2026年外部排序多路歸并原理試題含答案一、單選題（共10題，每題2分，總計20分）說明：下列每題只有一個正確答案。1.外部排序中，多路歸并排序最適合的場景是？A.數(shù)據(jù)量較小，內(nèi)存足夠存儲所有數(shù)據(jù)B.數(shù)據(jù)量較大，需要分塊處理C.數(shù)據(jù)量極小，無需考慮磁盤I/OD.數(shù)據(jù)已完全加載到內(nèi)存中2.在多路歸并排序中，歸并的趟數(shù)主要取決于？A.內(nèi)存大小B.外存大小C.文件塊數(shù)量D.歸并路數(shù)3.多路歸并排序中，為了減少歸并趟數(shù)，通常采用的方法是？A.增加歸并路數(shù)B.減少歸并路數(shù)C.增加數(shù)據(jù)塊大小D.減少數(shù)據(jù)塊大小4.多路歸并排序的歸并路數(shù)不宜過多，主要原因是？A.增加內(nèi)存消耗B.減少磁盤I/O次數(shù)C.提高歸并效率D.簡化算法實現(xiàn)5.多路歸并排序中，若初始文件被分為k個有序子文件，則歸并趟數(shù)為？A.log?kB.kC.2kD.k26.多路歸并排序中，歸并過程中使用的輔助空間主要是？A.內(nèi)存緩沖區(qū)B.外存磁盤空間C.臨時文件D.排序文件7.多路歸并排序的歸并方式中，哪種方法可以最小化歸并時的比較次數(shù)？A.自頂向下歸并B.自底向上歸并C.平衡歸并D.非平衡歸并8.多路歸并排序中，若歸并路數(shù)為m，每個子文件大小為n，則歸并時每次比較的記錄數(shù)為？A.mB.nC.m×nD.√m9.多路歸并排序中，歸并趟數(shù)的計算公式為？A.log?nB.log?mC.m×log?mD.n×log?n10.多路歸并排序的效率瓶頸主要在于？A.內(nèi)存讀寫速度B.CPU計算速度C.外存I/O速度D.算法邏輯復(fù)雜度二、多選題（共5題，每題3分，總計15分）說明：下列每題有多個正確答案。1.多路歸并排序的優(yōu)點包括？A.歸并趟數(shù)少B.內(nèi)存利用率高C.適用于大文件排序D.穩(wěn)定性好2.多路歸并排序中，歸并的實現(xiàn)方式可能包括？A.歸并樹B.順序歸并C.二路歸并D.多級歸并3.多路歸并排序的缺點包括？A.需要額外的臨時文件空間B.歸并趟數(shù)較多C.適合小文件排序D.歸并路數(shù)受內(nèi)存限制4.多路歸并排序中，影響排序效率的因素包括？A.歸并路數(shù)B.子文件大小C.內(nèi)存緩沖區(qū)大小D.外存讀寫速度5.多路歸并排序中，以下哪些操作是必要的？A.建立歸并樹B.分塊讀取數(shù)據(jù)C.歸并記錄的比較D.一次性加載所有數(shù)據(jù)三、填空題（共5題，每題2分，總計10分）說明：請將正確答案填入橫線上。1.多路歸并排序中，歸并趟數(shù)的計算公式為：__________。2.多路歸并排序中，歸并路數(shù)不宜過多，否則會導(dǎo)致__________。3.多路歸并排序中，歸并過程中使用的輔助空間主要是__________。4.多路歸并排序中，歸并的實現(xiàn)方式通常采用__________。5.多路歸并排序的效率瓶頸主要在于__________。四、簡答題（共3題，每題5分，總計15分）說明：請簡要回答下列問題。1.簡述多路歸并排序的基本思想。2.多路歸并排序中，如何減少歸并趟數(shù)？3.多路歸并排序與二路歸并排序相比，有哪些優(yōu)缺點？五、計算題（共2題，每題10分，總計20分）說明：請根據(jù)題目要求進(jìn)行計算。1.假設(shè)有1000萬個記錄需要排序，內(nèi)存緩沖區(qū)大小為100MB，每個記錄大小為1KB。若采用多路歸并排序，最少需要多少趟歸并？（假設(shè)歸并路數(shù)m為內(nèi)存緩沖區(qū)大小除以記錄大小）2.假設(shè)有10個有序子文件，每個子文件包含1000條記錄。若采用多路歸并排序，求歸并趟數(shù)和歸并過程中的比較次數(shù)（假設(shè)每次比較一個記錄）。六、綜合題（共1題，15分）說明：請根據(jù)題目要求進(jìn)行綜合分析。某數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)需要排序一個包含1000萬條記錄的大文件，內(nèi)存大小為512MB，每個記錄大小為4KB。若采用多路歸并排序，請回答以下問題：（1）計算最少需要多少趟歸并？（2）若采用4路歸并，如何設(shè)計歸并過程？（3）若歸并過程中出現(xiàn)大量重復(fù)記錄，如何優(yōu)化歸并效率？答案與解析一、單選題答案1.B2.C3.A4.A5.A6.A7.C8.A9.A10.C解析：1.多路歸并排序適用于數(shù)據(jù)量較大的場景，需要分塊處理，因此選B。2.歸并趟數(shù)取決于歸并路數(shù)和子文件數(shù)量，主要取決于子文件數(shù)量，因此選C。3.增加歸并路數(shù)可以減少歸并趟數(shù)，但需注意內(nèi)存限制，因此選A。4.歸并路數(shù)過多會增加內(nèi)存消耗，因此選A。5.歸并趟數(shù)為log?k，因此選A。6.歸并過程中主要使用內(nèi)存緩沖區(qū)作為輔助空間，因此選A。7.平衡歸并可以最小化比較次數(shù)，因此選C。8.每次比較的記錄數(shù)為歸并路數(shù)m，因此選A。9.歸并趟數(shù)為log?n，因此選A。10.歸并排序的效率瓶頸主要在于外存I/O速度，因此選C。二、多選題答案1.A,B,C,D2.A,B,C,D3.A,B,D4.A,B,C,D5.A,B,C,D解析：1.多路歸并排序的優(yōu)點包括歸并趟數(shù)少、內(nèi)存利用率高、適用于大文件排序且穩(wěn)定性好，因此全選。2.歸并方式包括歸并樹、順序歸并、二路歸并和多級歸并，因此全選。3.多路歸并排序的缺點包括需要額外臨時文件空間、歸并趟數(shù)較多、適合小文件排序（不適用），因此選A,B,D。4.歸并效率受歸并路數(shù)、子文件大小、內(nèi)存緩沖區(qū)大小和外存讀寫速度影響，因此全選。5.歸并排序需要建立歸并樹、分塊讀取數(shù)據(jù)、比較記錄和臨時文件空間，因此全選。三、填空題答案1.log?n2.內(nèi)存消耗過大3.內(nèi)存緩沖區(qū)4.歸并樹5.外存I/O速度四、簡答題答案1.多路歸并排序的基本思想：將待排序的大文件先分成若干有序的小子文件（基于內(nèi)存限制），然后通過多趟歸并，逐步合并子文件，最終得到一個有序的完整文件。2.減少歸并趟數(shù)的方法：增加歸并路數(shù)（在內(nèi)存允許范圍內(nèi)），減少子文件數(shù)量，從而減少歸并趟數(shù)。3.與二路歸并排序相比的優(yōu)缺點：優(yōu)點：歸并趟數(shù)少，適用于大文件排序；缺點：需要更多臨時文件空間，歸并路數(shù)受內(nèi)存限制。五、計算題答案1.計算最少趟數(shù)：內(nèi)存緩沖區(qū)大小=100MB=100×1024×1024字節(jié)=104857600字節(jié)每個記錄大小=1KB=1024字節(jié)每趟歸并可處理的記錄數(shù)=104857600/1024=102400條最少趟數(shù)=ceil(10000000/102400)≈98趟2.歸并趟數(shù)和比較次數(shù)：歸并趟數(shù)=log?1000≈5趟每次比較一個記錄，每趟歸并比較1000次，因此總比較次數(shù)=5×1000=5000次六、綜合題答案1.計算最少趟數(shù)：內(nèi)存緩沖區(qū)大小=512MB=512×1024×1024字節(jié)=536870912字節(jié)每個記錄大小=4KB=4096字節(jié)每趟歸并可處理的記錄數(shù)=536870912/4096=131072條最少趟