2026年编程思维的培养软件编程大赛教师实操题库

2026年编程思维的培养：软件编程大赛教师实操题库一、算法设计题（共3题，每题20分）1.1分数分配问题（15分）题目：某高校教务系统需要设计一个算法，将学生成绩按绩点（GPA）从高到低排序，并按专业分配奖学金。具体要求如下：-输入：学生列表（包含学号、姓名、专业、GPA），例如：`[{'id':'S001','name':'张三','major':'计算机','GPA':3.8},{'id':'S002','name':'李四','major':'数学','GPA':3.9},...]`-输出：1.按GPA降序排列的学生列表；2.每个专业的前5名学生获得“一等”奖学金，次5名学生获得“二等”奖学金，其余获得“三等奖学金”。-约束：-使用分治算法（如归并排序）实现排序；-奖学金分配需考虑专业分组。1.2代码实现（5分）题目：用Python或Java实现上述算法的核心逻辑，包括排序和奖学金分配。二、数据结构应用题（共2题，每题25分）2.1城市交通调度系统（15分）题目：某城市交通管理部门需要设计一个系统，实时调度出租车。系统需支持：-输入：实时订单列表（包含订单ID、起点、终点、下单时间）；-功能：1.订单按时间升序排列；2.每辆出租车可同时处理多个订单，但需避免冲突（同一时间需在两个地点）。-示例输入：json[{'order_id':'O001','start':'A','end':'B','time':'08:00'},{'order_id':'O002','start':'B','end':'C','time':'08:30'},...]2.2数据结构选择（10分）题目：选择合适的数据结构（如哈希表、优先队列）实现上述功能，并说明理由。三、编程语言基础题（共4题，每题15分）3.1Python函数优化（15分）题目：优化以下Python代码，提高效率：pythondeffind_max_sum(nums):max_sum=0foriinrange(len(nums)):forjinrange(i,len(nums)):ifnums[j]>max_sum:max_sum=nums[j]returnmax_sum3.2Java异常处理（15分）题目：设计一个Java方法，读取文件内容并计算其中数字的平均值。要求：-处理文件不存在、格式错误等异常；-返回平均值或错误信息。3.3C++内存管理（15分）题目：用C++实现一个动态数组，支持添加、删除元素，并释放内存。3.4JavaScript异步编程（15分）题目：用Promise或async/await实现以下功能：-调用两个API（如`fetch('/api/user')`、`fetch('/api/data')`），获取数据后合并输出。四、数据库设计题（共2题，每题20分）4.1电商订单表设计（10分）题目：设计一个电商订单表（SQL语句），包含以下字段：-订单ID（主键）、用户ID、商品ID、数量、下单时间、支付状态（未支付/已支付）；-要求：支持按用户ID和支付状态查询订单。4.2SQL查询优化（10分）题目：优化以下SQL查询：sqlSELECTuser_id,COUNT()ASorders_countFROMordersWHEREpayment_status='已支付'GROUPBYuser_idORDERBYorders_countDESCLIMIT10;五、网络安全题（共2题，每题25分）5.1密码加密算法（15分）题目：设计一个简单的密码加密算法，要求：-输入：明文密码（如"password"）；-输出：密文（如将每个字母后移3位，a→d,b→e，且大小写反转）；-说明：算法需可逆。5.2防注入攻击（10分）题目：用Python或Java实现一个SQL查询函数，防止SQL注入攻击。例如：pythondefsafe_query(sql,params):pass#实现防注入逻辑六、行业应用题（共2题，每题30分）6.1智能农业数据采集（15分）题目：设计一个Python脚本，从传感器API（模拟）读取农田温湿度数据，并绘制折线图。-输入：JSON格式数据，如`{"time":"2023-10-01","temperature":25,"humidity":60}`；-输出：生成CSV文件和折线图（使用matplotlib）。6.2城市共享单车调度（15分）题目：用伪代码设计一个共享单车调度算法，解决以下问题：-输入：单车位置列表（经纬度）、需求点列表（经纬度）；-功能：将单车从低需求区调往高需求区，优化路径。答案与解析一、算法设计题1.1分数分配问题pythondefsort_and_assign(sudents):归并排序students_sorted=sorted(students,key=lambdax:x['GPA'],reverse=True)奖学金分配scholarships={'一等':[],'二等':[],'三等奖学金':[]}majors={}forstudentinstudents_sorted:major=student['major']ifmajornotinmajors:majors[major]=[]majors[major].append(student)formajor,studentsinmajors.items():foriinrange(min(5,len(students))):scholarships['一等'].append(students[i])foriinrange(5,min(10,len(students))):scholarships['二等'].append(students[i])foriinrange(10,len(students)):scholarships['三等奖学金'].append(students[i])returnstudents_sorted,scholarships解析：1.使用`sorted`实现归并排序（Python内置支持）；2.按专业分组，每组前5名“一等”，次5名“二等”，其余“三等奖学金”。二、数据结构应用题2.1城市交通调度系统pythonfromcollectionsimportdefaultdictdefschedule_orders(orders):按时间排序orders_sorted=sorted(orders,key=lambdax:x['time'])记录出租车状态taxis=defaultdict(list)fororderinorders_sorted:assigned=Falsefortaxiintaxis:ifnotany([abs((order['time']-t['time']).total_seconds())<60fortintaxis[taxi]]):taxis[taxi].append(order)assigned=Truebreakifnotassigned:taxis[len(taxis)]=[order]returntaxis解析：1.使用`defaultdict`记录每辆出租车的订单；2.避免同一时间冲突（时间差小于60秒）。三、编程语言基础题3.1Python函数优化pythondeffind_max_sum(nums):returnmax(nums)#直接使用内置max函数解析：原代码时间复杂度为O(n²)，优化后为O(n)。3.2Java异常处理javapublicstaticdoublecalculateAverage(StringfilePath){try{Filefile=newFile(filePath);Scannerscanner=newScanner(file);doublesum=0,count=0;while(scanner.hasNextDouble()){sum+=scanner.nextDouble();count++;}returnsum/count;}catch(FileNotFoundExceptione){System.out.println("文件不存在");return-1;}catch(Exceptione){System.out.println("格式错误");return-1;}}解析：处理`FileNotFoundException`和通用异常。四、数据库设计题4.1电商订单表设计sqlCREATETABLEorders(order_idINTPRIMARYKEYAUTO_INCREMENT,user_idINTNOTNULL,product_idINTNOTNULL,quantityINTNOTNULL,order_timeDATETIMENOTNULL,payment_statusENUM('未支付','已支付')DEFAULT'未支付',INDEXidx_user_payment(user_id,payment_status));解析：添加索引优化查询性能。五、网络安全题5.1密码加密算法pythondefencrypt_password(password):result=[]forcharinpassword:ifchar.isalpha():shift=3ifchar.islower():new_char=chr((ord(char)-ord('a')+shift)%26+ord('a'))else:new_char=chr((ord(char)-ord('A')+shift)%26+ord('A'))result.append(new_char.swapcase())else:result.append(char)return''.join(result)解析：字母后移3位并反转大小写。六、行业应用题6.1智能农业数据采集pythonimportjsonimportmatplotlib.pyplotaspltdefplot_sensor_data(data):times=[item['time']foritemindata]temps=[item['temperature']foritemindata