2026年外部排序多路归并原理试题含答案

2026年外部排序多路归并原理试题含答案一、单选题（共10题，每题2分，总计20分）说明：下列每题只有一个正确答案。1.外部排序中，多路归并排序最适合的场景是？A.数据量较小，内存足够存储所有数据B.数据量较大，需要分块处理C.数据量极小，无需考虑磁盘I/OD.数据已完全加载到内存中2.在多路归并排序中，归并的趟数主要取决于？A.内存大小B.外存大小C.文件块数量D.归并路数3.多路归并排序中，为了减少归并趟数，通常采用的方法是？A.增加归并路数B.减少归并路数C.增加数据块大小D.减少数据块大小4.多路归并排序的归并路数不宜过多，主要原因是？A.增加内存消耗B.减少磁盘I/O次数C.提高归并效率D.简化算法实现5.多路归并排序中，若初始文件被分为k个有序子文件，则归并趟数为？A.log₂kB.kC.2kD.k²6.多路归并排序中，归并过程中使用的辅助空间主要是？A.内存缓冲区B.外存磁盘空间C.临时文件D.排序文件7.多路归并排序的归并方式中，哪种方法可以最小化归并时的比较次数？A.自顶向下归并B.自底向上归并C.平衡归并D.非平衡归并8.多路归并排序中，若归并路数为m，每个子文件大小为n，则归并时每次比较的记录数为？A.mB.nC.m×nD.√m9.多路归并排序中，归并趟数的计算公式为？A.logₘnB.logₙmC.m×logₙmD.n×logₘn10.多路归并排序的效率瓶颈主要在于？A.内存读写速度B.CPU计算速度C.外存I/O速度D.算法逻辑复杂度二、多选题（共5题，每题3分，总计15分）说明：下列每题有多个正确答案。1.多路归并排序的优点包括？A.归并趟数少B.内存利用率高C.适用于大文件排序D.稳定性好2.多路归并排序中，归并的实现方式可能包括？A.归并树B.顺序归并C.二路归并D.多级归并3.多路归并排序的缺点包括？A.需要额外的临时文件空间B.归并趟数较多C.适合小文件排序D.归并路数受内存限制4.多路归并排序中，影响排序效率的因素包括？A.归并路数B.子文件大小C.内存缓冲区大小D.外存读写速度5.多路归并排序中，以下哪些操作是必要的？A.建立归并树B.分块读取数据C.归并记录的比较D.一次性加载所有数据三、填空题（共5题，每题2分，总计10分）说明：请将正确答案填入横线上。1.多路归并排序中，归并趟数的计算公式为：__________。2.多路归并排序中，归并路数不宜过多，否则会导致__________。3.多路归并排序中，归并过程中使用的辅助空间主要是__________。4.多路归并排序中，归并的实现方式通常采用__________。5.多路归并排序的效率瓶颈主要在于__________。四、简答题（共3题，每题5分，总计15分）说明：请简要回答下列问题。1.简述多路归并排序的基本思想。2.多路归并排序中，如何减少归并趟数？3.多路归并排序与二路归并排序相比，有哪些优缺点？五、计算题（共2题，每题10分，总计20分）说明：请根据题目要求进行计算。1.假设有1000万个记录需要排序，内存缓冲区大小为100MB，每个记录大小为1KB。若采用多路归并排序，最少需要多少趟归并？（假设归并路数m为内存缓冲区大小除以记录大小）2.假设有10个有序子文件，每个子文件包含1000条记录。若采用多路归并排序，求归并趟数和归并过程中的比较次数（假设每次比较一个记录）。六、综合题（共1题，15分）说明：请根据题目要求进行综合分析。某数据库系统需要排序一个包含1000万条记录的大文件，内存大小为512MB，每个记录大小为4KB。若采用多路归并排序，请回答以下问题：（1）计算最少需要多少趟归并？（2）若采用4路归并，如何设计归并过程？（3）若归并过程中出现大量重复记录，如何优化归并效率？答案与解析一、单选题答案1.B2.C3.A4.A5.A6.A7.C8.A9.A10.C解析：1.多路归并排序适用于数据量较大的场景，需要分块处理，因此选B。2.归并趟数取决于归并路数和子文件数量，主要取决于子文件数量，因此选C。3.增加归并路数可以减少归并趟数，但需注意内存限制，因此选A。4.归并路数过多会增加内存消耗，因此选A。5.归并趟数为log₂k，因此选A。6.归并过程中主要使用内存缓冲区作为辅助空间，因此选A。7.平衡归并可以最小化比较次数，因此选C。8.每次比较的记录数为归并路数m，因此选A。9.归并趟数为logₘn，因此选A。10.归并排序的效率瓶颈主要在于外存I/O速度，因此选C。二、多选题答案1.A,B,C,D2.A,B,C,D3.A,B,D4.A,B,C,D5.A,B,C,D解析：1.多路归并排序的优点包括归并趟数少、内存利用率高、适用于大文件排序且稳定性好，因此全选。2.归并方式包括归并树、顺序归并、二路归并和多级归并，因此全选。3.多路归并排序的缺点包括需要额外临时文件空间、归并趟数较多、适合小文件排序（不适用），因此选A,B,D。4.归并效率受归并路数、子文件大小、内存缓冲区大小和外存读写速度影响，因此全选。5.归并排序需要建立归并树、分块读取数据、比较记录和临时文件空间，因此全选。三、填空题答案1.logₘn2.内存消耗过大3.内存缓冲区4.归并树5.外存I/O速度四、简答题答案1.多路归并排序的基本思想：将待排序的大文件先分成若干有序的小子文件（基于内存限制），然后通过多趟归并，逐步合并子文件，最终得到一个有序的完整文件。2.减少归并趟数的方法：增加归并路数（在内存允许范围内），减少子文件数量，从而减少归并趟数。3.与二路归并排序相比的优缺点：优点：归并趟数少，适用于大文件排序；缺点：需要更多临时文件空间，归并路数受内存限制。五、计算题答案1.计算最少趟数：内存缓冲区大小=100MB=100×1024×1024字节=104857600字节每个记录大小=1KB=1024字节每趟归并可处理的记录数=104857600/1024=102400条最少趟数=ceil(10000000/102400)≈98趟2.归并趟数和比较次数：归并趟数=log₄1000≈5趟每次比较一个记录，每趟归并比较1000次，因此总比较次数=5×1000=5000次六、综合题答案1.计算最少趟数：内存缓冲区大小=512MB=512×1024×1024字节=536870912字节每个记录大小=4KB=4096字节每趟归并可处理的记录数=536870912/4096=131072条最少趟