链表的头节点和尾节点，以保证链表的完整性
D. 链表逆序操作的时间复杂度和空间复杂度都是固定的，与链表的长度无关

7、假设要开发一个用于管理学校图书馆图书借阅信息的系统。系统需要记录每本图书的详细信息，包括书名、作者、ISBN 码、出版年份、馆藏位置等，同时还要记录读者的借阅记录，包括读者 ID、借阅日期、应还日期等。在设计数据库时，需要考虑数据的完整性、一致性和查询效率。如果要查询某位读者在过去一年中借阅的所有图书信息，以下哪种数据库设计和查询方式最为合适？（ ）
A. 将图书信息和借阅记录分别存储在两个表中，通过读者 ID 和借阅日期进行关联查询
B. 将所有信息存储在一个大表中，通过复杂的条件筛选获取所需数据
C. 为借阅记录创建单独的数据库，通过定期同步与图书信息表关联
D. 只存储最近的借阅记录，历史数据归档处理，减少查询的数据量

8、在面向对象程序设计中，以下哪个概念用于描述类的封装性？（ ）
A. 继承是一种类之间的关系，与封装性无关
B. 多态是指同一个行为具有多个不同表现形式或形态，也与封装性没有直接关系
C. 封装性（Encapsulation）是指将数据和操作数据的方法封装在一个类中，通过访问修饰符来控制对数据的访问。封装可以提高代码的安全性和可维护性
D. 依赖是指一个类对另一个类的依赖关系，与封装性不同

9、在 Python 中，要编写一个程序来实现冒泡排序算法对一个整数列表进行排序。以下关于冒泡排序算法的实现和优化，哪一项是错误的？（ ）
A. 外层循环控制排序的轮数，内层循环比较相邻的元素并进行交换
B. 在每一轮排序中，最大的元素会“浮”到列表的末尾
C. 可以通过标记是否发生交换来判断列表是否已经有序，提前结束排序过程，提高效率
D. 冒泡排序算法在任何情况下都是最优的排序算法，不需要考虑使用其他更高效的排序算法

10、假设要开发一个用于管理图书馆书籍借阅信息的系统，需要实现书籍的借阅、归还、续借以及逾期提醒等功能。在设计程序时，考虑到可能有大量的并发操作和数据存储需求。以下哪种编程语言和数据库组合最适合这个项目？（ ）
A. 使用 Python 编程语言结合 MySQL 数据库，利用其丰富的库和成熟的关系型数据库管理能力
B. 采用 Java 编程语言搭配 MongoDB 数据库，发挥 Java 的稳定性和 MongoDB 的灵活性处理非结构化数据
C. 运用 C++编程语言并结合 SQLite 数据库，以获得高效的性能和轻量级的数据库存储
D. 选择 JavaScript 编程语言配合 PostgreSQL 数据库，借助 JavaScript 在前端和后端的通用性以及 PostgreSQL 的强大功能

11、考虑编写一个程序来模拟天气预报，结合气象数据和物理模型进行预测。以下哪种数值天气预报方法在准确性和计算效率方面具有较好的平衡？（ ）
A. 全球气候模型
B. 中尺度气象模型
C. 统计天气预报方法
D. 以上方法结合使用

12、假设使用 Java 语言编写一个多线程程序，有多个线程同时访问一个共享的整数变量  count  。为了确保线程安全地对  count  进行递增操作，以下哪种方法是合适的（ ）
A. 不使用任何同步机制，直接进行递增操作
B. 使用  synchronized  关键字对操作进行同步
C. 使用  volatile  关键字修饰变量  count 
D. 以上方法都不行

13、在 C++中，要实现一个运算符重载函数，使得自定义的类对象能够支持特定的运算符操作，例如加法运算符 + 。以下关于运算符重载的实现，哪一项是不正确的？（ ）
A. 将运算符重载函数定义为类的成员函数或者友元函数
B. 运算符重载函数的参数和返回值类型根据具体的运算逻辑进行定义
C. 可以通过运算符重载实现自定义的比较规则，例如小于运算符 <
D. 运算符重载会使代码变得复杂和难以理解，应该尽量避免使用，而采用普通的函数来实现类似的功能

14、在使用 Swift 语言开发一个移动应用时，需要实现一个地图导航功能，能够实时获取用户的位置信息，并提供路线规划和实时路况提示。同时，要考虑电池消耗和内存使用等优化问题。以下哪种方案是比较可行的？（ ）
A. 使用系统提供的地图框架，通过频繁获取位置更新来实现实时导航
B. 结合第三方地图服务和定位库，合理控制位置获取的频率和数据量
C. 自行开发地图和定位功能，完全掌控数据处理和优化
D. 仅在用户操作时获取位置信息，不进行实时路况的获取和提示

15、在 Java 中，要实现一个观察者模式，用于在对象状态发生变化时通知多个观察者。以下关于观察者模式的实现和特点，哪一项是不准确的？（ ）
A. 定义主题接口和观察者接口，主题负责维护观察者列表并通知观察者
B. 观察者实现观察者接口，注册到主题中，并在收到通知时进行相应的处理
C. 观察者模式可以实现松耦合，主题和观察者之间的依赖关系较小
D. 观察者模式只适用于简单的场景，对于复杂的系统架构不太适用

二、简答题（本大题共4个小题，共20分)
1、（本题5分）论述在 C 语言中，如何使用树状数组来实现高效的区间查询和更新操作，分析树状数组的原理和时间复杂度，并举例说明其应用。

2、（本题5分）论述 C 语言中如何使用动态内存分配和指针实现一个双向链表的逆序操作。

3、（本题5分）论述 C 语言中如何实现一个简单的电话号码簿管理系统。

4、（本题5分）详细分析 C 语言中指针在堆排序算法中的建堆过程和调整策略。

三、分析题（本大题共5个小题，共25分)
1、（本题5分）说明 Java 中 Java 中的并发集合类（如 ConcurrentHashMap 、ConcurrentLinkedQueue 等）的特点。

2、（本题5分）解释 Python 中类装饰器（Class Decorator ）的实现方式。

3、（本题5分）分析 C++中函数对象（Functor）的概念和应用。

4、（本题5分）分析 Python 中列表和元组的区别，并举例说明在何种情况下应该选择使用列表，何种情况下选择元组。

5、（本题5分）分析 Java 中数据库连接（JDBC）的基本步骤和操作。

四、编程题（本大题共4个小题，共40分)
1、（本题10分）设计一个程序，用户输入一个字符串，判断其是否为有效的银行卡号格式。

2、（本题10分）设计一个程序，用户输入一个字符串，程序将其中的大写字母转换为小写字母，小写字母转换为大写字母，其他字符保持不变，然后输出转换后的字符串。

3、（本题10分）创建一个程序，用户输入一个正整数 n，程序生成一个 n 行 n 列的二维数组，并将其初始化为从 1 到 n * n 的整数，按照行优先的顺序填充。然后打印出这个二维数组。

4、（本题10分）设计一个程序，用户输入一个字符串，将其中的字母和数字分别存储到两个不同的列表中并输出。

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