试卷解析 · 理解每一步
2021 CCF CSP-J 第一轮(入门级 C++)
CSPJ-2021-R1
试卷解析总览,可直接查看每题答案与解析。
第 1 题(单选题,2 分)
以下不属于面向对象程序设计语言的是()。
正确答案D
解析详情
C 是以过程式程序设计为主的语言,本身不提供类、继承和多态等完整的面向对象机制。C++、Python 和 Java 均支持用对象和类组织程序。
第 2 题(单选题,2 分)
以下奖项与计算机领域最相关的是()。
正确答案B
解析详情
图灵奖由 ACM 颁发,用于表彰对计算机事业作出重大而持久贡献的个人,被视为计算机领域最具代表性的奖项之一。
第 3 题(单选题,2 分)
目前主流的计算机储存数据最终都是转换成()数据进行储存。
正确答案A
解析详情
计算机底层存储单元用两种稳定状态表示 0 和 1,因此文字、图像和程序等数据最终都要编码为二进制比特序列保存。
第 4 题(单选题,2 分)
以比较作为基本运算,在N个数中找出最大数,最坏情况下所需要的最少的比较次数为()。
正确答案C
解析详情
一次比较至多排除一个数成为最大值的可能。要从 N 个候选数中排除其余 N-1 个,至少需要 N-1 次比较;顺序扫描恰好能达到这个次数。
第 5 题(单选题,2 分)
对于入栈顺序为 a, b, c, d, e 的序列,下列()不是合法的出栈序列。
正确答案D
解析详情
要先输出 c,必须先压入 a、b、c;随后可压入并弹出 d。此时栈顶仍是 b,a 在 b 下方,不可能先弹出 a,因此 c、d、a、e、b 不是合法序列。
第 6 题(单选题,2 分)
对于有 n 个顶点、m 条边的无向连通图 ,需要删掉( )条边才能使其成为一棵树。
正确答案D
解析详情
含 n 个顶点的树恰有 n-1 条边。原图有 m 条边,所以需删除 m-(n-1)=m-n+1 条边;连通图可通过不断删除环上的边而保持连通。
第 7 题(单选题,2 分)
二进制数 101.11 对应的十进制数是()。
正确答案C
解析详情
(101.11)₂=1×2²+0×2¹+1×2⁰+1×2⁻¹+1×2⁻²=4+1+0.5+0.25=5.75。
第 8 题(单选题,2 分)
如果一棵二叉树只有根结点,那么这棵二叉树高度为1。请问高度为5的完全二叉树有()种不同的形态?
正确答案A
解析详情
高度为 5 时,前 4 层必须满,共有 15 个结点;第 5 层结点按从左到右连续出现。第 5 层可以有 1 至 16 个结点,每种数量唯一确定一种形态,因此共有 16 种。
第 9 题(单选题,2 分)
表达式 的后缀表达式为( ),其中 “*” 和 “+” 是运算符。
正确答案B
解析详情
括号内 b+c 先写成 bc+,再与 a 相乘得到 abc+*,最后与 d 相乘得到 abc+*d*。
第 10 题(单选题,2 分)
6 个人,两个人组一队,总共组成三队,不区分队伍的编号。不同的组队情况有()
种。
正确答案B
解析详情
固定其中 1 人,他有 5 种搭档选择;剩余 4 人中再固定 1 人,有 3 种搭档选择,最后 2 人自动成队。因此共有 5×3=15 种组队方式。
第 11 题(单选题,2 分)
在数据压缩编码中的哈夫曼编码方法,在本质上是一种()的策略。
正确答案B
解析详情
哈夫曼编码每次选择频率最小的两个结点合并,重复这一局部最优选择,最终得到带权路径长度最小的编码树,因此本质上采用贪心策略。
第 12 题(单选题,2 分)
由 1, 1, 2, 2, 3 这五个数字组成不同的三位数有(___)种。
正确答案A
解析详情
三个数字全不同时,由 1、2、3 排列得 3!=6 种;含两个 1 时,第三位可选 2 或 3,共 2×3=6 种;含两个 2 时同样有 6 种。合计 6+6+6=18 种。
第 13 题(单选题,2 分)
考虑如下递归算法
solve(n)
if n <= 1 return 1
else if n>=5 return n*solve(n-2)
else return n*solve(n-1)则调用 solve(7)得到的返回结果为()。
正确答案C
解析详情
solve(7)=7×solve(5)=7×5×solve(3)。此后按 n<5 的分支递减:solve(3)=3×2×solve(1)=6,所以返回 7×5×6=210。
第 14 题(单选题,2 分)
以 a 为起点,对右边的无向图进行深度优先遍历,则 b、c、d、e 四个点中有可能作为最后一个遍历到的点的个数为()。

正确答案B
解析详情
图中边为 a-b、a-c、b-d、c-d、c-e。从 a 先走 b 时可让 e 最后访问;先走 c,并先访问 e、d 时可让 b 最后访问。c、d 都无法成为最后点,因此可能的点是 b、e,共 2 个。
第 15 题(单选题,2 分)
有四个人要从 A 点坐一条船过河到 B 点,船一开始在 A 点。该船一次最多可坐两个人。
已知这四个人中每个人独自坐船的过河时间分别为 1, 2, 4, 8,且两个人坐船的过河时间为两人独自过河时间的较大者。则最短()时间可以让四个人都过河到 B 点(包括从 B 点把船开回 A 点的时间)。
正确答案B
解析详情
让 1、2 先过河用 2,1 返回用 1;4、8 同过用 8,2 返回用 2;最后 1、2 再过用 2。总时间为 2+1+8+2+2=15。
二、阅读程序(1)
1 | #include <iostream>
2 | using namespace std;
3 |
4 | int n;
5 | int a[1000];
6 |
7 | int f(int x)
8 | {
9 | int ret = 0;
10 | for (; x; x &= x - 1) ret++;
11 | return ret;
12 | }
13 |
14 | int g(int x)
15 | {
16 | return x & -x;
17 | }
18 |
19 | int main()
20 | {
21 | cin >> n;
22 | for (int i = 0; i < n; i++) cin >> a[i];
23 | for (int i = 0; i < n; i++)
24 | cout << f(a[i]) + g(a[i]) << ' ';
25 | cout << endl;
26 | return 0;
27 | }第 16 题(判断题,1.5 分)
输入的 n 等于 1001 时,程序不会发生下标越界。()
正确答案错误
解析详情
数组 a[1000] 的合法下标是 0 至 999。n=1001 时输入循环会访问 a[1000],发生下标越界。
第 17 题(判断题,1.5 分)
输入的 a[i] 必须全为正整数,否则程序将陷入死循环。()
正确答案错误
解析详情
f(x) 每轮用 x&=x-1 消去一个二进制 1;例如 x=0 时循环一次也不执行,g(0) 也直接返回 0。因此输入并非必须全为正整数,更不会因出现 0 就陷入死循环。
第 18 题(判断题,1.5 分)
当输入为“5 2 11 9 16 10”时,输出为“3 4 3 17 5”。()
正确答案错误
解析详情
程序输出 f(x)+g(x),其中 f 统计二进制 1 的个数,g 返回最低位 1 的权值。五个数依次得到 3、4、3、17、4,最后一项不是 5。
第 19 题(判断题,1.5 分)
当输入为“1 511998”时,输出为“18”。()
正确答案正确
解析详情
511998 的二进制表示中有 16 个 1,所以 f(511998)=16;其最低位 1 的权值为 2,即 g(511998)=2,输出 16+2=18。
第 20 题(判断题,1.5 分)
将源代码中 g 函数的定义(14-17 行)移到 main 函数的后面,程序可以正常编译运行。()
正确答案错误
解析详情
main 中调用 g(a[i]) 时,编译器必须已经见过 g 的声明。若只把 g 的定义移到 main 后且不补充前置声明,调用处无法通过编译。
第 21 题(单选题,3 分)
当输入为“2 -65536 2147483647”时,输出为()。
正确答案B
解析详情
按 32 位补码,-65536 为 0xffff0000,含 16 个 1,lowbit 为 65536,和为 65552;2147483647 含 31 个 1,lowbit 为 1,和为 32。
二、阅读程序(2)
1 | #include <iostream>
2 | #include <string>
3 | using namespace std;
4 |
5 | char base[64];
6 | char table[256];
7 |
8 | void init()
9 | {
10 | for (int i = 0; i < 26; i++) base[i] = 'A' + i;
11 | for (int i = 0; i < 26; i++) base[26 + i] = 'a' + i;
12 | for (int i = 0; i < 10; i++) base[52 + i] = '0' + i;
13 | base[62] = '+', base[63] = '/';
14 |
15 | for (int i = 0; i < 256; i++) table[i] = 0xff;
16 | for (int i = 0; i < 64; i++) table[base[i]] = i;
17 | table['='] = 0;
18 | }
19 |
20 | string decode(string str)
21 | {
22 | string ret;
23 | int i;
24 | for (i = 0; i < str.size(); i += 4) {
25 | ret += table[str[i]] << 2 | table[str[i + 1]] >> 4;
26 | if (str[i + 2] != '=')
27 | ret += (table[str[i + 1]] & 0x0f) << 4 | table[str[i + 2]] >> 2;
28 | if (str[i + 3] != '=')
29 | ret += table[str[i + 2]] << 6 | table[str[i + 3]];
30 | }
31 | return ret;
32 | }
33 |
34 | int main()
35 | {
36 | init();
37 | cout << int(table[0]) << endl;
38 |
39 | string str;
40 | cin >> str;
41 | cout << decode(str) << endl;
42 | return 0;
43 | }第 22 题(判断题,1.5 分)
输出的第二行一定是由小写字母、大写字母、数字和“+”、“/”、“=”构成的字符串。()
正确答案错误
解析详情
第二行是 decode 返回的原始字节串,字节值可落在 0 至 255 的范围内,并不局限于 Base64 字母表中的字母、数字、+、/、=。
第 23 题(判断题,1.5 分)
可能存在输入不同,但输出的第二行相同的情形。()
正确答案正确
解析详情
init 将所有不在 Base64 字符表中的字符都映射为 0xff,因此不同的非法输入字符可能得到相同的 table 值,经过相同位运算后产生相同的第二行输出。
第 24 题(判断题,1.5 分)
输出的第一行为“-1”。()
正确答案正确
解析详情
init 先把 table[0] 设为 0xff;按本题采用的有符号 char 环境,0xff 表示 -1,转换为 int 后第一行输出 -1。
第 25 题(单选题,3 分)
设输入字符串长度为 n,decode 函数的时间复杂度为()。
正确答案B
解析详情
decode 的循环每次处理 4 个输入字符,共执行约 n/4 次;每次只做常数次查表、位运算和追加操作,因此时间复杂度为 Θ(n)。
第 26 题(单选题,3 分)
当输入为 “Y3Nx” 时,输出的第二行为()。
正确答案B
解析详情
Y、3、N、x 对应的 6 位编码拼接后,按每 8 位还原为三个字节 0x63、0x73、0x71,分别是字符 c、s、q,因此输出 csq。
第 27 题(单选题,3.5 分)
当输入为“Y2NmIDIwMjE=”时,输出的第二行为()。
正确答案C
解析详情
将 Y2NmIDIwMjE= 每 4 个字符还原为 3 个字节,得到字符序列 c、c、f、空格、2、0、2、1,即输出“ccf 2021”。
二、阅读程序(3)
1 | #include <iostream>
2 | using namespace std;
3 |
4 | const int n = 100000;
5 | const int N = n + 1;
6 |
7 | int m;
8 | int a[N], b[N], c[N], d[N];
9 | int f[N], g[N];
10 |
11 | void init()
12 | {
13 | f[1] = g[1] = 1;
14 | for (int i = 2; i <= n; i++) {
15 | if (!a[i]) {
16 | b[m++] = i;
17 | c[i] = 1, f[i] = 2;
18 | d[i] = 1, g[i] = i + 1;
19 | }
20 | for (int j = 0; j < m && b[j] * i <= n; j++) {
21 | int k = b[j];
22 | a[i * k] = 1;
23 | if (i % k == 0) {
24 | c[i * k] = c[i] + 1;
25 | f[i * k] = f[i] / c[i * k] * (c[i * k] + 1);
26 | d[i * k] = d[i];
27 | g[i * k] = g[i] * k + d[i];
28 | break;
29 | }
30 | else {
31 | c[i * k] = 1;
32 | f[i * k] = 2 * f[i];
33 | d[i * k] = g[i];
34 | g[i * k] = g[i] * (k + 1);
35 | }
36 | }
37 | }
38 | }
39 |
40 | int main()
41 | {
42 | init();
43 |
44 | int x;
45 | cin >> x;
46 | cout << f[x] << ' ' << g[x] << endl;
47 | return 0;
48 | }假设输入的 x 是不超过 1000 的自然数,完成下面的判断题和单选题:
第 28 题(判断题,1.5 分)
若输入不为 “1”,把第 13 行删去不会影响输出的结果。()
正确答案正确
解析详情
第 13 行只给 f[1]、g[1] 赋值。对任意 x>1,筛法会直接初始化质数,或由不小于 2 的较小因子状态递推得到 f[x]、g[x],不会用到 f[1]、g[1]。
第 29 题(判断题,2 分)
第25行的“f[i] / c[i * k]”可能存在无法整除而向下取整的情况。()
正确答案错误
解析详情
当 k 整除 i 时,c[i*k]=c[i]+1;此时 f[i] 含有因子 c[i]+1,也就是 c[i*k]。所以 f[i]/c[i*k] 总能整除,不会因整数除法发生向下取整。
第 30 题(判断题,2 分)
在执行完 init()后,f 数组不是单调递增的,但 g 数组是单调递增的。()
正确答案错误
解析详情
f[x] 是约数个数,随 x 不单调;g[x] 是约数和,也不单调。例如 g[6]=1+2+3+6=12,而 g[7]=1+7=8,出现下降。
第 31 题(单选题,3 分)
init 函数的时间复杂度为()。
正确答案A
解析详情
内层循环在遇到 i 的最小质因子后立即 break,使每个合数只由“最小质因子×对应较小数”生成一次。总处理次数与 n 同阶,因此 init 的时间复杂度为 Θ(n)。
第 32 题(单选题,3 分)
在执行完 init() 后,f[1],f[2],f[3] ___ f[100] 中有( )个等于 2。
正确答案C
解析详情
f[x] 表示 x 的正约数个数,f[x]=2 当且仅当 x 是质数。1 至 100 中共有 25 个质数,因此有 25 个数组元素等于 2。
第 33 题(单选题,4 分)
当输入为 “1000” 时,输出为()。
正确答案C
解析详情
1000=2³×5³,所以约数个数 f[1000]=(3+1)(3+1)=16。约数和 g[1000]=(1+2+4+8)(1+5+25+125)=15×156=2340。
三、完善程序(1)Josephus 问题
(Josephus 问题)有 n 个人围成一个圈,依次标号 0 至 n-1。从 0 号开始,依次 0,1,0,1,... 交替报数,报到 1 的人会离开,直至圈中只剩下一个人。求最后剩下人的编号。
试补全模拟程序。
#include <iostream>
using namespace std;
const int MAXN = 1000000;
int F[MAXN];
int main() {
int n;
cin >> n;
int i = 0, p = 0, c = 0;
while (①) {
if (F[i] == 0) {
if (②) {
F[i] = 1;
③;
}
④;
}
⑤;
}
int ans = -1;
for (i = 0; i < n; i++)
if (F[i] == 0)
ans = i;
cout << ans << endl;
return 0;
}第 34 题(单选题,3 分)
①处应填()
i < nc < ni < n - 1c < n - 1正确答案D
解析详情
c 记录已经离开的人数,循环应在只剩 1 人时结束。共 n 人时需要淘汰 n-1 人,因此条件应为 c<n-1。
第 35 题(单选题,3 分)
②处应填()
i % 2 == 0i % 2 == 1p!p正确答案C
解析详情
p 表示当前仍在圈中者报出的数,初值 0 对应 0 号先报 0;当 p 为 1 时当前人应离开,所以条件应直接填写 p。
第 36 题(单选题,3 分)
③处应填()
i++i = (i + 1) % nc++p^=1正确答案C
解析详情
执行 F[i]=1 后,第 i 个人刚被淘汰,需要将已淘汰人数 c 增加 1,故填写 c++,使终止条件 c<n-1 能正确推进。
第 37 题(单选题,3 分)
④处应填()
i++i = (i + 1) % nc++p^=1正确答案D
解析详情
每个未离开的人报数后,下一名未离开者应改报另一个数。p 只取 0 和 1,使用 p^=1 可在两者之间翻转。
第 38 题(单选题,3 分)
⑤处应填()
i++i = (i + 1) % nc++p ^= 1正确答案B
解析详情
每轮处理后都要移动到圈中的下一个编号,并在 n-1 后回到 0,因此应写 i=(i+1)%n。
三、完善程序(2)矩形计数
(矩形计数)平面上有 n 个关键点,求有多少个四条边都和 x 轴或者 y 轴平行的矩形,满足四个顶点都是关键点。给出的关键点可能有重复,但完全重合的矩形只计一次。
试补全校举算法。
#include <iostream>
using namespace std;
struct point {
int x, y, id;
};
bool equals(point a, point b) {
return a.x == b.x && a.y == b.y;
}
bool cmp(point a, point b) {
return ①;
}
void sort(point A[], int n) {
for (int i = 0; i < n; i++)
for (int j = 1; j < n; j++)
if (cmp(A[j], A[j - 1])) {
point t = A[j];
A[j] = A[j - 1];
A[j - 1] = t;
}
}
int unique(point A[], int n) {
int t = 0;
for (int i = 0; i < n; i++)
if (②)
A[t++] = A[i];
return t;
}
bool binary_search(point A[], int n, int x, int y) {
point p;
p.x = x;
p.y = y;
p.id = n;
int a = 0, b = n - 1;
while (a < b) {
int mid = ③;
if (④)
a = mid + 1;
else
b = mid;
}
return equals(A[a], p);
}
const int MAXN = 1000;
point A[MAXN];
int main() {
int n;
cin >> n;
for (int i = 0; i < n; i++) {
cin >> A[i].x >> A[i].y;
A[i].id = i;
}
sort(A, n);
n = unique(A, n);
int ans = 0;
for (int i = 0; i < n; i++)
for (int j = 0; j < n; j++)
if (⑤ && binary_search(A, n, A[i].x, A[j].y) &&
binary_search(A, n, A[j].x, A[i].y)) {
ans++;
}
cout << ans << endl;
return 0;
}第 39 题(单选题,3 分)
①处应填()
a.x != b.x ? a.x < b.x : a.id < b.ida.x != b.x ? a.x < b.x : a.y < b.yequals(a, b) ? a.id < b.id : a.x < b.xequals(a, b) ? a.id < b.id : (a.x != b.x ? a.x < b.x : a.y < b.y)正确答案B
解析详情
二分查找要求点按坐标形成统一的全序:先比较 x,x 相同时再比较 y。因此 cmp 应返回 a.x!=b.x ? a.x<b.x : a.y<b.y。
第 40 题(单选题,3 分)
②处应填()
i == 0 || cmp(A[i], A[i - 1])t == 0 || equals(A[i], A[t - 1])i == 0 || !cmp(A[i], A[i - 1])t == 0 || !equals(A[i], A[t - 1])正确答案D
解析详情
t 表示已保留的不同点数。第一个点必保留;之后仅当 A[i] 与最后一个已保留点 A[t-1] 不相等时写入,因此条件是 t==0 || !equals(A[i],A[t-1])。
第 41 题(单选题,3 分)
③处应填()
b - (b - a) / 2 + 1a + (b - a + 1) / 2正确答案C
解析详情
该循环在 cmp(A[mid],p) 为真时令 a=mid+1,需要使用下中点保证区间收缩,所以 mid=(a+b)>>1。
第 42 题(单选题,3 分)
④处应填()
!cmp(A[mid], p)cmp(A[mid], p)cmp(p, A[mid])!cmp(p, A[mid])正确答案B
解析详情
目标是找到第一个不小于 p 的点。当 A[mid] 按 cmp 排在 p 前面,即 cmp(A[mid],p) 为真时,mid 不可能是答案,应令 a=mid+1;否则令 b=mid。
第 43 题(单选题,3 分)
⑤处应填()
A[i].x == A[j].xA[i].id < A[j].idA[i].x == A[j].x && A[i].id < A[j].idA[i].x < A[j].x && A[i].y < A[j].y正确答案D
解析详情
令 A[i] 为左下角、A[j] 为右上角,需要满足 A[i].x<A[j].x 且 A[i].y<A[j].y;再检查另两个交叉坐标点是否存在,即可确定一个非退化矩形,并且每个矩形只计一次。