2024年12月GESP编程能力认证C++等级考试四级真题(含答案)

2024年12月GESP编程能力认证C++等级考试四级真题(含答案)试卷满分100分，考试时间90分钟。一、判断题（共10题，每题2分，共20分。请判断题目表述的正误，正确填涂√，错误填涂×）1.在C++中定义二维数组inta[3][4];时，数组元素在内存中采用行优先规则连续存储，即a[0][0]后紧邻的存储单元存放的是a[0][1]。2.若定义chars[]="GESP2024";，则使用sizeof(s)计算得到的字符数组长度为8。3.C++中进行函数参数传递时，如果形参定义为引用类型，函数内对形参的修改会直接作用于传入的实参本身，不会产生实参的拷贝。4.递归函数必须设置明确的递归终止条件，否则程序运行时会因无限递归消耗栈空间，最终触发栈溢出错误。5.对长度为n的无序一维数组进行顺序查找，最坏情况下的时间复杂度为O(logn)。6.调用C++标准库string类的length()成员函数时，返回的字符串长度为有效字符个数，不包含字符串末尾隐含的'\0'结束符。7.冒泡排序算法在任何数据场景下都必须执行完n-1趟相邻元素的比较与交换操作，无法提前结束排序流程。8.C++中定义在所有函数外部的全局变量，存储在静态存储区，默认初始值为0，作用域为从定义位置开始到整个源文件结束。9.对于M行N列的二维数组a，按行优先存储规则，元素a[i][j]相对于数组首地址的偏移量为i*N+j个对应数据类型的存储单元。10.使用插入排序算法对已经按升序排列的数组进行升序排序时，算法的时间复杂度可以达到O(n)。二、单选题（共15题，每题2分，共30分。每题有且仅有一个正确选项）1.已知二维数组定义为intarr[5][6];，则下列对数组元素的访问中，会产生数组越界的是（）。A.arr[0][0]B.arr[4][5]C.arr[2][6]D.arr[3][2]2.下列关于C++中C风格字符串的表述，正确的是（）。A.字符数组中存储了可见字符即可作为合法C风格字符串使用B.使用关系运算符>比较字符串"abcd"和"abCd"时，比较结果为"abCd"更大C.调用strlen("Hello\n")的返回值为6D.两个内容完全相同的C风格字符串可以直接使用==运算符判断内容相等3.有如下函数定义：voidswap(int&x,int&y){intt=x;x=y;y=t;}若主函数中定义inta=3,b=5;执行swap(a,b);语句后，变量a和b的值分别为（）。A.3、5B.5、3C.3、3D.5、54.下列关于递归函数的表述，错误的是（）。A.递归函数的执行过程通常分为递推和回归两个阶段B.递归函数可以不设置递归出口，只要控制递归深度足够小就能正常运行结束C.递归函数的函数体中存在直接或间接调用自身的语句D.使用递归求解问题时，通常会将原问题拆解为一个或多个规模更小的同类子问题5.对包含100个元素的升序有序数组使用二分查找法查找某个确定存在的元素，最坏情况下需要进行的比较次数是（）。A.6B.7C.50D.1006.已知string类对象s的定义为strings="GESP4Test";，则调用s.substr(2,4)得到的子串内容为（）。A."GESP"B."ESP4"C."SP4T"D."P4Te"7.下列基础排序算法中，核心逻辑为每一趟从待排序区间选择最小（升序场景）的元素，将其交换到已排序区间末尾的是（）。A.冒泡排序B.选择排序C.插入排序D.快速排序8.有如下递归函数定义：longlongcalc(intn){if(n<=1)return1;returnn*calc(n-2);}则调用calc(6)的返回值为（）。A.720B.48C.24D.159.下列C++变量中，所属内存存储区域与其他三个不同的是（）。A.函数内部定义的未加static修饰的int型局部变量B.定义在函数外部的全局int型数组C.函数内部定义的加static修饰的静态局部变量D.定义在函数外部的全局string类对象10.下列二维数组的初始化语句中，不符合C++语法规则的是（）。A.inta[2][3]={1,2,3,4,5,6};B.inta[][3]={{1,2},{3,4}};C.inta[2][]={{1,2,3},{4,5,6}};D.inta[2][3]={{1},{2,3}};11.已知字符数组定义为charstr[20]="2024GESP";，调用strcat(str,"C++")函数后，strlen(str)的返回值为（）。A.8B.11C.10D.912.使用冒泡排序算法对数组{5,2,8,1,9}进行升序排序，第一趟排序（即从第一个元素开始依次比较相邻元素并按规则交换）完成后，数组的元素顺序为（）。A.{2,5,1,8,9}B.{1,2,5,8,9}C.{5,2,8,1,9}D.{2,5,8,1,9}13.下列关于C++函数返回值的表述，正确的是（）。A.所有函数都必须定义返回值类型，否则无法通过编译B.返回值类型为void的函数，函数体中不能出现return语句C.return语句返回的数值类型必须与函数定义的返回值类型兼容，能进行隐式类型转换D.一个函数的函数体中只能存在一条return语句14.有如下程序段：inta[3][3]={{1,2,3},{4,5,6},{7,8,9}};intsum=0;for(inti=0;i<3;i++){sum+=a[i][2-i];}该程序段执行完成后，变量sum的值为（）。A.15B.18C.12D.915.已知斐波那契数列的递归定义为：F(0)=0，F(1)=1，当n≥2时F(n)=F(n-1)+F(n-2)。通过上述递归函数求解F(5)时，函数F(1)被调用的总次数为（）。A.3B.4C.5D.6三、编程题（共2题，每题25分，共50分）1.矩阵边缘求和给定一个n行m列的整数矩阵，请计算矩阵所有边缘元素的累加和。边缘元素指的是位于矩阵第一行、最后一行、第一列、最后一列的元素，处于角落位置的元素仅需计算一次，无需重复累加。输入格式：第一行输入两个正整数n和m（2≤n,m≤100），分别表示矩阵的行数和列数；接下来n行，每行输入m个整数（整数取值范围为-1000~1000），整数之间用单个空格隔开，依次表示矩阵每一行的元素。输出格式：输出一个整数，表示所有边缘元素的累加和。输入样例：33123456789输出样例：40样例解释：样例中矩阵的边缘元素为1、2、3、4、6、7、8、9，中心元素5不属于边缘元素，累加和为1+2+3+4+6+7+8+9=40。2.递归求组合数组合数C(n,k)表示从n个互不相同的元素中选取k个元素的总方案数，其递归计算规则如下：当k=0或k=n时，C(n,k)=1；当0<k<n时，C(n,k)=C(n-1,k-1)+C(n-1,k)；当k>n时，C(n,k)=0。请编写递归函数实现组合数的计算，禁止使用循环递推或公式直接计算的方式，必须严格按照上述递归定义编写函数。输入格式：输入一行两个非负整数n和k（0≤n≤20，0≤k≤n），参数保证不会出现k>n的情况。输出格式：输出一个整数，表示C(n,k)的计算结果。输入样例：52输出样例：10样例解释：从5个元素中选2个的方案数为10，符合组合数计算结果。参考答案及解析一、判断题答案与解析1.答案：√解析：C++语言中多维数组采用行优先的连续存储规则，对于二维数组，先存储第一行的所有元素，再依次存储后续行的元素，行内元素按列号从小到大依次存储，因此a[0][0]的下一个元素为同一行的a[0][1]。2.答案：×解析：使用字符串常量对字符数组初始化时，系统会自动在字符串末尾添加'\0'作为C风格字符串的结束标志，题中"GESP2024"包含8个可见字符，加上隐含的'\0'共占用9个字节，因此sizeof(s)的返回值为9。3.答案：√解析：引用是变量的别名，使用引用作为函数参数时，形参与实参绑定到同一块内存空间，不会产生实参的拷贝，函数内对形参的修改会直接反映到实参上，常用来处理大体积参数的传递或需要修改实参的场景。4.答案：√解析：递归函数的两个核心要素为递归终止条件（递归出口）和递推关系，若没有终止条件，函数会持续调用自身，每一次调用都会在栈上开辟栈帧存储函数上下文，最终会耗尽栈空间触发栈溢出运行错误。5.答案：×解析：顺序查找的核心是从数组一端开始逐个比较元素，最坏情况下需要遍历数组所有n个元素才能找到目标或确认目标不存在，因此最坏时间复杂度为O(n)；O(logn)是有序数组二分查找的时间复杂度。6.答案：√解析：string类的length()和size()方法返回的都是字符串的有效字符个数，不包含末尾隐含的'\0'结束符，与C风格字符串的strlen()函数计算逻辑一致。7.答案：×解析：冒泡排序可以通过设置交换标记实现优化：如果某一趟排序过程中没有发生任何元素交换，说明数组已经完全有序，可以直接终止排序流程，无需执行完所有n-1趟比较，在数组本身有序的场景下时间复杂度可优化至O(n)。8.答案：√解析：全局变量定义在所有函数外部，存储在程序的静态存储区，程序启动时自动初始化为0，作用域从变量定义位置开始，到所在源文件结束为止。9.答案：√解析：行优先存储下，二维数组前i行共有i*N个元素，第i行中a[i][j]之前有j个元素，因此相对于首地址的偏移量为i*N+j个数据单元，通过该偏移量可以直接计算元素的内存地址。10.答案：√解析：插入排序的核心是将待排序元素插入到前方已排序区间的合适位置，当数组本身已经按升序排列时，每个待排序元素只需比较一次即可确认位置，无需移动元素，总比较次数为n-1次，时间复杂度为O(n)。二、单选题答案与解析1.答案：C解析：二维数组intarr[5][6]的行下标范围为0~4，列下标范围为0~5，选项C中列下标为6，超出合法范围，会触发数组越界访问。2.答案：C解析：选项A错误，合法C风格字符串必须以'\0'作为结束标志，仅存储可见字符没有结束符的字符数组无法作为字符串正确处理；选项B错误，大写字母的ASCII码小于小写字母，'C'的ASCII码为67，'c'为99，因此"abCd"小于"abcd"；选项C正确，字符串"Hello\n"包含'H'、'e'、'l'、'l'、'o'、'\n'共6个有效字符，strlen返回值为6；选项D错误，C风格字符串直接使用==比较的是两个字符数组的首地址，而非内容是否相等，需要使用strcmp函数比较内容。3.答案：B解析：题中swap函数的参数为引用类型，调用时会直接操作实参a和b，完成两个变量值的交换，因此调用后a的值为5，b的值为3。4.答案：B解析：递归函数必须设置递归出口，无论递归深度多小，没有终止条件的递归最终都会触发栈溢出，无法正常结束。其余选项均符合递归函数的基本特性。5.答案：B解析：二分查找每次比较会将查找区间缩小一半，n个元素的最坏比较次数为⌈log₂(n+1)⌉，100个元素时log₂(101)≈6.65，向上取整为7次。6.答案：C解析：string类的substr方法接收两个参数，第一个参数为子串的起始下标（从0开始计数），第二个参数为子串的长度。s的下标从0开始，下标2对应的字符为'S'，取4个连续字符依次为'S'、'P'、'4'、'T'，因此子串为"SP4T"。7.答案：B解析：选择排序的核心逻辑是每趟遍历待排序区间，找到最小元素后与待排序区间的第一个元素交换，将其加入已排序区间的末尾；冒泡排序是通过相邻交换将最大元素逐步移动到待排序区间末尾；插入排序是将待排序元素插入到前方已排序区间的合适位置；快速排序采用分治思想，是更高阶的排序算法，不属于四级要求掌握的基础排序范畴。8.答案：B解析：递归函数展开计算过程为：calc(6)=6*calc(4)=6*4*calc(2)=6*4*2*calc(0)，当n=0时满足n<=1的条件返回1，因此最终结果为6*4*2*1=48，注意递归步长为2，不是连续整数的阶乘，避免误选720。9.答案：A解析：普通局部变量（未加static修饰）存储在程序的栈区，随函数调用分配、函数返回释放；全局变量、静态局部变量、全局类对象都存储在静态存储区，程序运行期间始终占用内存。10.答案：C解析：C++中定义二维数组时，可以省略第一维的大小，编译器会根据初始化列表自动推断第一维长度，但第二维及更高维的大小必须明确指定，因此选项C中省略第二维大小的写法不符合语法规则。11.答案：B解析：原字符串"2024GESP"的有效长度为8，strcat函数会将第二个参数的字符串拼接到原字符串的末尾，覆盖原字符串的'\0'，拼接"C++"（长度为3）后，总有效字符数为8+3=11，因此strlen的返回值为11。12.答案：A解析：冒泡排序第一趟升序排序的过程为：初始数组{5,2,8,1,9}，依次比较相邻元素：5和2交换得到{2,5,8,1,9}；5和8无需交换；8和1交换得到{2,5,1,8,9}；8和9无需交换，第一趟结束后最大元素9被移动到数组末尾，数组状态为{2,5,1,8,9}。13.答案：C解析：选项A错误，C++中void类型函数无返回值是合法语法，并非所有函数都必须有返回值；选项B错误，void类型函数中可以使用不带返回值的return语句提前结束函数执行；选项C正确，return返回值类型需要与函数定义类型兼容，支持符合规则的隐式类型转换；选项D错误，函数可以在不同分支中设置多条return语句，根据条件返回不同结果。14.答案：A解析：循环i从0到2，依次累加的元素为i=0时a[0][2]=3，i=1时a[1][1]=5，i=2时a[2][0]=7，累加和为3+5+7=15，对应二维数组的副对角线元素之和。15.答案：C解析：递归展开F(5)的调用过程：F(5)=F(4)+F(3)；F(4)=F(3)+F(2)；F(3)=F(2)+F(1)；F(2)=F(1)+F(0)。逐次统计F(1)的调用次数：F(3)（来自F(4)）中调用1次F(1)，F(2)（来自F(4)下的F(3)）中调用1次F(1)，F(2)（来自F(4)）中调用1次F(1)，F(3)（来自F(5)）中调用1次F(1)，F(2)（来自F(5)下的F(3)）中调用1次F(1)，总计5次。三、编程题参考代码与评分说明1.矩阵边缘求和参考代码：```cppusingnamespacestd;intmain(){intn,m;cin>>n>>m;inta[105][105];intsum=0;for(inti=0;i<n;i++){for(intj=0;j<m;j++){cin>>a[i][j];//读取元素时直接判断是否为边缘元素，避免重复累加}}}cout<<sum<<endl;return0;}```评分说明：正确导入必要头文件、使用标准命名空间，程序框