2025年编程知识竞赛培训试题及答案

2025年编程知识竞赛培训试题及答案一、单项选择题（每题2分，共30分）1.以下关于红黑树的描述中，错误的是（）A.每个节点要么是红色，要么是黑色B.根节点必须是黑色C.红色节点的子节点可以是红色D.从任一节点到其每个叶子的所有路径包含相同数量的黑色节点答案：C2.若某算法的时间复杂度表达式为T(n)=2T(n/2)+nlogn，其时间复杂度的主阶是（）A.O(n)B.O(nlogn)C.O(n(logn)²)D.O(n²)答案：C（根据主定理，a=2,b=2,f(n)=nlogn，n^(log_ba)=n^1，f(n)比n^1高阶但不满足多项式意义上的主导，故T(n)=O(n(logn)²)）3.关于Python全局解释器锁（GIL）的描述，正确的是（）A.GIL会导致多线程程序完全无法并行执行B.GIL仅影响CPU密集型任务C.使用multiprocessing模块可以绕过GIL限制D.Python3.10已彻底移除GIL答案：C（GIL允许IO密集型任务通过线程切换提升效率，CPU密集型任务需用多进程绕过）4.以下Java代码的输出结果是（）```javapublicclassTest{publicstaticvoidmain(String[]args){try{System.out.print("A");thrownewRuntimeException();}catch(Exceptione){System.out.print("B");}finally{System.out.print("C");}}}```A.ABCB.ACBC.BACD.BCA答案：A（finally块在catch后执行）5.关系型数据库中，以下哪项不属于事务的ACID特性（）A.原子性（Atomicity）B.一致性（Consistency）C.隔离性（Isolation）D.可恢复性（Recoverability）答案：D（ACID包括原子性、一致性、隔离性、持久性）6.进程与线程的主要区别是（）A.进程是资源分配的基本单位，线程是调度执行的基本单位B.线程拥有独立的地址空间，进程共享地址空间C.进程间通信只能使用管道，线程间通信只能使用共享内存D.一个进程只能包含一个线程答案：A（线程共享进程的地址空间，进程间通信方式包括管道、消息队列等）7.哈希表采用链地址法处理冲突时，若负载因子为0.75，哈希表长度为16，则平均每个链表的长度约为（）A.0.75B.1C.1.33D.2答案：A（负载因子=元素数/表长，元素数=0.75×16=12，链表平均长度=12/16=0.75）8.动态规划算法适用于解决具有（）特性的问题A.重叠子问题和最优子结构B.贪心选择性质C.无后效性和随机子问题D.子问题独立且规模递减答案：A9.以下关于TCP和UDP的描述，错误的是（）A.TCP提供可靠交付，UDP不保证B.TCP是面向连接的，UDP是无连接的C.TCP支持广播，UDP支持单播D.TCP头部比UDP头部复杂答案：C（UDP支持广播和多播，TCP仅支持单播）10.函数式编程中，以下哪个概念强调“相同输入始终返回相同输出且无副作用”（）A.高阶函数B.纯函数C.柯里化D.惰性求值答案：B11.Python中，执行以下代码后，内存中未被释放的对象是（）```pythona=[1,2,3]b=aa=None```A.列表[1,2,3]B.变量aC.变量bD.无未释放对象答案：A（b仍引用该列表，引用计数为1）12.单元测试的主要目的是（）A.验证系统整体功能B.测试模块间接口C.确保单个函数/方法正确D.模拟用户真实使用场景答案：C13.单例模式的线程安全实现中，以下哪种方式在Java中可能导致指令重排序问题（）A.饿汉式（静态常量）B.懒汉式（synchronized方法）C.双重检查锁定（DCL）未使用volatile关键字D.枚举单例答案：C（未使用volatile时，实例化可能先分配内存再初始化，导致其他线程获取到未初始化的实例）14.向量数据库主要用于存储和查询（）A.结构化表格数据B.高维向量数据（如图像、文本的嵌入表示）C.日志文件D.关系型数据库的备份数据答案：B15.以下关于二叉树的描述，正确的是（）A.完全二叉树一定是满二叉树B.满二叉树的叶子节点都在同一层C.二叉搜索树的中序遍历序列一定是降序的D.平衡二叉树（AVL树）的左右子树高度差可以超过1答案：B（满二叉树所有叶子在最后一层，且所有非叶子节点都有两个子节点）二、填空题（每空2分，共20分）1.快速排序的平均时间复杂度是____，最坏时间复杂度是____。答案：O(nlogn)，O(n²)2.Python中用于捕获特定异常类型的关键字是____。答案：except3.已知某二叉树的后序遍历序列为DEBFC，中序遍历序列为DBEAC，则前序遍历序列是____。答案：ABDEC（后序最后是根A，中序分割左子树DBE，右子树C；左子树后序DEB，根B，中序D-B-E，故前序A-B-D-E-C）4.关系型数据库中，外键约束用于保证____。答案：参照完整性5.在Java中，线程的生命周期状态包括新建（New）、运行（Runnable）、阻塞（Blocked）、等待（Waiting）、超时等待（TimedWaiting）和____。答案：终止（Terminated）6.哈希函数的设计目标包括均匀分布、低碰撞率和____。答案：计算高效（或快速计算）7.动态规划中，状态定义需要满足____，即当前状态的决策不影响未来状态的选择。答案：无后效性8.TCP三次握手中，客户端发送的第二个报文段包含的标志位是____。答案：ACK（确认位）9.函数式编程中，reduce函数的作用是将序列中的元素通过指定函数____。答案：累积计算为单个值10.操作系统中，进程调度的主要任务是从____中选择一个进程分配CPU。答案：就绪队列三、编程题（共50分）1.（10分）编写一个Python函数，判断输入的字符串是否为合法的IPv4地址。合法IPv4地址由四个0-255的整数组成，用点分隔，不能有前导零（除非该部分是0）。例如，"192.168.1.1"合法，"192.168.001.1"不合法，"256.0.0.1"不合法。参考代码：```pythondefis_valid_ipv4(s:str)->bool:parts=s.split('.')iflen(parts)!=4:returnFalseforpartinparts:ifnotpart.isdigit():returnFalseiflen(part)>1andpart[0]=='0':前导零检查returnFalsenum=int(part)ifnum<0ornum>255:returnFalsereturnTrue```2.（15分）给定一个整数数组nums和一个整数k，找出数组中和为k的最长连续子数组的长度。如果不存在这样的子数组，返回0。例如，输入nums=[1,-1,5,-2,3],k=3，输出4（子数组[1,-1,5,-2]和为3，长度4）。参考代码（前缀和+哈希表优化）：```pythondeflongest_subarray_sum(nums:list[int],k:int)->int:prefix_sum=0sum_map={0:-1}记录前缀和:最早出现的索引max_len=0fori,numinenumerate(nums):prefix_sum+=numtarget=prefix_sumkiftargetinsum_map:current_len=isum_map[target]ifcurrent_len>max_len:max_len=current_lenifprefix_sumnotinsum_map:仅保留最早出现的前缀和sum_map[prefix_sum]=ireturnmax_len```3.（15分）设计一个函数，计算两个大整数（以字符串形式输入）的乘积，返回结果的字符串形式。例如，输入"123"和"456"，输出"56088"。参考代码（竖式乘法）：```pythondefmultiply(num1:str,num2:str)->str:ifnum1=="0"ornum2=="0":return"0"m,n=len(num1),len(num2)res=[0](m+n)foriinrange(m-1,-1,-1):n1=int(num1[i])forjinrange(n-1,-1,-1):n2=int(num2[j])total=res[i+j+1]+n1n2res[i+j+1]=total%10个位res[i+j]+=total//10进位转换结果并去除前导零res_str=''.join(map(str,res))res_str=res_str.lstrip('0')returnres_strifres_strelse"0"```4.（10分）给定一个无向图的邻接表（用字典表示，如{0:[1,2],1:[0,3],2:[0],3:[1]}），判断该图是否为二分图。二分图的定义是可以将所有顶点分成两个集合，使得每条边的两个顶点分别属于不同的集合。参考代码（BFS着色法）：```pythonfromcollectionsimportdequedefis_bipartite(graph:dict)->bool:color={}0和1表示两种颜色fornodeingraph:ifnodenotincolor:queue=deque([node])color[node]=0whilequeue:current=queue.popleft()forneighboringraph[current]: