2025年計(jì)算機(jī)語言考試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.關(guān)于Python裝飾器的描述，正確的是（）A.裝飾器只能修飾函數(shù)，不能修飾類B.@functools.lru_cache裝飾器會緩存函數(shù)的所有調(diào)用參數(shù)及結(jié)果，包括可變類型參數(shù)C.裝飾器的本質(zhì)是一個(gè)返回可調(diào)用對象的高階函數(shù)D.自定義裝飾器時(shí)，若需要保留原函數(shù)元信息，必須使用@wraps裝飾器包裹內(nèi)層函數(shù)2.以下C++代碼的輸出結(jié)果是（）```cppinclude<iostream>classBase{public:virtualvoidfunc(){std::cout<<"Base";}};classDerived:publicBase{public:voidfunc()override{std::cout<<"Derived";}};intmain(){Baseptr=newDerived();ptr->func();deleteptr;return0;}```A.BaseB.DerivedC.編譯錯(cuò)誤（override關(guān)鍵字使用不當(dāng)）D.運(yùn)行時(shí)崩潰（內(nèi)存泄漏）3.Java中，關(guān)于String類的不可變性，錯(cuò)誤的理解是（）A.String對象的內(nèi)容在創(chuàng)建后無法修改B.字符串拼接操作（如str1+str2）會提供新的String對象C.使用StringBuilder進(jìn)行大量拼接時(shí)，性能一定優(yōu)于StringD.String的不可變性保證了多線程下的線程安全4.以下Rust代碼中，存在編譯錯(cuò)誤的行是（）```rustfnmain(){letv=vec![1,2,3];leta=&v[0];//行1v.push(4);//行2println!("{}",a);//行3}```A.行1B.行2C.行3D.無錯(cuò)誤5.Go語言中，關(guān)于goroutine的說法錯(cuò)誤的是（）A.一個(gè)Go程序可以同時(shí)運(yùn)行成千上萬個(gè)goroutineB.goroutine的調(diào)度由Go運(yùn)行時(shí)（runtime）負(fù)責(zé)，而非操作系統(tǒng)內(nèi)核C.使用sync.WaitGroup等待多個(gè)goroutine完成時(shí)，需先調(diào)用Add()設(shè)置計(jì)數(shù)，再調(diào)用Done()遞減D.goroutine之間通過共享內(nèi)存通信時(shí)，必須使用互斥鎖（mutex），不能使用通道（channel）6.執(zhí)行以下Python代碼，輸出結(jié)果為（）```pythondefouter():x=10definner():nonlocalxx+=5returnxreturninnerf=outer()print(f())print(f())```A.1520B.1015C.1515D.報(bào)錯(cuò)（nonlocal關(guān)鍵字使用錯(cuò)誤）7.C++中，智能指針std::shared_ptr的引用計(jì)數(shù)存儲在（）A.智能指針對象本身的內(nèi)存中B.被管理對象的內(nèi)存末尾C.獨(dú)立的控制塊（controlblock）中D.全局的哈希表中8.Java17中，以下代碼可以正常編譯的是（）A.sealedclassApermitsB{}finalclassBextendsA{}B.sealedclassApermitsB{}classBextendsA{}C.non-sealedclassApermitsB{}finalclassBextendsA{}D.sealedinterfaceApermitsB{}classBimplementsA{}9.以下Python提供器表達(dá)式的執(zhí)行結(jié)果是（）```pythongen=(iforiinrange(5)ifi%2==0)print(list(gen))print(list(gen))```A.[0,2,4][0,2,4]B.[0,2,4][]C.[0,2,4][0,2,4]（重復(fù)迭代）D.報(bào)錯(cuò)（提供器不可重復(fù)迭代）10.Rust中，以下哪種操作不會導(dǎo)致所有權(quán)轉(zhuǎn)移（move）？（）A.將變量賦值給另一個(gè)變量（如letb=a;）B.將變量作為參數(shù)傳遞給函數(shù)（如func(a);）C.使用&運(yùn)算符獲取變量的不可變引用（如letb=&a;）D.將變量存入容器（如vec.push(a);）二、填空題（每空2分，共20分）1.Python中，使用`__slots__`屬性可以限制類實(shí)例的______，從而減少內(nèi)存占用。2.C++中，`const`修飾成員函數(shù)時(shí)，該函數(shù)不能修改類的______成員變量（除`mutable`修飾的變量外）。3.Java中，`HashMap`在JDK8及以后的版本中，當(dāng)鏈表長度超過______時(shí)，會轉(zhuǎn)換為紅黑樹以提高查詢效率。4.Rust中，`!`類型表示“不可能完成計(jì)算”的類型，例如無限循環(huán)函數(shù)的返回類型可標(biāo)注為______。5.Go語言中，使用______關(guān)鍵字聲明接口，接口的實(shí)現(xiàn)是隱式的，無需顯式聲明。6.Python的`collections.abc`模塊中，______抽象基類用于判斷對象是否可迭代（Iterable）。7.C++模板元編程中，`std::conditional`模板可根據(jù)布爾值選擇兩種類型之一，其語法為`std::conditional<條件,類型1,類型2>::______`。8.Java中，`Thread`類的`join()`方法作用是等待該線程______后再繼續(xù)執(zhí)行當(dāng)前線程。9.Rust的`Option<T>`枚舉有兩個(gè)變體：`Some(T)`和______，用于顯式處理可能缺失的值。10.Go語言的`defer`語句會在函數(shù)返回前執(zhí)行，多個(gè)`defer`語句的執(zhí)行順序是______（填“先進(jìn)先出”或“后進(jìn)先出”）。三、簡答題（每題8分，共32分）1.解釋Python中GIL（全局解釋器鎖）的作用及其對多線程編程的影響。2.說明C++中虛函數(shù)表（vtable）的作用，并描述基類與派生類虛函數(shù)表的關(guān)系。3.Java中，`synchronized`關(guān)鍵字與`ReentrantLock`的主要區(qū)別有哪些？4.Rust的所有權(quán)（Ownership）規(guī)則包含哪三條核心原則？這些規(guī)則如何保證內(nèi)存安全？四、編程題（共28分）1.（7分）使用Python實(shí)現(xiàn)一個(gè)裝飾器`@cache`，要求：緩存函數(shù)的參數(shù)及結(jié)果，避免重復(fù)計(jì)算；支持任意可哈希的位置參數(shù)（args）和關(guān)鍵字參數(shù)（kwargs）；當(dāng)緩存容量超過5時(shí)，按LRU（最近最少使用）策略淘汰舊緩存。2.（7分）用C++編寫一個(gè)函數(shù)`reverse_list`，接收一個(gè)`std::shared_ptr<Node>`類型的鏈表頭節(jié)點(diǎn)，返回反轉(zhuǎn)后的鏈表頭節(jié)點(diǎn)（要求使用智能指針管理內(nèi)存，避免內(nèi)存泄漏）。其中`Node`結(jié)構(gòu)體定義為：```cppstructNode{intval;std::shared_ptr<Node>next;Node(intv):val(v),next(nullptr){}};```3.（7分）Java中，使用多線程實(shí)現(xiàn)“生產(chǎn)者-消費(fèi)者”模型：生產(chǎn)者向隊(duì)列中添加整數(shù)（1到100）；消費(fèi)者從隊(duì)列中取出整數(shù)并打?。魂?duì)列最大容量為5；要求使用`Lock`和`Condition`實(shí)現(xiàn)同步，而非`synchronized`關(guān)鍵字。4.（7分）Go語言中，編寫一個(gè)并發(fā)程序，使用`goroutine`和`channel`實(shí)現(xiàn)以下功能：啟動3個(gè)`goroutine`作為“工作者”（Worker）；主程序向`channel`發(fā)送10個(gè)任務(wù)（整數(shù)1到10）；每個(gè)工作者從`channel`中取出任務(wù)，計(jì)算其平方值并打?。凰腥蝿?wù)完成后，主程序退出。--答案一、單項(xiàng)選擇題1.C（A錯(cuò)誤，裝飾器可修飾類；B錯(cuò)誤，lru_cache不支持可變類型參數(shù)；D錯(cuò)誤，@wraps是推薦但非必須）2.B（虛函數(shù)實(shí)現(xiàn)動態(tài)綁定，調(diào)用Derived的func）3.C（當(dāng)拼接次數(shù)極少時(shí)，String可能更優(yōu)）4.B（行2嘗試修改vec時(shí)，行1的引用仍存在，違反借用檢查）5.D（goroutine推薦通過channel通信，共享內(nèi)存需用mutex）6.A（nonlocal正確綁定外層函數(shù)的x，兩次調(diào)用分別增加5）7.C（shared_ptr的控制塊獨(dú)立于被管理對象）8.A（sealed類必須指定允許的子類，且子類需為final或sealed）9.B（提供器只能迭代一次，第二次為空）10.C（獲取引用不會轉(zhuǎn)移所有權(quán)，只是借用）二、填空題1.實(shí)例屬性（或“可動態(tài)添加的屬性”）2.非靜態(tài)（或“普通”）3.84.!（或“nevertype”）5.interface6.Iterable7.type8.終止（或“結(jié)束”）9.None10.后進(jìn)先出三、簡答題1.答：GIL是Python解釋器中的一個(gè)互斥鎖，確保同一時(shí)間只有一個(gè)線程執(zhí)行Python字節(jié)碼。其作用是簡化Python解釋器的內(nèi)存管理（如垃圾回收），避免多線程并發(fā)訪問時(shí)的競態(tài)條件。對多線程編程的影響：在CPU密集型任務(wù)中，由于GIL限制，多線程無法利用多核CPU的并行計(jì)算能力（實(shí)際為并發(fā)而非并行）；但在I/O密集型任務(wù)中，線程在等待I/O時(shí)會釋放GIL，其他線程可執(zhí)行，因此多線程仍能提升效率。2.答：虛函數(shù)表（vtable）是一個(gè)函數(shù)指針數(shù)組，每個(gè)包含虛函數(shù)的類都會提供一個(gè)vtable，存儲該類所有虛函數(shù)的入口地址?；惻c派生類虛函數(shù)表的關(guān)系：派生類會繼承基類的vtable，若派生類重寫了基類的虛函數(shù)，則vtable中對應(yīng)位置的函數(shù)指針會被替換為派生類的實(shí)現(xiàn)；若派生類新增虛函數(shù)，則vtable會在末尾添加新的函數(shù)指針。通過vtable，基類指針或引用可以在運(yùn)行時(shí)動態(tài)調(diào)用派生類的虛函數(shù)（動態(tài)綁定）。3.答：主要區(qū)別包括：鎖的獲取方式：`synchronized`是關(guān)鍵字，自動獲取/釋放鎖；`ReentrantLock`是類，需手動調(diào)用`lock()`和`unlock()`（通常在`finally`塊中釋放）。公平性：`ReentrantLock`可通過構(gòu)造函數(shù)指定是否為公平鎖（等待時(shí)間長的線程優(yōu)先獲取鎖）；`synchronized`是非公平鎖。條件變量：`ReentrantLock`配合`Condition`可支持多個(gè)等待隊(duì)列（如生產(chǎn)者、消費(fèi)者分別等待不同條件）；`synchronized`僅支持一個(gè)等待隊(duì)列（通過`wait()`/`notify()`）?？芍袛嘈裕篳ReentrantLock`的`lockInterruptibly()`方法允許在等待鎖時(shí)響應(yīng)中斷；`synchronized`無法中斷。4.答：所有權(quán)的三條核心原則：每個(gè)值在Rust中都有一個(gè)唯一的所有者變量。當(dāng)所有者離開作用域時(shí)，該值會被自動釋放（drop）。同一時(shí)間只能有一個(gè)可變引用（&mutT）或任意多個(gè)不可變引用（&T），但不能同時(shí)有可變和不可變引用。這些規(guī)則通過編譯時(shí)檢查（借用檢查器）確保內(nèi)存安全：避免懸垂指針（所有者離開作用域時(shí)，所有引用已失效）、防止數(shù)據(jù)競爭（同一時(shí)間僅允許單可變引用），無需垃圾回收即可保證內(nèi)存安全。四、編程題1.Python裝飾器實(shí)現(xiàn)：```pythonfromfunctoolsimportwrapsfromcollectionsimportOrderedDictdefcache(max_size=5):defdecorator(func):cache_dict=OrderedDict()@wraps(func)defwrapper(args,kwargs):key=(args,tuple(sorted(kwargs.items())))ifkeyincache_dict:cache_dict.move_to_end(key)標(biāo)記為最近使用returncache_dict[key]result=func(args,kwargs)cache_dict[key]=resultiflen(cache_dict)>max_size:cache_dict.popitem(last=False)淘汰最舊的returnresultreturnwrapperreturndecorator```2.C++反轉(zhuǎn)鏈表：```cppinclude<memory>usingnamespacestd;shared_ptr<Node>reverse_list(shared_ptr<Node>head){shared_ptr<Node>prev=nullptr;shared_ptr<Node>curr=head;while(curr){shared_ptr<Node>next=curr->next;curr->next=prev;prev=curr;curr=next;}returnprev;}```3.Java生產(chǎn)者-消費(fèi)者模型：```javaimportjava.util.LinkedList;importjava.util.concurrent.locks.Condition;importjava.util.concurrent.locks.Lock;importjava.util.concurrent.locks.ReentrantLock;classMyQueue{privateLinkedList<Integer>queue=newLinkedList<>();privatestaticfinalintMAX_CAPACITY=5;privateLocklock=newReentrantLock();privateConditionnotFull=lock.newCondition();privateConditionnotEmpty=lock.newCondition();publicvoidproduce(intnum)throwsInterruptedException{lock.lock();try{while(queue.size()==MAX_CAPACITY){notFull.await();}queue.add(num);System.out.println("生產(chǎn)者添加："+num);notEmpty.signal();}finally{lock.unlock();}}publicvoidconsume()throwsInterruptedException{lock.lock();try{while(queue.isEmpty()){notEmpty.await();}intnum=queue.poll();System.out.println("消費(fèi)者取出："+num);notFull.signal();}finally{lock.unlock();}}}publicclassProducerConsumer{publicstaticvoidmain(String[]args){MyQueuequeue=newMyQueue();Threadproducer=newThread(()->{for(inti=1;i<=100;i++){try{duce(i);}catch(InterruptedExceptione){Thread.currentThread().interrupt();}}});Threadconsumer=newThread(()->{for(inti=1;i<=100;i++){try{queue.consume();}catch(InterruptedExceptione){Thread.currentThread().interrupt();}}});producer.start();consumer.start();