2026年计算机编程题库Python编程语言进阶题目

2026年计算机编程题库：Python编程语言进阶题目一、函数与模块编程（共3题，每题15分）1.题1（15分）：编写一个Python函数，实现以下功能：-接收一个字符串参数，统计并返回该字符串中所有字母（区分大小写）、数字和特殊字符的数量。-要求：-使用`collections.Counter`模块进行计数。-若输入为空，返回`{"letters":0,"digits":0,"special":0}`。-示例输入：`"Hello2026!Python"`，输出：`{"letters":10,"digits":4,"special":2}`。2.题2（15分）：设计一个自定义模块`utils.py`，包含以下函数：-`is_prime(n)`：判断整数`n`是否为质数，返回布尔值。-`factorize(n)`：返回`n`的质因数分解列表（如`factorize(30)`返回`[2,3,5]`）。-在主程序中导入该模块，测试`is_prime(17)`和`factorize(100)`的结果。3.题3（15分）：实现一个装饰器`@timeout(seconds)`，用于限制函数执行时间。若超时则抛出`TimeoutError`，否则正常返回结果。-要求：-使用`signal`模块实现超时机制。-默认超时时间为5秒。-示例：`@timeout(2)`装饰一个耗时函数，若执行超过2秒则报错。二、面向对象编程（共2题，每题20分）1.题4（20分）：设计一个类`Employee`，包含：-私有属性`__salary`（工资），初始化时必须输入。-公有方法`get_bonus()`：根据工资计算奖金（工资≥10000返10%，<10000返5%）。-静态方法`validate_salary(salary)`：检查输入工资是否为正数，否则抛出`ValueError`。-创建实例并测试`get_bonus()`和静态方法验证。2.题5（20分）：实现一个`Stack`类，支持以下操作：-初始化为空栈。-`push(item)`：压入元素。-`pop()`：弹出栈顶元素（若为空栈则抛出`IndexError`）。-`peek()`：查看栈顶元素（不弹出）。-要求：使用列表实现，但不允许直接使用`list`的`pop(0)`，需自定义删除逻辑。三、文件与异常处理（共2题，每题20分）1.题6（20分）：编写一个函数`process_file(path)`，处理CSV文件：-读取`path`指定的文件，每行按逗号分隔。-处理异常：-文件不存在则抛出`FileNotFoundError`。-数据格式错误（如某行数字不完整）则记录错误行号并继续处理。-返回处理后的数据列表和错误记录。-示例：处理`data.csv`，返回`[["name1","age1"],["name2","age2"]]`和`{2:"ageerror"}`。2.题7（20分）：实现一个日志处理器`LogHandler`类，包含：-方法`write_log(message)`：将日志写入`logs.txt`，追加模式。-方法`read_logs()`：读取并返回所有日志内容。-处理异常：若文件操作失败则记录到`errors.txt`。四、高级数据结构（共2题，每题25分）1.题8（25分）：实现一个`LRUCache`类，模拟LRU（最近最少使用）缓存：-初始化时指定容量`capacity`。-方法`get(key)`：返回`key`对应的值，若不存在则返回`-1`。-方法`put(key,value)`：添加或更新键值对，若超出容量则删除最久未使用的项。-使用双向链表和哈希表实现，确保`get`和`put`操作时间复杂度为O(1)。2.题9（25分）：编写一个函数`merge_sorted_dicts(dicts)`，合并多个有序字典：-输入为多个有序字典（按key升序排列），返回一个合并后的有序字典。-要求：-若存在相同key，则值取第一个字典的值。-使用生成器实现高效合并。-示例：`merge_sorted_dicts({1:"a",2:"b"},{2:"c",3:"d"})`返回`{1:"a",2:"b",3:"d"}`。五、网络编程与API（共2题，每题25分）1.题10（25分）：编写一个`fetch_weather(city)`函数，使用HTTP请求获取天气数据：-调用免费天气API（如OpenWeatherMap，需填入APIKey）。-返回JSON中的温度和天气描述（如`{"temp":25,"desc":"Sunny"}`）。-处理异常：网络错误、城市不存在则返回`None`。2.题11（25分）：实现一个简单的HTTP服务器，包含以下路由：-`/hello`：返回`Hello,World!`。-`/echo`：返回请求中的`Content-Type`和`Message`。-使用`http.server`模块，自定义`HTTPServer`类。答案与解析题1（15分）：pythonfromcollectionsimportCounterdefcount_chars(s):ifnots:return{"letters":0,"digits":0,"special":0}counter=Counter(s)letters=sum(vfork,vincounter.items()ifk.isalpha())digits=sum(vfork,vincounter.items()ifk.isdigit())special=sum(vfork,vincounter.items()ifnotk.isalnum())return{"letters":letters,"digits":digits,"special":special}示例print(count_chars("Hello2026!Python"))#{"letters":10,"digits":4,"special":2}解析：-`Counter(s)`统计所有字符频率。-通过`isalpha()`、`isdigit()`、`isalnum()`分类统计。-空字符串直接返回默认值。题2（15分）：`utils.py`：pythonimportmathdefis_prime(n):ifn<=1:returnFalseforiinrange(2,int(math.sqrt(n))+1):ifn%i==0:returnFalsereturnTruedeffactorize(n):factors=[]foriinrange(2,n+1):whilen%i==0:factors.append(i)n//=ireturnfactors解析：-`is_prime`使用试除法判断质数。-`factorize`通过连续除以最小质因数分解。题3（15分）：pythonimportsignalclassTimeoutError(Exception):passdeftimeout(seconds=5):defdecorator(func):def_handle_timeout(signum,frame):raiseTimeoutError(f"Functiontimedoutafter{seconds}seconds")signal.signal(signal.SIGALRM,_handle_timeout)defwrapper(args,kwargs):signal.alarm(seconds)try:result=func(args,kwargs)finally:signal.alarm(0)returnresultreturnwrapperreturndecorator示例@timeout(2)defslow_func():importtimetime.sleep(3)return"Done"解析：-`signal.alarm(seconds)`设置超时。-若超时则触发`_handle_timeout`抛出异常。题4（20分）：pythonclassEmployee:def__init__(self,salary):Employee.validate_salary(salary)self.__salary=salary@staticmethoddefvalidate_salary(salary):ifnotisinstance(salary,(int,float))orsalary<=0:raiseValueError("Salarymustbepositivenumber")defget_bonus(self):returnself.__salary0.1ifself.__salary>=10000elseself.__salary0.05示例e=Employee(12000)print(e.get_bonus())#1200.0解析：-`__salary`私有属性防止外部直接访问。-静态方法用于验证。题5（20分）：pythonclassStack:def__init__(self):self._items=[]defpush(self,item):self._items.append(item)defpop(self):ifnotself._items:raiseIndexError("Popfromemptystack")returnself._items.pop()defpeek(self):ifnotself._items:raiseIndexError("Peekfromemptystack")returnself._items[-1]示例s=Stack()s.push(1);s.push(2)print(s.pop())#2print(s.peek())#1解析：-使用列表存储元素，`push`直接追加，`pop`删除最后一个。题6（20分）：pythondefprocess_file(path):data=[]errors={}try:withopen(path,'r')asf:forline_num,lineinenumerate(f,1):try:parts=line.strip().split(',')data.append(parts)exceptExceptionase:errors[line_num]=str(e)exceptFileNotFoundError:raiseFileNotFoundError(f"File{path}notfound")returndata,errors示例print(process_file("data.csv"))#[{"name1","age1"},{"name2","age2"}],{2:"ageerror"}解析：-处理文件读写和每行分割，异常用字典记录。题7（20分）：pythonclassLogHandler:def__init__(self,filename="logs.txt",error_file="errors.txt"):self.filename=filenameself.error_file=error_filedefwrite_log(self,message):try:withopen(self.filename,'a')asf:f.write(message+"\n")exceptException:self._write_error(f"Failedtowriteto{self.filename}")defread_logs(self):try:withopen(self.filename,'r')asf:returnf.read()exceptException:self._write_error(f"Failedtoreadfrom{self.filename}")return""def_write_error(self,msg):withopen(self.error_file,'a')asf:f.write(msg+"\n")示例lh=LogHandler()lh.write_log("Systemstarted")print(lh.read_logs())#"Systemstarted"解析：-日志追加和错误处理分离。题8（25分）：pythonclassNode:def__init__(self,key,value):self.key=keyself.value=valueself.prev=Noneself.next=NoneclassLRUCache:def__init__(self,capacity):self.capacity=capacityself.cache={}self.head,self.tail=Node(0,0),Node(0,0)self.head.next=self.tailself.tail.prev=self.headdef_remove_node(self,node):node.prev.next=node.nextnode.next.prev=node.prevdef_add_node(self,node):node.prev=self.headnode.next=self.head.nextself.head.next.prev=nodeself.head.next=nodedefget(self,key):ifkeyinself.cache:node=self.cache[key]self._remove_node(node)self._add_node(node)returnnode.valuereturn-1defput(self,key,value):ifkeyinself.cache:self._remove_node(self.cache[key])node=Node(key,value)self.cache[key]=nodeself._add_node(node)iflen(self.cache)>self.capacity:lru=self.tail.prevself._remove_node(lru)delself.cache[lru.key]示例cache=LRUCache(2)cache.put(1,1)cache.put(2,2)print(cache.get(1))#1cache.put(3,3)#evictskey2print(cache.get(2))#-1解析：-双向链表维护顺序，哈希表记录key。题9（25分）：pythondefmerge_sorted_dicts(dicts):merged={}fordindicts:forkey,valueind.items():ifkeynotinmerged:merged[key]=valuereturndict(sorted(merged.items()))示例print(merge_sorted_dicts({1:"a",2:"b"},{2:"c",3:"d"}))#{1:"a",2:"b",3:"d"}解析：-遍历所有字典，合并唯一key，最后排序。题10（25分）：pythonimportrequestsdeffetch_weather(city,api_key="YOUR_API_KEY"):url=f"/data/2.5/weather?q={city}&appid={api_key}"try:response=requests.get(url,timeout=5)response.raise_for_status()data=response.json()return{"temp":data["main"]["temp"],"desc":data["weather"][0]["description"]}except(requests.RequestException,KeyError):returnNone示例print(fetch_weather("Beijing"))#{"temp":280.32,"desc":"Clearsky"}解析：-使用`requests`库请求API，处理异常。题11（25分）：pythonfromhttp.serverimportHTTPSer