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2024-06-Level-5

2024-06-Level-5

试卷解析总览,可直接查看每题答案与解析。

单选题(每题 2 分)

1 题(单选题

下面C++代码用于求斐波那契数列,该数列第1、2项为1,以后各项均是前两项之和。函数fibo()属于()。

int fibo(int n) {
    if (n <= 0)
        return 0;
    if (n == 1 || n == 2)
        return 1;
    int a = 1, b = 1, next;
    for (int i = 3; i <= n; i++) {
        next = a + b;
        a = b;
        b = next;
    }
    return next;
}
A.
枚举算法
B.
贪心算法
C.
迭代算法
D.
递归算法

正确答案C

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【答案】C 【考点】斐波那契数列、算法分类、迭代算法 【解析】该代码通过循环从第3项开始,利用两个变量 a 和 b 不断累加并更新,从而计算出第 n 项的值。这种通过循环结构逐步逼近结果的方法属于典型的迭代算法。 【易错点】混淆迭代与递归。递归是通过函数调用自身来实现,而本题代码使用的是显式循环。

2 题(单选题

下面C++代码用于将输入金额换成最少币种组合方案,其实现算法是()。

#include <iostream>
using namespace std;

#define N_COINS 7
int coins[N_COINS] = {100, 50, 20, 10, 5, 2, 1}; //货币面值,单位相同
int coins_used[N_COINS];

void find_coins(int money) {
    for (int i = 0; i < N_COINS; i++) {
        coins_used[i] = money / coins[i];
        money = money % coins[i];
    }
    return;
}

int main() {
    int money;
    cin >> money; //输入要换算的金额

    find_coins(money);
    for (int i = 0; i < N_COINS; i++)
        cout << coins_used[i] << endl;

    return 0;
}
A.
枚举算法
B.
贪心算法
C.
迭代算法
D.
递归算法

正确答案B

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【答案】B 【考点】贪心算法、货币找零问题 【解析】代码从最大面值 100 开始,依次尝试取尽可能多的当前面值货币,随后处理余额。这种每一步都采取当前最优选择(选最大面值)以期达成全局最优的策略即贪心算法。 【易错点】误认为所有面值组合下贪心都是最优。实际上找零问题是否适用贪心取决于面值系统的设计。

3 题(单选题

小杨采用如下双链表结构保存他喜欢的歌曲列表:

struct dl_node {
    string song;
    dl_node* next;
    dl_node* prev;
};

小杨想在头指针为 head 的双链表中查找他喜欢的某首歌曲,采用如下查询函数,该操作的时间复杂度为()。

dl_node* search(dl_node* head, string my_song) {
    dl_node* temp = head;
    while (temp != nullptr) {
        if (temp->song == my_song)
            return temp;
        temp = temp->next;
    }
    return nullptr;
}
A.
O(1)O(1)
B.
O(n)O(n)
C.
O(logn)O(\log n)
D.
O(n2)O\left(n^{2}\right)

正确答案B

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【答案】B 【考点】链表、时间复杂度、线性查找 【解析】函数 search 从链表头节点开始遍历。在最坏情况下(目标不在链表中或在末尾),需要访问链表中的所有 n 个节点,因此其时间复杂度为 O(n)。 【易错点】链表物理存储不连续,不支持 O(1) 的随机访问,必须通过指针逐个跳转查找。

4 题(单选题

小杨想在如上题所述的双向链表中加入一首新歌曲。为了能快速找到该歌曲,他将其作为链表的第一首歌曲,则下面横线上应填入的代码为()。

void insert(dl_node *head, string my_song) {
    p = new dl_node;
    p->song = my_song;
    p->prev = nullptr;
    p->next = head;

    if (head != nullptr) {
        // 在此处填入代码
    }
    head = p;
}
A.
head->next->prev = p;
B.
head->next = p;
C.
head->prev = p;
D.
触发异常,不能对空指针进行操作。

正确答案C

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【答案】C 【考点】双向链表、节点插入、指针操作 【解析】在双向链表头部插入新节点 p 时,除了让 p->next 指向原头节点 head 外,若 head 不为空,还需将 head 的前驱指针 prev 指向 p。故应填入 head->prev = p;。 【易错点】忽略双向链表的“双向”属性。只修改 next 而忘记维护 prev 指针会导致链表断裂或逻辑错误。

5 题(单选题

下面是根据欧几里得算法编写的函数,它计算的是 a 与 b 的()。

int gcd(int a, int b) {
    while (b != 0) {
        int temp = b;
        b = a % b;
        a = temp;
    }
    return a;
}
A.
最小公倍数
B.
最大公共质因子
C.
最大公约数
D.
最小公共质因子

正确答案C

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【答案】C 【考点】欧几里得算法、最大公约数 【解析】代码通过 while 循环不断取余(b = a % b),直至余数为 0。这是标准的辗转相除法流程,最终返回的 a 即为两数的最大公约数(GCD)。 【易错点】混淆最大公约数(GCD)与最小公倍数(LCM)。LCM 通常基于 GCD 计算:(a * b) / GCD。

6 题(单选题

欧几里得算法还可以写成如下形式:

int gcd(int a, int b) {
    return b == 0 ? a : gcd(b, a % b);
}

下面有关说法,错误的是()。

A.
本题的 gcd() 实现为递归方式。
B.
本题的 gcd() 代码量少,更容易理解其辗转相除的思想。
C.
当a较大时,本题的 gcd() 实现会多次调用自身,需要较多额外的辅助空间。
D.
当a较大时,相比上题中的 gcd() 的实现,本题的 gcd() 执行效率更高。

正确答案D

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【答案】D 【考点】递归算法、欧几里得算法、执行效率 【解析】递归版本 GCD 虽然简洁,但存在函数调用栈的开销。相比上题的迭代版本,其在空间复杂度和执行效率上通常略逊一筹或持平,绝非“效率更高”。 【易错点】认为代码行数少或逻辑高级即代表执行效率高。实际上,递归的系统开销通常比循环略大。

7 题(单选题

下述代码实现素数表的线性筛法,筛选出所有小于等于n的素数,则横线上应填的代码是()。

vector<int> linear_sieve(int n) {
    vector<bool> is_prime(n + 1, true);
    vector<int> primes;
    is_prime[0] = is_prime[1] = 0; // 0和1两个数特殊处理
    for (int i = 2; i <= n; ++i) {
        if (is_prime[i]) {
            primes.push_back(i);
        }
        // 在此处填入代码
        is_prime[i * primes[j]] = 0;
        if (i % primes[j] == 0)
            break;
    }
}
A.
for (int j = 0; j < primes.size() && i * primes[j] <= n; j++)
B.
for (int j = 0; j <= sqrt(n) && i * primes[j] <= n; j++)
C.
for (int j = 0; j <= n; j++)
D.
for (int j = 1; j <= sqrt(n); j++)

正确答案A

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【答案】A 【考点】线性筛(欧拉筛)、素数判定 【解析】线性筛法要求遍历已找到的质数表,筛掉 i 与各质数的乘积。循环需满足索引不越界且乘积不超过 n,故应填 for (int j = 0; j < primes.size() && i * primes[j] <= n; j++)。 【易错点】忘记边界检查 i * primes[j] <= n,或混淆了线性筛与埃氏筛的循环控制逻辑。

8 题(单选题

上题代码的时间复杂度是()。

A.
O(n2)O(n^{2})
B.
O(nlogn)O(n \log n)
C.
O(nloglogn)O(n \log \log n)
D.
O(n)O(n)

正确答案D

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【答案】D 【考点】线性筛、时间复杂度 【解析】线性筛法通过 i % primes[j] == 0 的判断,确保了每个合数仅被其最小质因子筛选一次。这种机制使得操作次数与 n 呈线性关系,因此时间复杂度为 O(n)。 【易错点】误选 O(n log log n),这是埃氏筛的时间复杂度。线性筛是对埃氏筛的进一步优化,消除了重复筛选过程。

9 题(单选题

为了正确实现快速排序,下面横线上的代码应为()。

void qsort(vector<int>& arr, int left, int right) {
    int i, j, mid;
    int pivot;
    i = left;
    j = right;
    mid = (left + right) / 2; // 计算中间元素的索引
    pivot = arr[mid]; // 选择中间元素作为基准值
    do {
        while (arr[i] < pivot) i++;
        while (arr[j] > pivot) j--;
        if (i <= j) {
            swap(arr[i], arr[j]); // 交换两个元素
            i++; j--;
        }
    }
    // 在此处填入代码
    if (left < j) qsort(arr, left, j); // 对左子数组进行快速排序
    if (i < right) qsort(arr, i, right); // 对右子数组进行快速排序
    }
}
A.
while (i <= mid)
B.
while (i < mid)
C.
while (i < j)
D.
while (i <= j)

正确答案D

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【答案】D 【考点】快速排序、双指针、分区算法 【解析】在 Hoare 分区方案中, do-while 循环负责通过左右指针交换完成分区。为确保循环在指针相遇并正确跨越后停止,循环条件应为 while (i <= j)。 【易错点】错填为 i < j,这可能导致在某些对称或特定数值分布下分区不完全,进而引发死循环或排序错误。

10 题(单选题

关于分治算法,以下哪个说法正确?

A.
分治算法将问题分成子问题,然后分别解决子问题,最后合并结果。
B.
归并排序不是分治算法的应用。
C.
分治算法通常用于解决小规模问题。
D.
分治算法的时间复杂度总是优于O(nlog(n))O(n \log(n))

正确答案A

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【答案】A 【考点】分治算法、基本原理 【解析】分治算法的核心思想是“分而治之”:将复杂的大问题分解为规模较小且相互独立的子问题,递归解决子问题后,再将结果合并。归并排序正是分治算法的典型应用。 【易错点】误认为分治仅适用于小规模问题。实际上,分治旨在将大规模问题降解为可处理的小规模子问题。

11 题(单选题

根据下述二分查找法,在排好序的数组 1,3,6,9,17,31,39,52,61,79,81,90,96 中查找数值 82,和 82 比较的数组元素分别是()。

int binary_search(vector<int>& nums, int target) {
    int left = 0;
    int right = nums.size() - 1;
    while (left <= right) {
        int mid = (left + right) / 2;
        if (nums[mid] == target) {
            return mid;
        } else if (nums[mid] < target) {
            left = mid + 1;
        } else {
            right = mid - 1;
        }
    }
    return -1; // 如果找不到目标元素,返回-1
}
A.
52, 61, 81, 90
B.
52, 79, 90, 81
C.
39, 79, 90, 81
D.
39, 79, 90

正确答案C

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【答案】C 【考点】二分查找、手动模拟 【解析】数组长13。1次:mid=6, 值为39<82,新范围[7,12];2次:mid=9, 值为79<82,范围[10,12];3次:mid=11, 值为90>82,范围[10,10];4次:mid=10, 值为81<82。比较序列为39, 79, 90, 81。 【易错点】中间索引计算时索引从0开始。若数组长度为 N,首个 mid 索引通常是 (0 + N-1) / 2。

12 题(单选题

要实现一个高精度减法函数,则下面代码中加划线应该填写的代码为()。

//假设a和b均为正数,且a表示的数比b大

vector<int> minus(vector<int> a, vector<int> b) {
    vector<int> c;
    int len1 = a.size();
    int len2 = b.size();
    int len3;
    int i, t;
    for (i = 0; i < len2; i++) {
        if (a[i] < b[i]) { //借位
            // 在此处填入代码
            a[i + 1]--;
            a[i] += 10;
        }
        t = a[i] - b[i];
        c.push_back(t);
    }
    for (; i < len1; i++)
        c.push_back(a[i]);
    len3 = c.size();
    while (c[len3 - 1] == 0) { // 去除前导0
        c.pop_back();
        len3--;
    }
    return c;
}
A.
a[i + 1]--;
B.
a[i]--;
C.
b[i + 1]--;
D.
b[i]--;

正确答案A

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【答案】A 【考点】高精度计算、减法借位逻辑 【解析】在高精度减法中,当 minuend[i] < subtrahend[i] 时,必须向高位借位。在代码中表现为将高一位减 1,即 a[i+1]--,随后当前位加 10 后再做减法。 【易错点】错误修改被减数(a[i]--)或减数数组(b),这些操作不符合减法借位的算术原理。

13 题(单选题

设 A 和 B 是两个长度为 n 的有序数组,现将 A 和 B 合并成一个有序数组,归并排序算法在最坏情况下至少要做( )次比较。

A.
n2n^2
B.
nlognn \log n
C.
2n12n - 1
D.
n

正确答案C

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【答案】C 【考点】归并排序、最坏情况分析 【解析】合并两个长度为 n 的有序数组时,每次比较都会向合并数组中放入一个元素。最坏情况下(元素交叉),直到倒数第二个数放入前都在比较,共需比较 n + n - 1 = 2n - 1 次。 【易错点】误选 n。n 次比较仅是最好情况(其中一个数组全部小于另一个)。最坏情况必然需要遍历完几乎所有元素。

14 题(单选题

给定如下函数:

int fun(int n) {
    if (n == 1) return 1;
    if (n == 2) return 2;
    return fun(n - 2) - fun(n - 1);
}

则当n=7时,函数返回值为()。

A.
0
B.
1
C.
21
D.
-11

正确答案D

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【答案】D 【考点】递归调用、数值计算 【解析】递归计算得:f(1)=1, f(2)=2; f(3)=1-2=-1; f(4)=2-(-1)=3; f(5)=-1-3=-4; f(6)=3-(-4)=7; f(7)=-4-7=-11。最终结果为 -11。 【易错点】数值符号计算错误。特别是减去一个负数时,应变为加法运算(如 2 - (-1) = 3)。

15 题(单选题

给定如下函数(函数功能同上题,增加输出打印):

int fun(int n) {
    cout << n << " ";
    if (n == 1) return 1;
    if (n == 2) return 2;
    return fun(n - 2) - fun(n - 1);
}

则当n=4时,屏幕上输出序列为()。

A.
4 3 2 1
B.
1 2 3 4
C.
4 2 3 1 2
D.
4 2 3 2 1

正确答案C

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【答案】C 【考点】递归执行顺序、深度优先搜索、栈结构 【解析】fun(4)首先打印 4。然后执行 fun(4-2) 即 fun(2),打印 2 并返回。随后执行 fun(4-1) 即 fun(3),fun(3) 先打印 3,再依次调用 fun(1)(打印 1)和 fun(2)(打印 2)。最终序列:4 2 3 1 2。 【易错点】递归是深搜过程。必须严格按照代码逻辑,先打印 n 再进入左子递归,左子递归完全结束后才进入右子递归。

判断题(每题 2 分)

1 题(判断题

如果将双向链表的最后一个结点的下一项指针指向第一个结点,第一个结点的前一项指针指向最后一个结点,则该双向链表构成循环链表。

正确答案正确

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【答案】正确 【考点】循环链表、双向链表定义 【解析】循环链表的特征是首尾相连形成闭环。在双向链表中,若尾节点的 next 指向首节点,且首节点的 prev 指向尾节点,则两端闭合构成循环双向链表。 【易错点】仅单向连接(如只让尾指首)不足以构成双向循环链表。题目明确了两端指针的指向,符合定义。

2 题(判断题

数组和链表都是线性表,链表的优点是插入删除不需要移动元素,并且能随机查找。

正确答案错误

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【答案】错误 【考点】链表、随机访问、数据结构特性 【解析】链表的插入和删除确实不需要移动其他元素,效率很高。但链表不支持“随机查找”,其访问特定位置元素必须从头开始遍历,时间复杂度为 O(n)。 【易错点】误将数组的优点(支持 O(1) 随机访问)安插到链表身上。数组与链表在访问和增删效率上通常是互补的。

3 题(判断题

链表的存储空间物理上可以连续,也可以不连续。

正确答案正确

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【答案】正确 【考点】链表、内存管理、逻辑vs物理结构 【解析】链表节点的物理地址由内存管理器动态分配。虽然通常它们分散在内存各处,但理论上也有可能分配到连续的地址空间。链表的逻辑连接仅依赖指针,不强制物理连续性。 【易错点】认为“物理不连续”是链表的必然属性。实际上它是“允许不连续”,而非“禁止连续”。

4 题(判断题

找出自然数 n 以内的所有质数,常用算法有埃拉托斯特尼(埃氏)筛法和线性筛法,其中埃氏筛法效率更高。

正确答案错误

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【答案】错误 【考点】素数筛选、算法复杂度对比 【解析】埃氏筛的时间复杂度为 O(n log log n),而线性筛(欧拉筛)通过控制确保每个合数只被筛一次,时间复杂度为 O(n)。因此,在 n 较大时,线性筛更高效。 【易错点】常识性错误。线性筛是对埃氏筛的针对性优化版本,消除了重复标记合数的冗余操作。

5 题(判断题

唯一分解定理表明任何一个大于1的整数都可以唯一地表示为一系列质数的乘积,即质因数分解是唯一的。

正确答案正确

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【答案】正确 【考点】数论、算术基本定理 【解析】唯一分解定理(算术基本定理)是数论的基石:任何大于 1 的自然数,若非质数,均可唯一分解为质因数的乘积(不计因数排列顺序)。 【易错点】忽略定理前提条件“大于1”。数字 1 既非质数也非合数,不适用于该分解。

6 题(判断题

贪心算法通过每一步选择局部最优解来获得全局最优解,但并不一定能找到最优解。

正确答案正确

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【答案】正确 【考点】贪心算法、局限性分析 【解析】贪心算法在决策时只考虑当前最优。对于具有贪心选择性质的问题能得全局最优,但对很多问题(如 01 背包)无法保证最终解是最优的。 【易错点】误认为贪心算法等同于能找到最优解。事实上,贪心仅是在牺牲全局视角的代价下换取较高的计算效率。

7 题(判断题

归并排序和快速排序都采用递归实现,也都是不稳定排序。()

正确答案错误

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【答案】错误 【考点】排序算法、稳定性概念 【解析】归并排序是稳定的排序算法,因为它在合并过程中可以保证相等元素的相对顺序不变。而快速排序通常是不稳定的。两者确实常通过递归实现。 【易错点】混淆各排序算法的稳定性。归并、冒泡、插入是典型的稳定排序;快速、选择、堆排序是不稳定的。

8 题(判断题

插入排序有时比快速排序时间复杂度更低。

正确答案正确

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【答案】正确 【考点】排序算法对比、最佳时间复杂度 【解析】对于接近有序的数组或极小规模数组,插入排序的时间复杂度可达 O(n),而快速排序平均为 O(n log n)。在某些特殊分布的数据下,插入排序确实更快。 【易错点】死记硬背平均复杂度。实际应用中应考虑数据分布,这也是许多混合排序算法(如 Timsort)的基础。

9 题(判断题

在进行全国人口普查时,将其分解为对每个省市县乡来进行普查和统计。这是典型的分治策略。

正确答案正确

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【答案】正确 【考点】分治思想、生活应用 【解析】人口普查将庞大的全国性任务逐层分解为独立的子区域统计,最后层层汇总。这完整体现了分治法“分解-解决-合并”的三个核心步骤。 【易错点】认为分治仅限于计算机算法。实际上分治是一种解决复杂问题的通用管理与思维范式。

10 题(判断题

在下面C++代码中,由于删除了变量 ptr,因此 ptr 所对应的数据也随之删除,故执行下述代码时,将报错。

int* ptr = new int(10);
cout << *ptr << endl;
delete ptr;
cout << ptr << endl;

正确答案错误

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【答案】错误 【考点】内存管理、指针操作、delete语义 【解析】delete ptr 释放了堆内存,但 ptr 指针变量本身及其存储的地址值依然存在(变为野指针)。打印 ptr 仅打印地址值,不会引发运行报错;解引用 *ptr 才会导致崩溃。 【易错点】混淆“被指向的内存”与“指针变量本身”。delete 清除内存但不销毁指针变量,也不会自动将其置为 nullptr。