2025年成年人编程函数式编程基础考试试题及答案

2025年成年人编程函数式编程基础考试试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.以下关于纯函数的描述，正确的是（）A.相同输入可能返回不同输出B.执行过程中会修改外部变量C.输出仅由输入决定且无副作用D.允许调用系统时间函数获取当前时间2.在函数式编程中，高阶函数的典型特征是（）A.函数参数数量大于2B.函数返回值类型为数值C.接受函数作为参数或返回函数D.必须使用递归实现3.柯里化（Currying）的主要目的是（）A.减少函数调用时的参数数量B.将多参数函数转换为单参数函数链C.提高函数执行效率D.避免闭包带来的内存问题4.下列哪项操作最符合函数式编程的“不可变数据”原则？（）A.直接修改数组的某个元素值B.对原数组排序后返回新数组C.使用push方法向数组末尾添加元素D.通过引用修改对象的属性值5.Haskell中`map(+1)[1,2,3]`的执行结果是（）A.[1,2,3]B.[2,3,4]C.[1+1,2+1,3+1]D.编译错误6.函数式编程中处理副作用的常用模式是（）A.尽可能将副作用封装在纯函数内部B.使用Monad（单子）结构隔离副作用C.允许全局变量传递状态D.通过异常捕获处理所有副作用7.以下代码片段（JavaScript）中，符合函数式编程风格的是（）A.```javascriptlettotal=0;functionsum(arr){for(leti=0;i<arr.length;i++){total+=arr[i];}returntotal;}```B.```javascriptfunctionsum(arr){returnarr.reduce((acc,cur)=>acc+cur,0);}```C.```javascriptfunctionsum(arr){letresult=0;arr.forEach(num=>result+=num);returnresult;}```D.```javascriptfunctionsum(arr){arr=[...arr];arr[0]=0;returnarr.reduce((acc,cur)=>acc+cur,0);}```8.递归在函数式编程中被优先使用的主要原因是（）A.递归代码更易调试B.避免使用可变的循环变量C.运行效率通常高于迭代D.所有语言都支持尾递归优化9.下列关于惰性求值（LazyEvaluation）的描述，错误的是（）A.仅在需要结果时才执行计算B.可以处理无限长度的列表C.会增加内存占用D.常见于Haskell等函数式语言10.函数组合（FunctionComposition）的数学表达式可表示为（）A.(f∘g)(x)=f(g(x))B.(f∘g)(x)=g(f(x))C.(f+g)(x)=f(x)+g(x)D.(f×g)(x)=f(x)×g(x)二、填空题（每空2分，共20分）1.函数式编程的三大核心特征是：________、________、________。2.JavaScript中常用的数组高阶函数包括________、________、________（至少写出3个）。3.纯函数的两个必要条件是：________和________。4.尾递归优化的作用是________。三、简答题（每题8分，共40分）1.解释“不可变数据”在函数式编程中的意义，并举例说明如何实现。2.比较命令式编程与函数式编程在解决“计算数组所有偶数的平方和”问题时的代码差异（用伪代码说明）。3.什么是Monad？它在函数式编程中解决了什么问题？4.说明高阶函数`filter`的工作原理，并给出一个使用`filter`和`map`组合解决实际问题的例子（语言不限）。5.为什么函数式编程推荐使用递归而非循环？请结合具体场景说明。四、编程题（共20分）1.（8分）使用JavaScript编写一个纯函数`transformData`，输入为包含字符串的数组（如`["apple","banana","cherry"]`），输出为新数组，要求：过滤掉长度小于5的字符串；剩余字符串转为首字母大写，其余小写；结果数组按字母顺序排序。2.（6分）用Haskell实现一个柯里化函数`addThree`，支持以下调用方式：`addThree123`、`addThree12$3`、`addThree1$2$3`（要求最终结果为6）。3.（6分）使用Python编写一个递归函数`countChars`，计算字符串中某个字符（如'a'）出现的次数，要求不使用内置的`count`方法，且不修改输入字符串。--答案一、单项选择题1.C2.C3.B4.B5.B6.B7.B8.B9.C10.A二、填空题1.纯函数、不可变数据、高阶函数（顺序可调整）2.map、filter、reduce（或find、some、every等）3.相同输入始终返回相同输出（引用透明）、无副作用（不修改外部状态或输入参数）4.避免递归调用导致的栈溢出（或：将递归转化为迭代的优化，保持常数级栈空间）三、简答题1.意义：不可变数据指数据创建后无法修改，只能通过创建新数据替代。其意义在于避免因共享状态修改导致的意外副作用，提高代码可预测性和并发安全性。例如，JavaScript中修改数组时不直接操作原数组，而是用`map`提供新数组：`constnewArr=oldArr.map(x=>x2);`，原`oldArr`保持不变。2.命令式编程关注“如何做”，通过循环和状态修改实现；函数式编程关注“做什么”，通过组合高阶函数实现。命令式伪代码：```sum=0fornuminarray:ifnum%2==0:sum+=numnumreturnsum```函数式伪代码（以Python为例）：```sum(x2forxinarrayifx%2==0)```或使用`map`+`filter`+`reduce`：```fromfunctoolsimportreducereduce(lambdaa,b:a+b,map(lambdax:x2,filter(lambdax:x%2==0,array)),0)```3.Monad是一种设计模式，用于描述和组合带有副作用或复杂上下文（如错误处理、IO操作）的计算。它通过定义`unit`（将值包装为Monad）和`bind`（组合Monad操作）方法，将副作用封装在Monad上下文中，使代码保持函数式风格的组合性。例如，Haskell中的`Maybe`Monad用于处理可能失败的计算，避免显式的空值检查。4.`filter`接收一个谓词函数（返回布尔值）和一个列表，返回列表中满足谓词的元素。例如，用`filter`筛选出数组中的偶数，再用`map`计算平方，最后用`reduce`求和：JavaScript示例：```javascriptconstnums=[1,2,3,4,5];constevenSquaresSum=nums.filter(num=>num%2===0)//筛选偶数[2,4].map(even=>even2)//计算平方[4,16].reduce((acc,cur)=>acc+cur,0);//求和20```5.函数式编程避免可变状态，循环通常依赖可变的循环变量（如`i++`），而递归通过函数参数传递状态，保持不可变性。例如，计算阶乘时，迭代需要维护`result`变量，而递归通过参数传递中间结果：递归实现（JavaScript）：```javascriptconstfactorial=n=>n===0?1:nfactorial(n1);```递归无需修改任何变量，符合函数式编程原则；而迭代的`letresult=1;`涉及可变状态，可能引入副作用。四、编程题1.JavaScript实现：```javascriptfunctiontransformData(arr){//纯函数：不修改原数组，仅通过高阶函数处理returnarr.filter(str=>str.length>=5)//过滤长度≥5的字符串.map(str=>str[0].toUpperCase()+str.slice(1).toLowerCase())//首字母大写，其余小写.sort((a,b)=>a.localeCompare(b));//按字母顺序排序}//示例测试：transformData(["apple","banana","cherry"])→["Apple","Banana","Cherry"]（假设原数组无长度<5的元素）```2.Haskell实现（柯里化本质是多参数函数转换为单参数函数链）：```haskelladdThree::Int->Int->Int->IntaddThreexyz=x+y+z-柯里化自动支持多种调用方式：-addThree123→6-addThree12$3→(addThree12)3→6-addThree1$2$3→addThree1(2(3))→6（因Haskell默认右结合）```3.Python递归实现：```python