2026年程序设计挑战题库C与Python语言实践

2026年程序设计挑战题库：C++与Python语言实践C++语言实践题（共5题，总分25分）第1题（基础编程题，5分）题目：编写一个C++函数，实现将一个字符串中的所有小写字母转换为大写字母。函数原型如下：cppvoidtoUpperCase(std::string&str);要求：1.不能使用标准库中的`toupper()`函数。2.示例输入输出：-输入：`"HelloWorld!"`-输出：`"HELLOWORLD!"`第2题（算法设计题，6分）题目：给定一个无重复元素的整数数组`nums`和一个目标值`target`，请设计一个C++函数，找出数组中和为目标值的所有整数对，并以二维向量形式返回结果。函数原型如下：cppstd::vector<std::vector<int>>findPairs(conststd::vector<int>&nums,inttarget);要求：1.时间复杂度不超过O(n)。2.示例输入输出：-输入：`nums={1,2,3,4,5}`,`target=7`-输出：`{{2,5},{3,4}}`第3题（面向对象编程题，6分）题目：设计一个`Employee`类，包含以下属性和方法：1.属性：`name`（字符串）、`salary`（浮点数）、`department`（字符串）。2.方法：-构造函数：初始化所有属性。-`displayInfo()`：打印员工信息（格式：`"Name:[name],Salary:[salary],Department:[department]"`）。3.额外要求：-为`salary`属性添加私有化保护，并提供`setSalary(doublenewSalary)`方法修改其值。测试要求：cppintmain(){Employeeemp("Alice",5000.0,"HR");emp.displayInfo();//输出：Name:Alice,Salary:5000,Department:HRemp.setSalary(5500.0);emp.displayInfo();//输出：Name:Alice,Salary:5500,Department:HRreturn0;}第4题（异常处理题，4分）题目：编写一个C++函数，用于计算两个整数的商。如果除数为0，则抛出`std::invalid_argument`异常，异常信息为`"Divisionbyzero"`。函数原型如下：cppintdivide(inta,intb);要求：1.在`main`函数中调用该函数，并捕获异常，打印异常信息。2.示例代码：cppinclude<stdexcept>intmain(){try{divide(10,0);}catch(conststd::invalid_argument&e){std::cout<<e.what()<<std::endl;//输出：Divisionbyzero}return0;}第5题（文件操作题，4分）题目：编写一个C++程序，读取当前目录下名为`input.txt`的文件，并将文件内容中的所有数字提取出来，存储到另一个文件`output.txt`中。文件操作需使用`std::fstream`。要求：1.输入文件示例：`"Hello123,World456!"`2.输出文件内容：`"123456"`Python语言实践题（共5题，总分25分）第1题（基础编程题，4分）题目：编写一个Python函数，接收一个字符串列表，返回一个新列表，其中包含所有字符串的长度。函数原型如下：pythondefstring_lengths(strings):pass要求：1.示例输入输出：-输入：`["hello","world","python"]`-输出：`[5,5,6]`第2题（数据结构题，6分）题目：给定一个嵌套列表（例如`[[1,2],[3,4],[5,6]]`），请编写一个Python函数，将所有子列表的元素合并到一个扁平列表中。函数原型如下：pythondefflatten_list(nested_list):pass要求：1.示例输入输出：-输入：`[[1,2],[3,4],[5,6]]`-输出：`[1,2,3,4,5,6]`第3题（面向对象编程题，6分）题目：设计一个`Car`类，包含以下属性和方法：1.属性：`make`（字符串）、`model`（字符串）、`year`（整数）、`odometer`（浮点数，初始为0）。2.方法：-构造函数：初始化所有属性。-`drive(distance)`：增加`odometer`的值，并返回新的里程数。-`get_info()`：返回车辆信息（格式：`"Make:[make],Model:[model],Year:[year],Odometer:[odometer]"`）。测试要求：pythoncar=Car("Toyota","Corolla",2020,10000.0)car.drive(150.0)print(car.get_info())#输出：Make:Toyota,Model:Corolla,Year:2020,Odometer:10150.0第4题（函数式编程题，4分）题目：编写一个Python函数，接收一个整数列表，返回一个新列表，其中包含所有偶数的平方。函数原型如下：pythondefeven_square(numbers):pass要求：1.使用列表推导式实现。2.示例输入输出：-输入：`[1,2,3,4,5,6]`-输出：`[4,16,36]`第5题（文件操作题，5分）题目：编写一个Python程序，读取当前目录下名为`data.txt`的文件，并将每行文本中的所有单词首字母大写。输出结果保存到`output.txt`中。要求：1.输入文件示例：helloworldpythonisgreat2.输出文件内容：HelloWorldPythonIsGreat答案与解析C++语言实践题答案与解析第1题答案与解析代码：cppvoidtoUpperCase(std::string&str){for(char&c:str){if(c>='a'&&c<='z'){c-=32;//小写转大写：'a'-'A'=32}}}解析：-遍历字符串的每个字符，判断是否为小写字母（ASCII码在`'a'`到`'z'`之间）。-若是小写字母，则减去32转换为对应的大写字母。-使用`&`引用传递，直接修改原字符串。第2题答案与解析代码：cppinclude<unordered_map>std::vector<std::vector<int>>findPairs(conststd::vector<int>&nums,inttarget){std::vector<std::vector<int>>result;std::unordered_map<int,int>complements;//存储数字及其索引for(inti=0;i<nums.size();++i){intcomplement=target-nums[i];if(complements.find(complement)!=complements.end()){result.push_back({complement,nums[i]});}complements[nums[i]]=i;}returnresult;}解析：-使用哈希表存储遍历过程中的数字及其索引，以O(1)时间复杂度查找补数。-遍历数组时，计算`target-nums[i]`，若该补数已存在于哈希表中，则返回一对数字。-时间复杂度：O(n)，空间复杂度：O(n)。第3题答案与解析代码：cppclassEmployee{private:std::stringname;doublesalary;std::stringdepartment;public:Employee(conststd::string&n,doubles,conststd::string&dept):name(n),salary(s),department(dept){}voidsetSalary(doublenewSalary){salary=newSalary;}voiddisplayInfo()const{std::cout<<"Name:"<<name<<",Salary:"<<salary<<",Department:"<<department<<std::endl;}};解析：-`salary`属性设为私有，防止外部直接修改。-提供公共的`setSalary`方法以安全地更新`salary`。-`displayInfo`方法使用`const`防止修改对象状态。第4题答案与解析代码：cppinclude<stdexcept>intdivide(inta,intb){if(b==0){throwstd::invalid_argument("Divisionbyzero");}returna/b;}解析：-判断除数是否为0，若为0则抛出`std::invalid_argument`异常。-异常信息自定义为`"Divisionbyzero"`，便于调试。-在`main`函数中捕获异常并打印信息。第5题答案与解析代码：cppinclude<fstream>include<cctype>intmain(){std::fstreamfin("input.txt",std::ios::in);std::fstreamfout("output.txt",std::ios::out);if(!fin||!fout){std::cerr<<"Fileerror"<<std::endl;return1;}charch;while(fin>>ch){if(std::isdigit(ch)){fout<<ch;}}fin.close();fout.close();return0;}解析：-使用`std::fstream`同时打开输入和输出文件。-遍历输入文件每个字符，若为数字则写入输出文件。-关闭文件流以确保数据完整。Python语言实践题答案与解析第1题答案与解析代码：pythondefstring_lengths(strings):return[len(s)forsinstrings]解析：-使用列表推导式遍历每个字符串并返回其长度。-示例输入输出：`string_lengths(["hello","world","python"])`→`[5,5,6]`。第2题答案与解析代码：pythondefflatten_list(nested_list):result=[]foriteminnested_list:ifisinstance(item,list):result.extend(flatten_list(item))#递归处理子列表else:result.append(item)returnresult解析：-使用递归处理嵌套列表，若当前项是列表则继续递归，否则添加到结果中。-示例输入输出：`flatten_list([[1,2],[3,4],[5,6]])`→`[1,2,3,4,5,6]`。第3题答案与解析代码：pythonclassCar:def__init__(self,make,model,year,odometer=0.0):self.make=makeself.model=modelself.year=yearself.odometer=odometerdefdrive(self,distance):self.odometer+=distancereturnself.odometerdefget_info(self):returnf"Make:{self.make},Model:{self.model},Year:{self.year},Odometer:{self.odometer}"解析：-构造函数初始化所有属性，`odometer`默认为0.0。-`drive`方法增加里程数并返回新值。-`get_info`方法返回格式化的车辆信息。第4题答案与解析代码：pythondefeven_square(numbers):return[x2forxinnumbersifx%2==0]解析：-列表推导式中包含两个条件：筛选偶数（`x%2==0`）和计算平方（`x2`）。-示例输入输出：`even_square([1,2,3,4,5,6])`→`[4,16,36]`。第5题答案与解析代码：pythonwithopen("data.txt",