中国人民大学《Java》2023-2024学年第一学期期末试卷

中国人民大学《Java》2023-2024学年第一学期期末试卷考试科目：Java程序设计考试时间：120分钟满分分值：100分适用专业：计算机科学与技术、软件工程、信息安全等相关专业注意事项：1.答题前请将姓名、学号、班级填写在答题纸指定位置，答案一律写在答题纸上，写在试卷上无效；2.答题时需字迹清晰、规范，编程题需写出完整代码（含包声明、类定义、主方法，可省略注释），运行结果需注明；3.禁止携带电子设备、参考资料，严禁抄袭、作弊，一经发现按学校考试纪律处理；4.考试结束后，将试卷、答题纸一并交回，不得私自留存。一、单项选择题（每题2分，共20分）1.下列关于Java语言特性的描述，错误的是（）A.Java是跨平台语言，依托JVM实现“一次编写，处处运行”B.Java支持单继承，一个类只能有一个直接父类，但可以实现多个接口C.Java中的基本数据类型包括int、float、String、booleanD.Java是面向对象语言，核心特性包括封装、继承、多态2.下列关于Java源文件编译与执行的说法，正确的是（）A.Java源文件的扩展名为.class，编译后生成.java文件B.编译命令为java，执行命令为javacC.源文件经javac编译器编译后生成符合JVM规范的字节码文件，再由JVM解析执行D.一个Java源文件中可以有多个public类，且类名可以与文件名不一致3.下列关于访问控制符的作用，说法错误的是（）A.public修饰的类、方法、属性，可被所有包中的类访问B.private修饰的成员，仅能在本类内部访问，子类也无法访问C.protected修饰的成员，仅能在同一个包内的类访问D.默认访问权限（无修饰符），仅能被同一个包内的类访问4.下列关于static关键字的描述，正确的是（）A.static修饰的成员变量，属于对象实例，每个对象都有独立的副本B.static修饰的方法，可直接通过类名调用，无需创建对象实例C.static修饰的方法中，可直接访问非static成员变量和非static方法D.static代码块在创建对象时执行，每次创建对象都会执行一次5.下列关于构造方法的说法，错误的是（）A.构造方法的名称必须与类名完全一致，且无返回值类型（包括void）B.一个类可以有多个构造方法，构成方法重载C.若未手动定义构造方法，Java会自动生成一个无参构造方法D.构造方法可以被static修饰，方便通过类名直接调用6.下列关于数组的描述，错误的是（）A.Java数组必须先声明、再初始化，才能使用B.数组的长度一旦确定，无法修改C.int[]arr=newint[5];初始化后，数组中每个元素的默认值为0D.可以通过arr.length()方法获取数组的长度7.下列关于异常处理的说法，正确的是（）A.try块中代码发生异常，会直接终止程序运行，不会执行catch块B.一个try块可以搭配多个catch块，捕获不同类型的异常，子类异常需放在父类异常之前C.finally块中的代码，只有在try块中无异常时才会执行D.throw用于声明方法可能抛出的异常，throws用于手动抛出异常对象8.下列关于字符串的描述，正确的是（）A.String类是可变字符串，可通过append()方法修改字符串内容B."java程序设计".length()返回值为8，因为Java中中文字符占1个charC.Strings1="abc";Strings2="abc";s1==s2的结果为falseD.String类的equals()方法与==作用相同，均用于比较字符串内容9.下列关于多态的实现，说法正确的是（）A.多态的实现无需满足“继承”和“方法重写”条件B.向上转型是指子类对象赋值给父类引用，转型后可调用子类特有的方法C.方法重写要求子类方法与父类方法的方法名、参数列表、返回值类型完全一致（除协变返回值）D.多态仅能通过方法重写实现，无法通过接口实现10.下列关于JavaIO流的描述，正确的是（）A.字节流用于处理文本文件，字符流用于处理二进制文件B.BufferedReader属于字符流，具有缓冲功能，可提高读取效率C.FileInputStream是字符输入流，用于读取字符数据D.流操作结束后，无需关闭，Java会自动释放资源二、填空题（每空1分，共10分）1.Java中，基本数据类型int的取值范围是__________，char类型的取值范围是__________。2.实现多线程的两种方式分别是__________和__________。3.封装的核心是将类的__________私有化，通过__________和__________对外提供访问接口。4.表达式intx=1,y=2,z=3;y+=z--/++x;执行后，y的值为__________。5.final关键字修饰类时，表示该类__________；修饰方法时，表示该方法__________。三、判断题（每题1分，共10分，对的打“√”，错的打“×”）1.Java语言中，类的继承关系具有传递性，若A继承B，B继承C，则A继承C。（）2.抽象类可以实例化对象，抽象方法必须在抽象类中定义。（）3.接口中所有方法默认是publicabstract修饰，所有成员变量默认是publicstaticfinal修饰。（）4.局部变量必须先初始化，才能使用；成员变量无需初始化，有默认值。（）5.方法重载要求方法名相同，参数列表（参数个数、类型、顺序）不同，与返回值类型无关。（）6.Java中的异常分为Checked异常和Unchecked异常，RuntimeException属于Checked异常。（）7.静态内部类不持有外部类的引用，可直接通过外部类名访问。（）8.7/3在Java中结果为2，因为Java中整型除法会截断小数部分，不进行四舍五入。（）9.使用ArrayList集合时，其长度可以动态变化，无需提前指定容量。（）10.线程同步的核心是防止多个线程同时操作共享资源，可通过synchronized关键字实现。（）四、简答题（每题5分，共20分）1.简述Java中JVM的核心组成部分及各部分的作用。2.简述面向对象三大特性（封装、继承、多态）的含义及作用。3.简述try-catch-finally语句的执行流程，若try块中发生异常、未发生异常、catch块中又发生异常，finally块是否执行？4.简述Java中String、StringBuffer、StringBuilder的区别，分别适用于什么场景？五、程序阅读题（每题5分，共10分）1.阅读下列Java代码，写出程序运行后的输出结果，并简要说明原因。java

classParent{

publicvoidshow(){

System.out.println("Parent类的show方法");

}

}

classChildextendsParent{

@Override

publicvoidshow(){

System.out.println("Child类的show方法");

}

publicvoidshow(intnum){

System.out.println("Child类的重载show方法，参数："+num);

}

}

publicclassTest{

publicstaticvoidmain(String[]args){

Parentp=newChild();

p.show();

//p.show(10);//注释1：若取消注释，是否能编译通过？说明原因

Childc=newChild();

c.show();

c.show(10);

}

}2.阅读下列Java代码，写出程序运行后的输出结果，并简要说明异常处理的执行过程。java

publicclassExceptionTest{

publicstaticvoidmain(String[]args){

try{

int[]arr=newint[3];

System.out.println(arr[5]);//可能发生异常

System.out.println("try块中异常后的代码");

}catch(ArrayIndexOutOfBoundsExceptione){

System.out.println("捕获到数组越界异常："+e.getMessage());

}catch(Exceptione){

System.out.println("捕获到通用异常");

}finally{

System.out.println("finally块代码，无论是否发生异常都会执行");

}

System.out.println("程序继续执行");

}

}六、编程题（每题10分，共20分）1.编写一个Java程序，实现以下功能：（1）定义一个Student类，包含私有成员变量：学号（id，int）、姓名（name，String）、成绩（score，double）；（2）提供无参构造方法、有参构造方法，以及所有成员变量的getter和setter方法；（3）重写toString()方法，返回学生信息（格式：学号：XXX，姓名：XXX，成绩：XXX）；（4）定义测试类TestStudent，在main方法中创建3个Student对象，存入ArrayList集合中，遍历集合并输出所有学生信息，同时计算3名学生的平均成绩并输出。2.编写一个Java程序，实现以下功能：（1）从键盘输入一个字符串（使用Scanner类）；（2）统计该字符串中大写字母、小写字母、数字、其他字符的个数；（3）将该字符串中的小写字母转换为大写字母，大写字母转换为小写字母，数字和其他字符保持不变，输出转换后的字符串；（4）处理输入异常（若输入为空或非法字符，提示“输入无效，请重新输入”）。参考答案及评分标准（附页）一、单项选择题（每题2分，共20分）1.C2.C3.C4.B5.D6.D7.B8.B9.C10.B二、填空题（每空1分，共10分）1.-2³¹~2³¹-1；0~655352.继承Thread类；实现Runnable接口3.成员变量；getter方法；setter方法4.35.不可继承；不可重写三、判断题（每题1分，共10分）1.√2.×3.√4.√5.√6.×7.√8.√9.√10.√四、简答题（每题5分，共20分，答案合理即可酌情给分）1.JVM核心组成部分及作用：（1）类加载子系统：负责加载.class字节码文件到JVM中，完成类的初始化；（1分）（2）运行时数据区：包括方法区、堆、虚拟机栈、本地方法栈、程序计数器，用于存储程序运行时的数据和指令；（2分）（3）执行引擎：包括解释器和JIT即时编译器，负责解析和执行字节码指令；（1分）（4）垃圾回收器（GC）：负责回收堆内存中不再使用的对象，释放内存资源。（1分）2.面向对象三大特性：（1）封装：将类的成员变量私有化，通过公共方法对外提供访问接口，隐藏内部实现细节，提高代码安全性和可维护性；（2分）（2）继承：子类继承父类的属性和方法，减少代码冗余，实现代码复用，同时可扩展父类功能；（2分）（3）多态：同一方法在不同对象上有不同的实现，提高代码的灵活性和扩展性，可通过方法重写和向上转型实现。（1分）3.try-catch-finally执行流程：（1）正常执行：执行try块中所有代码，不执行catch块，最后执行finally块；（1分）（2）try块发生异常：立即终止try块后续代码，匹配对应的catch块并执行，最后执行finally块；（1分）（3）catch块发生异常：终止当前catch块代码，若有上级catch块则匹配，否则程序终止，finally块仍会执行；（2分）结论：无论try块是否发生异常、catch块是否发生异常，finally块都会执行（除非程序调用System.exit(0)强制终止）。（1分）4.String、StringBuffer、StringBuilder区别及适用场景：（1）String：不可变字符串，每次修改都会创建新对象，效率低，适合字符串不频繁修改的场景（如常量定义）；（2分）（2）StringBuffer：可变字符串，线程安全，效率较低，适合多线程环境下字符串频繁修改的场景；（2分）（3）StringBuilder：可变字符串，线程不安全，效率高，适合单线程环境下字符串频繁修改的场景（如普通字符串拼接）。（1分）五、程序阅读题（每题5分，共10分）1.输出结果：（3分）Child类的show方法Child类的show方法Child类的重载show方法，参数：10原因：（2分）Parentp=newChild();是向上转型，父类引用指向子类对象，调用show()方法时，执行子类重写的方法；注释1取消后无法编译通过，因为父类引用无法调用子类特有的重载方法（show(intnum)）；Childc=newChild();可直接调用子类的重写方法和重载方法。2.输出结果：（3分）捕获到数组越界异常：5finally块代码，无论是否发生异常都会执行程序继续执行执行过程：（2分）try块中执行arr[5]，发生数组越界异常，终止try块后续代码；匹配第一个catch块（ArrayIndexOutOfBoundsException），执行catch块代码；无论是否发生异常，执行finally块代码；最后执行finally块后的程序代码。六、编程题（每题10分，共20分，代码正确、功能实现即可酌情给分，语法错误酌情扣分）1.参考代码：java

importjava.util.ArrayList;

importjava.util.Iterator;

classStudent{

//私有成员变量

privateintid;

privateStringname;

privatedoublescore;

//无参构造

publicStudent(){}

//有参构造

publicStudent(intid,Stringname,doublescore){

this.id=id;

=name;

this.score=score;

}

//getter和setter方法

publicintgetId(){

returnid;

}

publicvoidsetId(intid){

this.id=id;

}

publicStringgetName(){

returnname;

}

publicvoidsetName(Stringname){

=name;

}

publicdoublegetScore(){

returnscore;

}

publicvoidsetScore(doublescore){

this.score=score;

}

//重写toString方法

@Override

publicStringtoString(){

return"学号："+id+"，姓名："+name+"，成绩："+score;

}

}

publicclassTestStudent{

publicstaticvoidmain(String[]args){

//创建3个Student对象

Students1=newStudent(101,"张三",90.5);

Students2=newStudent(102,"李四",88.0);

Students3=newStudent(103,"王五",95.5);

//存入ArrayList集合

ArrayList<Student>list=newArrayList<>();

list.add(s1);

list.add(s2);

list.add(s3);

//遍历集合，输出学生信息

System.out.println("学生信息如下：");

doublesum=0;

for(Students:list){

System.out.println(s);

sum+=s.getScore();

}

//计算平均成绩并输出

doubleavg=sum/list.size();

System.out.println("3名学生的平均成绩："+avg);

}

}评分标准：Student类定义正确（成员变量、构造方法、getter/setter）4分；重写toString()方法1分；测试类中创建对象、存入集合2分；遍历集合、计算平均成绩3分。2.参考代码：java

importjava.util.Scanner;

publicclassStringTest{

publicstaticvoidmain(String[]args){

Scannerscanner=newScanner(System.in);

while(true){

try{

System.out.print("请输入一个字符串：");

Stringstr=scanner.nextLine();

//判断输入是否为空

if(str==null||str.trim().isEmpty()){

thrownewException("输入为空");

}

//统计各类字符个数

intupper=0,lower=0,digit=0,other=0;

for(inti=0;i<str.length();i++){

charc=str.charAt(i);

if(Character.isUpperCase(c)){

upper++;

}elseif(Character.isLowerCase(c)){

lower++;

}elseif(Character.isDigit(c)){

digit++;

}else{

other++;

}

}

//字符大小写转换

StringBuildersb=newStrin