2025年高職程序調(diào)試（代碼優(yōu)化）試題及答案

（考試時(shí)間：90分鐘滿分100分）班級(jí)______姓名______第I卷（選擇題共40分）（總共8題，每題5分，每題只有一個(gè)正確答案，請(qǐng)將正確答案填寫(xiě)在括號(hào)內(nèi)）1.以下哪種代碼優(yōu)化方式可以有效減少循環(huán)中的計(jì)算次數(shù)？（）A.內(nèi)聯(lián)函數(shù)B.循環(huán)展開(kāi)C.常量折疊D.死代碼消除2.對(duì)于一段頻繁進(jìn)行字符串拼接的代碼，以下優(yōu)化措施最有效的是（）。A.使用StringBuilder代替StringB.減少字符串長(zhǎng)度C.避免使用特殊字符D.對(duì)字符串進(jìn)行排序3.以下關(guān)于代碼中函數(shù)調(diào)用優(yōu)化的說(shuō)法，正確的是（）。A.盡量減少函數(shù)參數(shù)的數(shù)量B.避免遞歸調(diào)用C.將頻繁調(diào)用的函數(shù)內(nèi)聯(lián)D.以上都是4.在優(yōu)化代碼時(shí)，發(fā)現(xiàn)某個(gè)變量只在一個(gè)代碼塊內(nèi)使用，應(yīng)該優(yōu)先考慮（）。A.將其聲明為全局變量B.縮小其作用域C.增加其作用域D.不做處理5.以下哪種情況最適合進(jìn)行代碼的分支預(yù)測(cè)優(yōu)化？（）A.代碼中分支結(jié)構(gòu)較多且分支條件復(fù)雜B.代碼中循環(huán)結(jié)構(gòu)較多C.代碼中函數(shù)調(diào)用較多D.代碼中變量聲明較多6.對(duì)于一個(gè)執(zhí)行時(shí)間較長(zhǎng)的計(jì)算密集型代碼段，以下優(yōu)化策略可行的是（）。A.并行計(jì)算B.增加注釋C.減少變量定義D.調(diào)整代碼格式7.當(dāng)優(yōu)化代碼內(nèi)存使用時(shí)，對(duì)于一個(gè)不再使用的大數(shù)組，應(yīng)該（）。A.將其保留在內(nèi)存中B.及時(shí)釋放其內(nèi)存C.縮小其大小D.轉(zhuǎn)換其數(shù)據(jù)類型8.代碼優(yōu)化的最終目標(biāo)是（）。A.使用更少的變量B.減少代碼行數(shù)C.提高代碼執(zhí)行效率和降低資源消耗D.使代碼更易讀第II卷（非選擇題共60分）（總共3題，每題20分）9.請(qǐng)簡(jiǎn)述代碼優(yōu)化中循環(huán)不變代碼外提的原理，并結(jié)合以下代碼示例進(jìn)行說(shuō)明：```javaintsum=0;for(inti=0;i<10;i++){intfactor=i2;sum+=factor;}```（答題要求：先闡述原理，再詳細(xì)分析示例代碼如何應(yīng)用該原理進(jìn)行優(yōu)化）原理：循環(huán)不變代碼外提是指將循環(huán)體內(nèi)不隨循環(huán)變量變化的代碼提取到循環(huán)體外，這樣可以減少循環(huán)體內(nèi)的計(jì)算量，提高代碼執(zhí)行效率。對(duì)于示例代碼，`intfactor=i2`這一行代碼在每次循環(huán)中計(jì)算結(jié)果都會(huì)不同，它不是循環(huán)不變代碼。而`sum+=factor`依賴于每次循環(huán)中`factor`的不同值，也不能外提。所以該示例代碼無(wú)法進(jìn)行循環(huán)不變代碼外提優(yōu)化。10.分析以下代碼存在的性能問(wèn)題，并提出優(yōu)化方案：```pythondeffind_max(lst):max_val=0fornuminlst:ifnum>max_val:max_val=numreturnmax_val```（答題要求：指出性能問(wèn)題，詳細(xì)說(shuō)明優(yōu)化方案及預(yù)期效果）性能問(wèn)題：這段代碼在尋找列表中的最大值時(shí)，每次比較都需要進(jìn)行一次條件判斷，對(duì)于一個(gè)包含n個(gè)元素的列表，需要進(jìn)行n次比較操作。優(yōu)化方案：可以使用內(nèi)置的`max`函數(shù)直接獲取列表中的最大值。優(yōu)化后的代碼如下：```pythondeffind_max(lst):returnmax(lst)```預(yù)期效果：使用`max`函數(shù)可以避免顯式的循環(huán)比較，大大減少了計(jì)算量，提高了代碼的執(zhí)行效率，尤其在處理大型列表時(shí)效果更明顯。11.閱讀以下材料，回答問(wèn)題：在一個(gè)程序中，有一個(gè)函數(shù)用于對(duì)一個(gè)整數(shù)數(shù)組進(jìn)行排序，代碼如下：```cvoidsort_array(intarr[],intn){for(inti=0;i<n-1;i++){for(intj=0;j<n-i-1;j++){if(arr[j]>arr[j+1]){inttemp=arr[j];arr[j]=arr[j+1];arr[j+1]=temp;}}}}```（1）這段代碼實(shí)現(xiàn)的是哪種排序算法？（5分）（2）分析該算法的時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。（10分）（3）提出一種優(yōu)化該算法的思路，并簡(jiǎn)要說(shuō)明理由。（5分）（1）這段代碼實(shí)現(xiàn)的是冒泡排序算法。（2）時(shí)間復(fù)雜度：對(duì)于冒泡排序，最好情況下，數(shù)組已經(jīng)有序，此時(shí)只需要進(jìn)行一次遍歷，比較次數(shù)為n-1次，時(shí)間復(fù)雜度為O(n)。最壞情況下，數(shù)組完全逆序，需要進(jìn)行(n-1)+(n-2)+...+1=n(n-1)/2次比較，時(shí)間復(fù)雜度為O(n^2)。平均情況下，時(shí)間復(fù)雜度也為O(n^2)?？臻g復(fù)雜度：該算法只需要幾個(gè)臨時(shí)變量來(lái)交換元素，空間復(fù)雜度為O(1)。（3）優(yōu)化思路：可以在某次遍歷中，如果沒(méi)有發(fā)生交換操作，說(shuō)明數(shù)組已經(jīng)有序，此時(shí)可以提前結(jié)束排序。理由：這樣可以避免在數(shù)組已經(jīng)有序的情況下進(jìn)行不必要的比較和交換，減少時(shí)間復(fù)雜度，提高排序效率。答案：1.B2.A3.D4.B5.A6.A7.B8.C9.原理：循環(huán)不變代碼外提是指將循環(huán)體內(nèi)不隨循環(huán)變量變化的代碼提取到循環(huán)體外，這樣可以減少循環(huán)體內(nèi)的計(jì)算量，提高代碼執(zhí)行效率。對(duì)于示例代碼，`intfactor=i2`這一行代碼在每次循環(huán)中計(jì)算結(jié)果都會(huì)不同，它不是循環(huán)不變代碼。而`sum+=factor`依賴于每次循環(huán)中`factor`的不同值，也不能外提。所以該示例代碼無(wú)法進(jìn)行循環(huán)不變代碼外提優(yōu)化。10.性能問(wèn)題：這段代碼在尋找列表中的最大值時(shí)，每次比較都需要進(jìn)行一次條件判斷，對(duì)于一個(gè)包含n個(gè)元素的列表，需要進(jìn)行n次比較操作。優(yōu)化方案：可以使用內(nèi)置的`max`函數(shù)直接獲取列表中的最大值。優(yōu)化后的代碼如下：```pythondeffind_max(lst):returnmax(lst)```預(yù)期效果：使用`max`函數(shù)可以避免顯式的循環(huán)比較，大大減少了計(jì)算量，提高了代碼的執(zhí)行效率，尤其在處理大型列表時(shí)效果更明顯。11.（1）這段代碼實(shí)現(xiàn)的是冒泡排序算法。（2）時(shí)間復(fù)雜度：對(duì)于冒泡排序，最好情況下，數(shù)組已經(jīng)有序，此時(shí)只需要進(jìn)行一次遍歷，比較次數(shù)為n-1次，時(shí)間復(fù)雜度為O(n)。最壞情況下，數(shù)組完全逆序，需要進(jìn)行(n-1)+(n-2)+...+1=n(n-1)/2次比較，時(shí)間復(fù)雜度為O(n^2)。平均情況