2026年程序設(shè)計(jì)大賽參賽作品練習(xí)題及答案一、選擇題（共5題，每題2分，共10分）1.【算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)】下列數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，最適合用于實(shí)現(xiàn)快速插入和刪除操作的是？A.數(shù)組B.鏈表C.堆D.哈希表2.【編程語(yǔ)言基礎(chǔ)】在Python中，以下哪個(gè)方法用于將字符串轉(zhuǎn)換為小寫？A.`upper()`B.`lower()`C.`capitalize()`D.`casefold()`3.【系統(tǒng)設(shè)計(jì)】對(duì)于一個(gè)需要高并發(fā)處理的分布式系統(tǒng)，以下哪種負(fù)載均衡策略最適合？A.輪詢（RoundRobin）B.最小連接數(shù)（LeastConnections）C.IP哈希（IPHash）D.加權(quán)輪詢（WeightedRoundRobin）4.【網(wǎng)絡(luò)安全】以下哪種加密算法屬于對(duì)稱加密？A.RSAB.AESC.ECCD.SHA-2565.【數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)】在關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)中，以下哪個(gè)術(shù)語(yǔ)描述了通過(guò)多個(gè)表關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)的能力？A.聚集索引（ClusteredIndex）B.外鍵（ForeignKey）C.范式（NormalForm）D.索引覆蓋（IndexCoverage）二、填空題（共5題，每題2分，共10分）6.【編程語(yǔ)言基礎(chǔ)】在Java中，用于定義異常類的關(guān)鍵字是________。7.【算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)】二叉搜索樹(shù)的平均查找復(fù)雜度為_(kāi)_______。8.【系統(tǒng)設(shè)計(jì)】微服務(wù)架構(gòu)中，服務(wù)間通信常用的協(xié)議有________和________。9.【網(wǎng)絡(luò)安全】HTTPS協(xié)議通過(guò)________層與TCP層結(jié)合，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)加密傳輸。10.【數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)】SQL中用于刪除表的語(yǔ)句是________。三、簡(jiǎn)答題（共3題，每題5分，共15分）11.【算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)】簡(jiǎn)述快速排序算法的基本思想及其時(shí)間復(fù)雜度。12.【系統(tǒng)設(shè)計(jì)】解釋什么是CAP定理，并說(shuō)明在分布式系統(tǒng)中如何權(quán)衡這三個(gè)屬性。13.【網(wǎng)絡(luò)安全】簡(jiǎn)述SQL注入攻擊的原理，并給出防止SQL注入的常見(jiàn)方法。四、編程題（共2題，每題10分，共20分）14.【編程語(yǔ)言基礎(chǔ)】題目：編寫一個(gè)Python函數(shù)，接收一個(gè)列表，返回其中所有奇數(shù)的平方和。示例輸入：`[1,2,3,4,5]`示例輸出：`35`15.【數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)】題目：假設(shè)有一個(gè)學(xué)生表`students`，包含字段`id`（主鍵）、`name`、`age`和`class_id`（外鍵關(guān)聯(lián)班級(jí)表）。編寫一條SQL查詢語(yǔ)句，統(tǒng)計(jì)每個(gè)班級(jí)的平均年齡，結(jié)果按班級(jí)ID升序排序。五、綜合應(yīng)用題（共1題，15分）16.【系統(tǒng)設(shè)計(jì)】題目：設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的在線購(gòu)物系統(tǒng)，要求實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）用戶可以瀏覽商品列表，每個(gè)商品包含名稱、價(jià)格和庫(kù)存數(shù)量；（2）用戶可以將商品加入購(gòu)物車，購(gòu)物車支持修改商品數(shù)量和刪除商品；（3）用戶可以提交訂單，系統(tǒng)需要校驗(yàn)庫(kù)存并生成訂單記錄。請(qǐng)簡(jiǎn)述系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)，包括關(guān)鍵技術(shù)選型（如數(shù)據(jù)庫(kù)、緩存、消息隊(duì)列等）和核心模塊職責(zé)。答案及解析一、選擇題答案及解析1.B解析：鏈表允許在任意位置進(jìn)行插入和刪除操作，時(shí)間復(fù)雜度為O(1)；數(shù)組插入和刪除需要移動(dòng)大量元素，時(shí)間復(fù)雜度為O(n)；堆和哈希表不適用于頻繁的動(dòng)態(tài)操作。2.B解析：Python中`lower()`方法將字符串所有字符轉(zhuǎn)換為小寫，`upper()`相反，`capitalize()`僅首字母大寫，`casefold()`更徹底的降字母。3.B解析：最小連接數(shù)負(fù)載均衡根據(jù)后端服務(wù)器的活躍連接數(shù)分配請(qǐng)求，適用于高并發(fā)場(chǎng)景；輪詢和加權(quán)輪詢不考慮服務(wù)器負(fù)載；IP哈希保證同一IP持續(xù)訪問(wèn)同一服務(wù)器。4.B解析：AES是對(duì)稱加密算法，密鑰和加密解密相同；RSA、ECC是公鑰加密，SHA-256是哈希算法。5.B解析：外鍵用于表間關(guān)聯(lián)，確保數(shù)據(jù)一致性；聚集索引是物理排序，范式是數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)理論，索引覆蓋是查詢優(yōu)化技術(shù)。二、填空題答案及解析6.`Exception`解析：Java中所有異常類繼承自`Exception`，自定義異常需繼承此類或其子類。7.`O(logn)`解析：二叉搜索樹(shù)通過(guò)比較節(jié)點(diǎn)值實(shí)現(xiàn)查找，高度為logn，平均查找效率高。8.`REST``gRPC`解析：REST基于HTTP協(xié)議，gRPC使用Protobuf和二進(jìn)制傳輸，常用于微服務(wù)通信。9.`TLS`解析：HTTPS在TCP之上使用TLS（傳輸層安全協(xié)議）加密數(shù)據(jù)。10.`DROPTABLEtable_name;`解析：SQL中`DROPTABLE`用于刪除整個(gè)表結(jié)構(gòu)。三、簡(jiǎn)答題答案及解析11.快速排序的基本思想：-選擇一個(gè)基準(zhǔn)值（pivot），通常取第一個(gè)或最后一個(gè)元素；-將數(shù)組劃分為兩部分，左側(cè)所有元素小于基準(zhǔn)值，右側(cè)所有元素大于基準(zhǔn)值；-遞歸對(duì)左右兩部分重復(fù)上述過(guò)程。時(shí)間復(fù)雜度：最佳/平均O(nlogn)，最壞O(n2)（當(dāng)基準(zhǔn)值選擇不均時(shí)）。12.CAP定理：-C（一致性）：所有節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)同步；-A（可用性）：節(jié)點(diǎn)故障不影響服務(wù)訪問(wèn)；-P（分區(qū)容錯(cuò)性）：網(wǎng)絡(luò)分區(qū)時(shí)系統(tǒng)仍能運(yùn)行。權(quán)衡：-分布式數(shù)據(jù)庫(kù)通常選擇CA（如MySQLCluster）；-分布式緩存選擇AP（如RedisCluster）；-云服務(wù)通過(guò)多副本和負(fù)載均衡實(shí)現(xiàn)平衡。13.SQL注入原理及防御：原理：攻擊者在輸入中注入惡意SQL片段，繞過(guò)認(rèn)證或破壞數(shù)據(jù)。例如：`'OR'1'='1`繞過(guò)登錄驗(yàn)證。防御：-使用參數(shù)化查詢（預(yù)編譯語(yǔ)句）；-限制輸入長(zhǎng)度和類型；-基于權(quán)限設(shè)計(jì)最小權(quán)限原則；-安全審計(jì)日志記錄異常SQL。四、編程題答案及解析14.Python代碼：pythondefsum_of_odd_squares(nums):returnsum(x2forxinnumsifx%2!=0)解析：列表推導(dǎo)式遍歷`nums`，篩選奇數(shù)并計(jì)算平方，最后求和。15.SQL查詢：sqlSELECTclass_id,AVG(age)ASaverage_ageFROMstudentsGROUPBYclass_idORDERBYclass_idASC;解析：`GROUPBY`按班級(jí)分組，`AVG`計(jì)算平均年齡，`ORDERBY`排序。五、綜合應(yīng)用題答案及解析系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)：架構(gòu)：-前端：Web服務(wù)器（Nginx）處理靜態(tài)資源，API網(wǎng)關(guān)（KubernetesIngress）路由請(qǐng)求；-后端：微服務(wù)架構(gòu)（SpringCloud），包括商品服務(wù)（Redis緩存庫(kù)存）、購(gòu)物車服務(wù)（MongoDB存儲(chǔ)）、訂單服務(wù)（PostgreSQL事務(wù)）；-中間件：消息隊(duì)列（RabbitMQ）處理異步任務(wù)（如庫(kù)存校驗(yàn)）；-緩存：Redis緩存熱點(diǎn)商品數(shù)據(jù)，減少數(shù)據(jù)庫(kù)壓力；核心模塊：-商品服務(wù)：提供商品CRUD接口，通過(guò)緩存和數(shù)據(jù)庫(kù)雙寫保證數(shù)據(jù)一致性；-購(gòu)物車服務(wù)：存儲(chǔ)用戶臨時(shí)