2024年12月GESP编程能力认证C++等级考试四级真题(含答案和解析-在末尾)

2024年12月GESP编程能力认证C++等级考试四级真题(含答案和解析-在末尾)一、单选题（每题2分，共30分）。1.下面的语句中，（）正确定义了一个计算浮点数的平方(x^{2}=x×x)的函数，并成功调用该函数。A.B.C.D.2.下面代码的描述中，正确的是（）。voidn_chars(charc,intn){while(n-->0)cout<<c;}charmy_char='w';inttimes=5;n_chars(my_char,times);A.代码执行结束后，times的值为0。B.n是形参，times是实参。C.n是实参，times是形参。D.代码最后一行换成n_chars(times,my_char);也可以。3.给定以下代码，执行上述代码后，变量a的值为（）。voidfunc(int&x){x=x*2;}inta=5;func(a);A.5B.10C.15D.204.运行下面代码，屏幕上输出是（）。double*p_arr=newdouble[3];p_arr[0]=0.2;p_arr[1]=0.5;p_arr[2]=0.8;p_arr+=1;cout<<p_arr[0]<<endl;p_arr-=1;deletep_arr;A.0.2B.0.5C.1.2D.1.55.运行下面代码片段后，x和*p的结果分别是（）。intx=20;int*p=&x;*p=*p+2;A.2020B.2022C.2220D.22226.下面的描述中，（）不能正确定义一个名为Student的结构体以及一个包含20个元素的结构数组。A.B.C.D.7.假定整型是32位，对一个2行3列的二维整数数组array，假设数组第一个元素在内存中的地址为0x7ffee4065820，则第2行第2个元素的地址&array[1][1]为（）。intarray[2][3]={{0,1,2},{3,4,5}};A.0x7ffee4065824B.0x7ffee4065828C.0x7ffee406582cD.0x7ffee40658308.下面（）正确定义二维数组。A.inta[3][]B.inta[][];C.inta[][4];D.inta[][2]={{1,2},{1,2},{3,4}};9.下面代码采用递推算法来计算斐波那契数列f(n)=f(n-1)+f(n-2)，则横线上应填写（）。intfib(intn){if(n==0||n==1)returnn;intf1=0;intf2=1;intresult=0;for(inti=2;i<=n;i++){_______________________//在此处填入代码。}returnresult;}A.B.C.D.10.下面关于排序算法（冒泡排序、插入排序和选择排序）的描述中，不正确的是（）。A.冒泡排序基于元素交换实现，需借助临时变量，共涉及个单元操作；而插入排序基于元素赋值实现，仅需个单元操作。因此冒泡排序的计算开销通常比插入排序更高。B.选择排序在任何情况下的时间复杂度都为O(n2})。C.冒泡排序在任何情况下的时间复杂度都为O(n2})。D.如果给定数据部分有序，插入排序通常比选择排序效率更高。11.冒泡排序的第一轮操作是从左到右遍历数组，通过两两比较相邻元素，将当前最大的元素移动到末尾。给定数组arr[]={4,1,3,1,5,2}，执行第一轮冒泡排序后数组arr中的内容为（）。A.1,4,3,1,5,2B.1,3,1,4,2,5C.1,4,3,1,2,5D.4,1,3,1,5,212.给定如下代码，其时间复杂度为（）。intcellRecur(intn){if(n==1)return1;returncellRecur(n-1)+cellRecur(n-1)+1;}A.O(n2)B.O(2n)C.O(1)D.O(n)13.下面代码实现了插入排序函数，则横线上应填写（）。voidinsertion_sort(vector<int>&nums){for(inti=1;i<nums.size();i++){________________________________//在此处填入代码。while(j>=0&&nums[j]>base){nums[j+1]=nums[j];j--;}nums[j+1]=base;}}A.intbase=nums[i],j=i-1;B.intbase=nums[i],j=i;C.intbase=nums[0],j=i-1;D.intbase=nums[0],j=i;14.下面哪种方式不能实现将字符串"WelcometoGESP!"输出重定向到文件log.txt（）。A.B.C.D.15.运行下面的代码，将出现什么情况？（）。doublehmean(doublea,doubleb){if(a==-b)throwruntime_error("Runtimeerroroccurred");return2.0*a*b/(a+b);}intmain(){doublex=10;doubley=-10;try{intresult=hmean(x,y);cout<<"hmean:"<<result<<endl;}catch(construntime_error&e){cout<<"Caught:"<<e.what()<<endl;}catch(…){cout<<"Caughtanunknownexception."<<endl;}return0;}A.屏幕上输出Caught:RuntimeerroroccurredB.屏幕上输出CaughtanunknownexceptionC.程序调用std::terminate()D.编译错误二、判断题（每题2分，共20分）。16.在C++中，下面代码可以正确定义指针和初始化指针（）。int*ptr;*ptr=10;A.正确B.错误17.一个函数必须在调用之前既声明又定义（）。A.正确B.错误18.函数参数可以通过值传递、引用传递和指针传递，这样函数内对参数的修改可以直接修改传入变量的值（）。A.正确B.错误19.题intarr[3][]是一个正确的二维数组的声明（）。A.正确B.错误20.递推是一种通过已知的初始值和递推公式，逐步求解目标值的算法（）。A.正确B.错误21.某算法的递推关系式为T(n)=T(n-1)+n（n为正整数）及T(0)=1，则该算法的时间复杂度为O(n2)。（）。A.正确B.错误22.冒泡排序的平均时间复杂度为O(n2)，但最优情况下为O(n)。（）。A.正确B.错误23.冒泡排序和插入排序都是稳定的排序算法（）。A.正确B.错误24.选择排序是稳定的排序算法（）。A.正确B.错误25.在C++语言中，如果一个函数可能抛出异常，那么一定要在try子句里调用这个函数（）。A.正确B.错误三、编程题（每题25分，共50分）。26.题Recamán。时间限制：1.0s。内存限制：512.0MB。题目描述：小杨最近发现了有趣的Recamán数列，这个数列是这样生成的。数列的第一项a1是1。如果ak-1-k是正整数并且没有在数列中出现过，那么数列的第k项ak为ak-1-k，否则为ak-1+k。小杨想知道Recamán数列的前n项从小到大排序后的结果。手动计算非常困难，小杨希望你能帮他解决这个问题。输入格式：第一行，一个正整数n。输出格式：一行，n个空格分隔的整数，表示Recamán数列的前n项从小到大排序后的结果。样例解释：对于样例1，n=5。a1=1。a1-2=-1，不是正整数，因此a2=a1+2=3。a2-3=0，不是正整数，因此a3=a2+3=6。a3-4=2，是正整数，且没有在数列中出现过，因此a4=2。a4-5=-3，不是正整数，因此a5=a4+5=7。a1,a2,a3,a4,a5从小到大排序后的结果为12367。数据范围：对于所有数据点，保证1≤n≤3000。27.字符排序。时间限制：1.0s。内存限制：512.0MB。题目描述：小杨有n个仅包含小写字母的字符串s1,s2…sn，小杨想将这些字符串按一定顺序排列后拼接到一起构成字符串t。小杨希望最后构成的字符串t满足。（1）假设ti为字符串t的第i个字符，对于所有的j<i均有tj≤ti。（2）两个字符的大小关系与其在字母表中的顺序一致，例如e<g<p<s。小杨想知道是否存在满足条件的字符串排列顺序。输入格式：第一行包含一个正整数T，代表测试数据组数。对于每组测试数据，第一行包含一个正整数n，含义如题面所示。之后n行，每行包含一个字符串si。输出格式：对于每组测试数据，如果存在满足条件的排列顺序，输出1，否则输出0。样例。样例解释：对于第一组测试数据，一种可行的排列顺序为aa+ac+de，构成的字符串t为aaacde，满足条件。对于全部数据，保证有1≤t,n≤100，每个字符串的长度不超过10。答案解析如下。1.答案：A。解析：在C++中，函数的定义和调用需要遵循一定的规则。A选项是正确的。它定义了一个返回类型为float的函数square，该函数接受一个float类型的参数x，并返回x*x的结果。然后，它成功地调用了这个函数，并将结果赋值给area。B选项中square函数的定义体中没有声明的返回值的类型，就把返回值赋值给了变量aera（float类型）。此选项不是一个良好的编程实践。C选项中square函数的返回类型被定义为void，这意味着此函数不返回任何的值。但是函数还是试图通过return语句返回float类型的值。此选项错误。D选项也是定义了square函数的返回类型为void，但是还试图将函数的调用结果赋值给变量area。此选项错误。2.答案：B。解析：这道题目是关于C++函数参数的传递方式。在C++中，函数参数可以是按值传递（passbyvalue）或者按引用传递（passbyreference）。让我们逐一分析每个选项。A这个选项是错误的。在C++中，当一个整数变量作为实参传递给函数时，它是按值传递的，这意味着函数内部对参数的修改不会影响到原始变量。在这个例子中，times作为实参传递给n_chars函数，函数内部的n--操作不会影响到times的值。因此，代码执行结束后，times的值仍然是5。B这个选项是正确的。在函数定义中，n是形式参数（形参），而times是在函数调用时传递的实际参数（实参）。C这个选项是错误的。n在函数定义中是形式参数，而times在函数调用中是实际传递的参数。D这个选项是错误的。如果将代码最后一行改为n_chars(times,my_char)，那么times将被传递为char类型的参数，而不是int类型，这将导致编译错误，因为times是int类型，而my_char是char类型。3.答案：B。解析：在C++中，当函数参数使用引用（int&x）时，函数内部对该参数的修改会影响到原始变量。这是因为引用传递的是变量的地址，而不是变量的副本。在func函数内部，x=x*2;这行代码将x的值翻倍。由于x是a的引用，所以a的值也变为10。4.答案：B。解析：这段C++代码涉及到指针的移动和数组元素的访问。让我们逐步分析代码。double*p_arr=newdouble[3];这行代码在堆上分配了一个包含3个double类型元素的数组，并让指针p_arr指向这个数组的第一个元素。p_arr[0]=0.2;将数组的第一个元素设置为0.2。p_arr[1]=0.5;将数组的第二个元素设置为0.5。p_arr[2]=0.8;将数组的第三个元素设置为0.8。p_arr+=1;这行代码将指针p_arr向后移动一个double类型的大小，现在p_arr指向数组的第二个元素。cout<<p_arr[0]<<endl;这行代码输出p_arr指向的元素（即数组的第二个元素）的值，也就是0.5。p_arr-=1;这行代码将指针p_arr向前移动一个double类型的大小，使其再次指向数组的第一个元素。deletep_arr;释放之前分配的数组内存。根据上述分析，屏幕上输出的值应该是0.5。5.答案：D。解析：这段C++代码涉及到指针的基本操作。让我们逐步分析代码。intx=20;这行代码定义了一个整型变量x并赋值为20。int*p=&x;这行代码定义了一个整型指针p并将其初始化为指向x的地址。*p=*p+2;这行代码通过指针p来访问x的值，并将其增加2。由于*p原本是20，增加2后变为22。在C++中，*p表示指针p所指向的值。因此，执行完*p=*p+2;后，x的值变为22，同时*p也等于22，因为p指向x。所以，执行上述代码片段后，x和*p的结果都是22。6.答案：D。解析：在C++中，定义结构体（struct）和数组的方式有特定的规则。让我们逐一分析每个选项。A这个选项是正确的。它首先定义了一个名为Student的结构体，然后定义了一个包含20个Student类型的元素的数组students。B这个选项是正确的。它定义结构体Student后，直接使用Student作为类型来声明一个数组students，包含20个Student类型的元素。在C++中，这是完全合法的，因为Student已经是一个定义好的类型名，可以用来声明变量或数组。C这个选项是正确的。它定义了一个名为Student的结构体，并且正确地创建了一个指向20个Student类型元素的指针数组students。D这个选项是错误的。在C++中，不能使用new关键字来分配一个结构体数组。new关键用于动态分配单个对象，而不是数组。因此，D选项不能正确定义一个Student的结构体以及一个包含20个Student类型的元素的数组，答案为D。7.答案：D。解析：在C++中，二维数组在内存中是连续存储的。对于一个2行3列的二维整数数组array[2][3]，一共包含6个元素，每个元素都是一个32位（4字节）的整数。可以把这个二维整数数组看做是一个包含6个元素的一维数组，array[1][1]排在第5位。因此对于数组的起始位置，偏移4字节*4=16字节，就可以得到array[1][1]的地址。因为地址是16进制表示的，我们先将16字节转换成16进制为0x10，然后计算&array[1][1]：0x7ffee4065820+0x10=0x7ffee4065830。8.答案：D。解析：这道题目考察的是如何正确定义二维数组。在C++中，二维数组的定义需要指定每一维的大小。让我们逐一分析选项。A项inta[3][];这个定义是不正确的。虽然第一维的大小被指定为3，但第二维的大小没有被指定，这是不允许的。B项inta[][];这个定义也是不正确的。这里既没有指定第一维的大小，也没有指定第二维的大小，这是不允许的。C项inta[][4];这个定义同样是不正确的。虽然第二维的大小被指定为4，但第一维的大小没有被指定，这也是不允许的。D项inta[][2]={{1,2},{1,2},{3,4}};这个定义是正确的。虽然第一维的大小没有被显式指定，但由于初始化列表提供了具体的元素，编译器可以推断出第一维的大小为3（因为有三组元素）。第二维的大小被指定为2，且每个子数组都恰好包含两个元素，因此这是一个有效的二维数组定义。9.答案：A。解析：我们需要在循环中更新result，使其等于前两个斐波那契数之和，并且需要更新f1和f2的值，以便在下一次迭代中正确计算下一个斐波那契数。选项分析。A这个选项是正确的。它首先计算当前的斐波那契数（result）为f1和f2之和，然后依次更新f1和f2。B这个选项不正确。result应该是f1与f2之和，而不是累加操作。C这个选项也不正确。同样，result应该是赋值操作，而不是累加操作。D这个选项也不正确。Result的赋值操作是正确的，但是下面更新f1和f2的两行代码顺序写反了，会导致f1和f2的值都等于result，而不是f1等于f2，f2等于result。10.答案：C。解析：这道题目考察的是对几种常见排序算法（冒泡排序、插入排序和选择排序）的理解。我们逐一分析每个选项。A选项：正确。冒泡排序需要交换两个元素，涉及3个单元操作（temp=a;a=b;b=temp;），而插入排序只需要一个赋值操作。B选项：正确。选择排序的时间复杂度是固定的O(n2)，无论数据是否已经有序。C选项：不完全正确。虽然冒泡排序的最坏情况和平均情况的时间复杂度都是O(n2)，但在最好情况下（即数组已经是有序的），冒泡排序可以通过增加flag来判断在第一次遍历过程中是否发生过元素位置交换，这样对于已经排好序的数组在执行完第一次遍历后就可以提前终止，从而达到O(n)的时间复杂度。D选项：正确。插入排序对于部分有序的数据集表现更好，因为它可以利用已有的有序性减少比较次数。11.答案：B。解析：冒泡排序的第一轮操作是从左到右遍历数组，通过两两比较相邻元素，将当前最大的元素移动到末尾。给定数组arr[]={4,1,3,1,5,2}，我们来逐步分析第一轮冒泡排序后的结果。比较4和1：4>1，交换位置。数组变为：{1,4,3,1,5,2}。比较4和3：4>3，交换位置。数组变为：{1,3,4,1,5,2}。比较4和1：4>1，交换位置。数组变为：{1,3,1,4,5,2}。比较4和5：4<5，不交换位置。数组保持不变：{1,3,1,4,5,2}。比较5和2：5>2，交换位置。数组变为：{1,3,1,4,2,5}。因此，执行第一轮冒泡排序后数组arr中的内容为：1,3,1,4,2,5。12.答案：B。解析：时间复杂度分析。每次递归调用都会将问题规模减小为n-1。每次递归调用都会产生两个新的递归调用。这是一个典型的指数级增长的情况，具体来说。对于n=2，调用次数为3。对于n=3，调用次数为7。对于n=4，调用次数为15。这种模式类似于2n的增长。因此，该递归函数的时间复杂度是O(2n)。13.答案：A。解析：插入排序的基本思想是将一个记录插入到已经排好序的有序表中，从而得到一个新的、记录数增1的有序表。具体步骤如下。（1）从数组的第二个元素开始，假设前面的元素已经是有序的。（2）将当前元素与前面的元素进行比较，如果当前元素小于前面的元素，则将前面的元素向后移动一位。重复上述步骤，直到找到合适的位置插入当前元素。我们需要在横线上填写正确的初始化代码。具体来说，我们需要定义两个变量。base：当前要插入的元素。j：用于遍历前面的元素。我们再逐一对选项进行分析。A项intbase=nums[i],j=i-1；这个选项是正确的。base是当前要插入的元素，j初始化为i-1，表示前面的最后一个元素。B项intbase=nums[i],j=i；这个选项不正确。j应该初始化为i-1，而不是i。C项intbase=nums[0],j=i-1；这个选项不正确。base应该是当前要插入的元素nums[i]，而不是nums[0]。D项intbase=nums[0],j=i；这个选项不正确。base应该是当前要插入的元素nums[i]，而不是nums[0]。14.答案：C。解析：这道题目考察的是如何将字符串输出重定向到文件。我们对选项逐一进行分析。A选项：使用freopen将stdout重定向到文件log.txt。使用cout输出字符串。使用fclose关闭文件。这个选项可以正确地将输出重定向到文件。B选项：使用ofstream打开文件log.txt。使用outFile输出字符串。使用close关闭文件。这个选项也可以正确地将输出重定向到文件。C选项：使用ofstream打开文件log.txt。使用cout输出字符串。使用close关闭文件。这个选项中，cout输出的内容不会被重定向到文件log.txt，而是输出到标准输出（通常是控制台）。应该使用B选项中的outFile输出字符串。D选项：使用ofstream打开文件log.txt。使用rdbuf方法将cout的缓冲区重定向到文件的缓冲区。使用cout输出字符串。使用rdbuf方法恢复原来的缓冲区。这个选项也可以正确地将输出重定向到文件。15.答案：A。解析：这道题目考察的是C++中的异常处理机制。我们需要分析给定的代码，确定运行时会发生什么情况。代码的运行过程如下。调用hmean(10,-10):条件a==-b成立，因此抛出runtime_error异常。异常捕获:try块中的代码执行到抛出异常的位置。控制转移到第一个匹配的catch块，即catch(construntime_error&e)。执行cout<<"Caught:"<<e.what()<<endl，输出"Caught:Runtimeerroroccurred"。16.答案：错误。解析：这道题目考察的是C++中指针的定义和初始化。我们需要分析给定的代码是否正确地定义和初始化了指针。第一行int*ptr;正确定义了一个指向整数的指针ptr，但并没有为其分配内存空间。第二行*ptr=10;这行代码试图通过指针ptr来访问并修改其指向的内存中的值。然而，此时ptr并没有指向任何有效的内存地址，因此这段代码会导致未定义行为（UndefinedBehavior）。因此给定的代码不能正确定义和初始化指针，此题答案为：错误。17.答案：错误。解析：一个函数可以在声明之后被调用，并且如果函数在声明之后被定义，则不需要额外的声明。18.答案：错误。解析：这道题目考察的是C++中函数参数传递的方式及其对传入变量的影响。值传递:函数内部对参数的修改不会影响到原来的实参。引用传递:函数内部对参数的修改会直接影响到原来的实参。指针传递:函数内部通过指针修改所指向的内存内容会影响原来的实参。对于值传递，函数内部对参数的修改不会影响到原来的实参。所以，题目的描述有误。19.答案：错误。解析：intarr[3][];是不正确的二位数组的声明，因为第二维的大小没有指定。正确的二维数组声明应该是intarr[3][4];或者类似的形式。20.答案：正确。解析：递推（Recursion）是一种常见的算法设计方法，它通过将问题分解为更小的子问题来解决。题目中对递推的描述是正确的。21.答案：正确。解析：无。22.答案：正确。解析：冒泡排序是一种简单的排序算法，它重复地遍历要排序的列表，比较相邻的元素并根据需要交换它们。这个过程会一直进行，直到没有更多的交换为止。平均时间复杂度：冒泡排序在平均情况下的时间复杂度是O(n2)。这是因为通常情况下算法需要完整地执行完所有的遍历，就需要执行(n-1)+(n-2)+…+2+1=n*(n-1)/2次。最优情况：冒泡排序的最优情况发生在列表已经完全有序的情况下。在这种情况下，可以通过增加flag变量来判断在第一次遍历过程中是否发生过元素位置交换，这样对于已经排好序的数组在执行完第一次遍历后就可以提前终。因此，最优情况下算法的时间复杂度是O(n)。23.答案：正确。解析：稳定性是指排序算法在排序过程中，相等的元素保持它们原来的相对顺序。具体来说，如果两个元素相等，在排序前后的相对位置不变，则该排序算法是稳定的。冒泡排序：冒泡排序通过重复遍历列表，比较相邻元素并根据需要交换它们。如果两个相邻的元素相等，则不需要进行交换，它们的相对位置不会改变。因此，冒泡排序是稳定的。插入排序：插入排序通过将一个元素插入到已排序部分的正确位置来逐步构建排序列表，并且排序动作是从前到后依次执行的。在插入排序中，如果遇到相等的元素，新元素会被插入到相等元素的后面，从而保持相对顺序。因此，插入排序也是稳定的。24.答案：错误。解析：稳定性是指排序算法在排序过程中，相等的元素保持它们原来的相对顺序。具体来说，如果两个元素相等，在排序前后的相对位置不变，则该排序算法是稳定的。选择排序：在选择排序中，每次找到最小元素并将其移动到正确的位置时，可能会改变相等元素的相对顺序。例如，假设数组中有两个相等的元素a和b，且a在b的前面。如果b是未排序部分中的最小元素，它会被移动到已排序部分的末尾，从而改变了a和b的相对顺序。因此，选择排序不是稳定的排序算法。25.答案：错误。解析：在C++中，异常处理机制允许程序在遇到错误时抛出异常，并通过try和catch块来捕获和处理这些异常。然而，并不是所有可能抛出异常的函数调用都必须放在try块中。如果你希望在某个地方捕获并处理异常，那么确实需要将可能抛出异常的函数调用放在try块中。但是，如果你不关心异常或者希望让异常继续向上层传播，可以不使用try块。26.参考程序。#include<cstdio>#include<algorithm>usingnamespacestd;constintN=2e5+5;constintC=1e6+5;intn;inta[N];intvis[C];voidbubble_sort(int*a,intn){boolflag=true;while(flag){flag=false;for(inti=1;i<n;++i){if(a[i]>a[i+1]){flag=true;int