2025年全國(guó)計(jì)算機(jī)等級(jí)考試Java自動(dòng)駕駛技術(shù)試卷考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分）1.在自動(dòng)駕駛系統(tǒng)中，用于存儲(chǔ)傳感器數(shù)據(jù)的時(shí)間戳和數(shù)值信息的合適Java數(shù)據(jù)類型是？A.`int[]`B.`Map<String,Double>`C.`List<Object>`D.`ArrayDeque<Boolean>`2.當(dāng)自動(dòng)駕駛車輛的攝像頭識(shí)別到紅燈時(shí)，程序需要記錄事件并通知控制模塊。以下Java代碼片段最能體現(xiàn)面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)思想的是？A.`if(lightColor=="RED"){recordEvent();control.stopVehicle();}`B.`classTrafficLight{Stringcolor;voidactOnRed(){recordEvent();newControl().stopVehicle();}}`C.`interfaceSensorListener{voidonRedLightDetected();}classCameraimplementsSensorListener{voidonRedLightDetected(){recordEvent();control.stopVehicle();}}`D.`publicvoidhandleTrafficLight(Stringcolor){if("RED".equals(color)){recordEvent();control.stopVehicle();}}`3.自動(dòng)駕駛系統(tǒng)中的路徑規(guī)劃算法可能需要處理大量地圖數(shù)據(jù)。Java中的哪個(gè)集合類最適合存儲(chǔ)和快速查找地理位置坐標(biāo)（經(jīng)度、緯度）？A.`ArrayList<Double>`B.`LinkedList<String>`C.`HashSet<Point>`（假設(shè)Point是自定義的坐標(biāo)點(diǎn)類）D.`TreeMap<Integer,StreetSegment>`4.車輛的多個(gè)傳感器（如攝像頭、雷達(dá)）需要同時(shí)采集數(shù)據(jù)，以提供更全面的環(huán)境感知。在Java中，實(shí)現(xiàn)這一并發(fā)需求最合適的技術(shù)是？A.`synchronized`關(guān)鍵字B.`volatile`關(guān)鍵字C.`Thread`類D.`ExecutorService`框架5.在自動(dòng)駕駛的感知層，傳感器數(shù)據(jù)處理通常需要考慮實(shí)時(shí)性。Java中的哪個(gè)機(jī)制可以幫助確保高優(yōu)先級(jí)任務(wù)（如緊急制動(dòng)信號(hào)處理）得到及時(shí)執(zhí)行？A.`Object.wait()`B.使用`PriorityBlockingQueue`C.`Thread.setDaemon(true)`D.`synchronized`塊的使用6.自動(dòng)駕駛系統(tǒng)需要與云端服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，例如上傳傳感器數(shù)據(jù)或下轷新地圖。以下Java網(wǎng)絡(luò)編程組件中，最適合用于實(shí)現(xiàn)這種客戶端-服務(wù)器（Client-Server）通信模式的是？A.`java.sql.Connection`B.`java.awt.Graphics`C.`.Socket`和`.ServerSocket`D.`java.util.Timer`7.當(dāng)自動(dòng)駕駛車輛在復(fù)雜環(huán)境中進(jìn)行定位時(shí)，可能使用SLAM（SimultaneousLocalizationandMapping）技術(shù)。在實(shí)現(xiàn)SLAM算法的Java程序中，頻繁更新和查詢地圖節(jié)點(diǎn)關(guān)系，以下哪個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)效率最高？A.`ArrayList<MapNode>`B.`LinkedList<MapNode>`C.`HashSet<MapNode>`D.`TreeMap<Double,MapNode>`（根據(jù)節(jié)點(diǎn)到起始點(diǎn)的距離排序）8.以下哪個(gè)Java異常處理機(jī)制最適合用于處理自動(dòng)駕駛傳感器（如GPS、攝像頭）可能發(fā)生的故障或數(shù)據(jù)異常情況？A.`try-catch-finally`B.`throw`關(guān)鍵字C.`throws`聲明D.`assert`語(yǔ)句9.自動(dòng)駕駛車輛的路徑規(guī)劃器可能需要根據(jù)當(dāng)前速度、目標(biāo)點(diǎn)和地圖坡度等信息動(dòng)態(tài)調(diào)整行駛策略。這體現(xiàn)了軟件設(shè)計(jì)中哪個(gè)原則的重要性？A.封裝B.繼承C.多態(tài)D.單一職責(zé)10.為了提高自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的可靠性和可維護(hù)性，將感知模塊、決策模塊和控制模塊設(shè)計(jì)為相互獨(dú)立的類或組件，遵循了軟件工程中的？A.模塊化原則B.抽象原則C.正交性原則D.最小化復(fù)雜度原則二、填空題（每空2分，共20分）1.在面向?qū)ο蟮腏ava程序中，`abstract`關(guān)鍵字用于聲明________類或________方法。2.處理來(lái)自多個(gè)自動(dòng)駕駛傳感器（如雷達(dá)、激光雷達(dá)）的并發(fā)數(shù)據(jù)流，通常需要使用________編程技術(shù)。3.如果自動(dòng)駕駛系統(tǒng)中的某個(gè)傳感器（例如，前向攝像頭）發(fā)生故障，程序需要能夠捕獲并恰當(dāng)處理這種意外情況，這主要依賴于Java的________機(jī)制。4.自動(dòng)駕駛車輛的路徑規(guī)劃算法（如A*算法）的核心思想是結(jié)合實(shí)際代價(jià)估計(jì)值（啟發(fā)式函數(shù)）來(lái)選擇擴(kuò)展________節(jié)點(diǎn)的優(yōu)先級(jí)，以找到從起點(diǎn)到終點(diǎn)的最優(yōu)或近似最優(yōu)路徑。5.為了高效地存儲(chǔ)和管理自動(dòng)駕駛地圖中的道路網(wǎng)絡(luò)（節(jié)點(diǎn)和連接），可以使用Java的________結(jié)構(gòu)，其中每個(gè)節(jié)點(diǎn)可能包含相鄰節(jié)點(diǎn)的列表。6.當(dāng)一個(gè)Java線程執(zhí)行完畢后，其占用的資源需要被系統(tǒng)回收，Java提供了________機(jī)制來(lái)確保資源（如文件句柄、數(shù)據(jù)庫(kù)連接）被正確釋放。7.在實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛的決策邏輯時(shí)，設(shè)計(jì)一個(gè)能夠根據(jù)傳感器輸入（如障礙物位置、距離、類型）和車輛狀態(tài)（如速度、電量）靈活改變行為策略的類，最能體現(xiàn)面向?qū)ο笾械腳_______原則。8.若要實(shí)現(xiàn)一個(gè)自動(dòng)駕駛車輛與遠(yuǎn)程監(jiān)控中心之間的簡(jiǎn)單文本通信，可以在Java中使用________類建立客戶端連接，并與服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。9.對(duì)自動(dòng)駕駛傳感器采集到的原始數(shù)據(jù)（如攝像頭像素矩陣）進(jìn)行處理和分析，可能涉及到圖像處理算法，這通常不屬于Java核心庫(kù)的直接范疇，但可以利用Java的________庫(kù)或第三方庫(kù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。10.自動(dòng)駕駛系統(tǒng)需要對(duì)不同優(yōu)先級(jí)的任務(wù)進(jìn)行調(diào)度，例如，緊急避障任務(wù)的優(yōu)先級(jí)高于正常巡航時(shí)的地圖更新任務(wù)。在Java中，可以使用________來(lái)創(chuàng)建和管理包含多個(gè)具有不同優(yōu)先級(jí)的任務(wù)隊(duì)列。三、程序閱讀理解題（每空2分，共20分）閱讀以下用Java編寫(xiě)的簡(jiǎn)化代碼片段，該代碼片段模擬了自動(dòng)駕駛車輛基于簡(jiǎn)單規(guī)則的避障行為。請(qǐng)補(bǔ)充代碼或回答問(wèn)題。```javaimportjava.util.concurrent.locks.ReentrantLock;classCar{privateintx;//車輛當(dāng)前橫坐標(biāo)privateinty;//車輛當(dāng)前縱坐標(biāo)privateintspeed;//車輛當(dāng)前速度privateReentrantLocklock=newReentrantLock();//用于同步publicCar(intstartX,intstartY){this.x=startX;this.y=startY;this.speed=5;//初始速度}//模擬車輛向前移動(dòng)publicvoidmoveForward(){lock.lock();try{y+=speed;//簡(jiǎn)化模型，只沿y軸移動(dòng)System.out.println("Movingforwardto("+x+","+y+")");}finally{lock.unlock();}}//檢測(cè)前方是否有障礙物（簡(jiǎn)化為檢測(cè)y坐標(biāo)是否超過(guò)某個(gè)值）publicbooleandetectObstacle(intthresholdY){returny>=thresholdY;}//執(zhí)行避障動(dòng)作（減速并可能改變方向）publicvoidavoidObstacle(){lock.lock();try{speed=0;//簡(jiǎn)化：直接停車System.out.println("Obstacledetected!Stoppingthecarat("+x+","+y+")");//實(shí)際的避障邏輯會(huì)更復(fù)雜，可能需要調(diào)用其他方法改變x坐標(biāo)等}finally{lock.unlock();}}//獲取當(dāng)前速度publicintgetSpeed(){returnspeed;}}publicclassAutonomousDrivingSim{publicstaticvoidmain(String[]args)throwsInterruptedException{CarmyCar=newCar(0,0);intobstacleY=10;//假設(shè)障礙物在y=10的位置//模擬車輛行駛for(inti=0;i<15;i++){Thread.sleep(500);//模擬行駛時(shí)間間隔myCar.moveForward();//車輛向前行駛一步//檢測(cè)障礙物并處理if(myCar.detectObstacle(obstacleY)){myCar.avoidObstacle();//執(zhí)行避障break;//避障后停止模擬}}}}```1.上述代碼中，`ReentrantLock`被用于實(shí)現(xiàn)________機(jī)制，以防止在`moveForward`和`avoidObstacle`方法中同時(shí)修改共享資源（`x`,`y`,`speed`）時(shí)可能出現(xiàn)的數(shù)據(jù)不一致問(wèn)題。2.`detectObstacle`方法接收一個(gè)參數(shù)`thresholdY`，這個(gè)參數(shù)在簡(jiǎn)化模型中代表了________。3.在`avoidObstacle`方法中，車輛將`speed`設(shè)置為`0`，這是一種簡(jiǎn)單的避障策略，實(shí)際自動(dòng)駕駛中可能采取更復(fù)雜的________策略。4.在`AutonomousDrivingSim`類的`main`方法中，`Thread.sleep(500)`的作用是模擬________。5.這個(gè)簡(jiǎn)化的避障模擬中，沒(méi)有考慮車輛________（例如，轉(zhuǎn)向能力）和周圍更廣闊環(huán)境的信息。6.如果要改進(jìn)這個(gè)程序，使其能夠檢測(cè)前方多個(gè)障礙物并選擇最優(yōu)避障路徑，可能需要引入________數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)障礙物信息，并應(yīng)用更復(fù)雜的________算法。7.`lock.unlock()`放置在`finally`塊中，這樣做的重要原因是________。8.代碼中`System.out.println`語(yǔ)句的作用是________。9.`myCar.detectObstacle(obstacleY)`調(diào)用發(fā)生在`moveForward()`方法之后，這種調(diào)用順序體現(xiàn)了程序在模擬行駛過(guò)程中________障礙物的邏輯。10.這個(gè)程序主要體現(xiàn)了軟件工程的________原則，即將車輛移動(dòng)和避障這兩個(gè)相關(guān)的功能封裝在`Car`類中。四、程序填空/完善題（每空2分，共30分）請(qǐng)將以下用Java編寫(xiě)的簡(jiǎn)化自動(dòng)駕駛傳感器數(shù)據(jù)處理代碼片段補(bǔ)充完整，使其實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的移動(dòng)平均濾波器，用于平滑傳感器（如攝像頭）輸出的距離測(cè)量值。該濾波器應(yīng)能夠處理一個(gè)固定大小的傳感器數(shù)據(jù)隊(duì)列，并在接收到新數(shù)據(jù)時(shí)計(jì)算所有數(shù)據(jù)的平均值作為濾波后的輸出。```javaimportjava.util.LinkedList;importjava.util.Queue;classDistanceSensorFilter{privateQueue<Double>dataQueue;//用于存儲(chǔ)最近N個(gè)傳感器讀數(shù)privateintmaxQueueSize;//隊(duì)列最大容量privatedoublesum;//當(dāng)前隊(duì)列中所有數(shù)據(jù)的和publicDistanceSensorFilter(intmaxSize){this.maxQueueSize=maxSize;this.dataQueue=newLinkedList<>();this.sum=0.0;}//添加新的傳感器讀數(shù)到隊(duì)列publicvoidaddSensorReading(doublenewReading){//如果隊(duì)列已滿，移除最老的數(shù)據(jù)if(dataQueue.size()==maxQueueSize){DoubleoldestReading=dataQueue.poll();if(oldestReading!=null){sum-=oldestReading;//從總和中減去移除的數(shù)據(jù)}}//添加新讀數(shù)到隊(duì)列尾部dataQueue.offer(newReading);sum+=newReading;//將新讀數(shù)加到總和中}//獲取當(dāng)前所有數(shù)據(jù)的平均值（移動(dòng)平均值）publicdoublegetSmoothedValue(){if(dataQueue.isEmpty()){return0.0;//隊(duì)列為空時(shí)返回0或拋出異常，此處簡(jiǎn)化為0}//計(jì)算平均值return________;//請(qǐng)?jiān)诖颂幪钊胗?jì)算平均值的表達(dá)式}}publicclassSensorFilterDemo{publicstaticvoidmain(String[]args){DistanceSensorFilterfilter=newDistanceSensorFilter(5);//設(shè)置隊(duì)列容量為5//模擬接收到的傳感器距離讀數(shù)（單位：米）double[]sensorReadings={2.1,2.3,2.5,2.4,2.7,2.6,2.8,2.9};System.out.println("SensorReadings&SmoothedValues:");for(doublereading:sensorReadings){filter.addSensorReading(reading);doublesmoothed=filter.getSmoothedValue();System.out.printf("Reading:%.1f,Smoothed:%.1f%n",reading,smoothed);}}}```1.上述代碼中的`DistanceSensorFilter`類設(shè)計(jì)用于實(shí)現(xiàn)________。2.`dataQueue.offer(newReading);`方法的作用是________。3.`dataQueue.poll();`方法的作用是________。4.變量`sum`用于存儲(chǔ)隊(duì)列中所有當(dāng)前讀數(shù)的________。5.在`addSensorReading`方法中，如果檢測(cè)到`dataQueue.size()==maxQueueSize`，首先調(diào)用`poll()`移除元素，然后從`sum`中減去這個(gè)被移除的值，這樣做是為了________。6.在`getSmoothedValue`方法中，計(jì)算平均值需要用隊(duì)列中所有讀數(shù)的總和`sum`除以當(dāng)前隊(duì)列中的讀數(shù)數(shù)量。隊(duì)列中讀數(shù)數(shù)量的獲取方式是________。7.請(qǐng)將第10題的空格填入計(jì)算平均值的表達(dá)式：`return________;`8.`filter.addSensorReading(reading);`調(diào)用將傳感器讀數(shù)加入濾波器，緊接著調(diào)用`filter.getSmoothedValue();`獲取濾波后的值，這體現(xiàn)了程序處理傳感器數(shù)據(jù)時(shí)________的思想。9.移動(dòng)平均濾波器通過(guò)計(jì)算最近N個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的平均值來(lái)平滑數(shù)據(jù)，它對(duì)________數(shù)據(jù)具有較好的抑制作用。10.如果傳感器讀數(shù)波動(dòng)非常大，單個(gè)讀數(shù)可能瞬間極大或極小，移動(dòng)平均濾波器可能會(huì)對(duì)這種異常值比較敏感。為了增強(qiáng)濾波器的魯棒性，可以考慮使用________濾波器（例如，指數(shù)平滑或中值濾波），但這需要更復(fù)雜的實(shí)現(xiàn)。---試卷答案一、選擇題1.B解析：需要存儲(chǔ)時(shí)間戳（可視為String或Long）和數(shù)值（Double），Map結(jié)構(gòu)適合鍵值對(duì)存儲(chǔ)，用String標(biāo)識(shí)傳感器類型或ID作為鍵，Double存儲(chǔ)數(shù)值。2.C解析：面向?qū)ο髲?qiáng)調(diào)封裝和信息隱藏。選項(xiàng)C定義了接口`SensorListener`和實(shí)現(xiàn)類`Camera`，將感知事件（紅綠燈）處理邏輯封裝在`Camera`類中，體現(xiàn)了面向?qū)ο笏枷搿?.C解析：需要快速查找地理位置，適合使用`HashSet`或`TreeSet`。`HashSet`基于哈希表，提供O(1)平均時(shí)間復(fù)雜度查找；`TreeSet`基于紅黑樹(shù)，提供O(logn)查找。如果需要按坐標(biāo)排序或去重，`TreeSet`更優(yōu)。假設(shè)題目允許自定義`Point`類作為元素。4.C解析：多個(gè)傳感器并發(fā)采集數(shù)據(jù)，需要?jiǎng)?chuàng)建多個(gè)線程。`Thread`類是Java實(shí)現(xiàn)線程的基本方式。5.B解析：`PriorityBlockingQueue`允許線程按優(yōu)先級(jí)獲取任務(wù)，適合處理需要優(yōu)先執(zhí)行的高優(yōu)先級(jí)任務(wù)（如緊急制動(dòng)）。6.C解析：`Socket`和`ServerSocket`是Java標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中用于實(shí)現(xiàn)TCP客戶端和服務(wù)器端網(wǎng)絡(luò)通信的核心組件，適合建立可靠的客戶端-服務(wù)器模型。7.D解析：SLAM算法涉及大量節(jié)點(diǎn)查詢和更新，`TreeMap`可以根據(jù)節(jié)點(diǎn)與起點(diǎn)的距離（鍵）進(jìn)行快速排序和查找，效率較高。8.A解析：`try-catch-finally`結(jié)構(gòu)專門用于處理異常，可以捕獲特定類型的異常（如`IOException`），進(jìn)行錯(cuò)誤處理（記錄日志、重試等），并確保資源（如文件流）被正確釋放（finally塊）。9.D解析：將復(fù)雜系統(tǒng)（自動(dòng)駕駛）劃分為多個(gè)獨(dú)立模塊（感知、決策、控制），降低單個(gè)模塊的復(fù)雜度，符合“單一職責(zé)原則”。10.A解析：將系統(tǒng)劃分為獨(dú)立組件（模塊），降低模塊間的耦合度，便于開(kāi)發(fā)、測(cè)試、維護(hù)和擴(kuò)展，體現(xiàn)了軟件工程中的“模塊化原則”。二、填空題1.抽象，接口解析：`abstract`關(guān)鍵字用于聲明無(wú)法被實(shí)例化的抽象類或不能被直接調(diào)用的抽象方法，是面向?qū)ο蟪橄蟾拍畹捏w現(xiàn)。接口也用于抽象，定義一組方法規(guī)范。2.并發(fā)解析：處理多個(gè)并發(fā)數(shù)據(jù)流需要使用多線程或并發(fā)編程技術(shù)，如`Thread`、`Runnable`、`ExecutorService`、`synchronized`、`volatile`等。3.異常處理解析：Java的`try-catch-finally`等機(jī)制提供了結(jié)構(gòu)化的異常處理框架，用于捕獲和處理運(yùn)行時(shí)可能發(fā)生的錯(cuò)誤或異常情況，如傳感器故障。4.開(kāi)放解析：A*算法的核心是維護(hù)一個(gè)開(kāi)放列表（OpenSet），其中包含待擴(kuò)展的節(jié)點(diǎn)，并根據(jù)實(shí)際代價(jià)和啟發(fā)式估計(jì)值計(jì)算優(yōu)先級(jí)，優(yōu)先擴(kuò)展最有希望的節(jié)點(diǎn)。5.圖解析：自動(dòng)駕駛地圖可以抽象為圖結(jié)構(gòu)，節(jié)點(diǎn)代表路口或區(qū)域，邊代表道路，每個(gè)節(jié)點(diǎn)包含相鄰節(jié)點(diǎn)的信息。6.finally解析：`finally`塊確保在`try`代碼塊執(zhí)行完畢后（無(wú)論是否發(fā)生異常），`finally`塊中的代碼總會(huì)被執(zhí)行，常用于釋放資源。7.多態(tài)解析：多態(tài)允許使用父類類型的引用指向子類對(duì)象，設(shè)計(jì)靈活。設(shè)計(jì)一個(gè)基類（如`DecisionMaker`），讓不同類型的決策邏輯（如`ObstacleAvoidanceDecisionMaker`）作為子類實(shí)現(xiàn)，可以根據(jù)傳感器輸入和車輛狀態(tài)調(diào)用相應(yīng)的決策方法，實(shí)現(xiàn)行為的多態(tài)變化。8.Socket解析：`.Socket`類代表客戶端套接字，用于發(fā)起網(wǎng)絡(luò)連接；`.ServerSocket`類代表服務(wù)器端套接字，用于監(jiān)聽(tīng)客戶端連接請(qǐng)求。兩者配合實(shí)現(xiàn)TCP通信。9.圖形與圖像處理解析：Java標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)（如`java.awt`）提供基本的圖形繪制功能，但專業(yè)的圖像處理（如濾波、特征提?。┩ǔＰ枰谌綆?kù)（如OpenCV的Java接口）或更底層的API。10.PriorityBlockingQueue解析：`PriorityBlockingQueue`是一個(gè)具有優(yōu)先級(jí)隊(duì)列特性的無(wú)界阻塞隊(duì)列，可以按照元素的自然順序或自定義比較器排序，適合用于任務(wù)調(diào)度，管理具有不同優(yōu)先級(jí)的任務(wù)。三、程序閱讀理解題1.同步解析：`ReentrantLock`提供了一種比`synchronized`更靈活的線程同步機(jī)制，用于控制多個(gè)線程對(duì)共享資源（車輛狀態(tài)）的訪問(wèn)，確保在同一時(shí)刻只有一個(gè)線程能修改共享資源，防止數(shù)據(jù)競(jìng)爭(zhēng)和不一致。2.障礙物檢測(cè)的閾值解析：`thresholdY`參數(shù)設(shè)定了一個(gè)垂直方向的界限，當(dāng)車輛的縱坐標(biāo)`y`達(dá)到或超過(guò)這個(gè)值時(shí)，程序認(rèn)為前方檢測(cè)到了障礙物。3.多種策略解析：簡(jiǎn)單的停車只是最基本的避障反應(yīng)。實(shí)際自動(dòng)駕駛需要更復(fù)雜的策略，如減速、轉(zhuǎn)向避讓、加速超越（如果安全）、請(qǐng)求乘客緊急制動(dòng)等。4.模擬車輛行駛的時(shí)間間隔解析：`Thread.sleep`會(huì)使當(dāng)前線程暫停執(zhí)行指定毫秒數(shù)，在此模擬中用于模擬車輛在每次移動(dòng)之間經(jīng)過(guò)的時(shí)間，增加模擬的真實(shí)感。5.轉(zhuǎn)向能力解析：簡(jiǎn)化的模型只考慮了直線移動(dòng)。實(shí)際車輛避障需要考慮轉(zhuǎn)向，即改變`x`坐標(biāo)或同時(shí)改變`x`和`y`坐標(biāo)。6.集合，路徑規(guī)劃解析：處理多個(gè)障礙物需要存儲(chǔ)所有障礙物的位置和屬性，`HashSet`或`TreeSet`（按距離排序）等集合適合存儲(chǔ)。選擇最優(yōu)路徑