复旦大学考研计算机961真题答案针对回忆版

17 18年两年答案

说一下：由于学校封题，所以只有回忆版，软工细节无法复现

所以我们只能尽量写出更多东西

2017年

第一部分数据结构

1.向量相对于数组有什么优缺点？

优点：

（1）可以动态增长长度

（2）数组在内存中分配的连续空间，多次分配释放后会有内存碎片，而vectors 是动态增长的，不是连续的，所以不会出现内存碎片，还有vector的迭代器能防止出现类似数组愈界等等。

（3）数组不允许拷贝和赋值，即不能将数组的内容拷贝到其他数组作为其初始值，但是vector可以。

缺点：

(1)在内部进行插入删除，效率较低。

(2)只能在末端进行pop和push。

(3) 当动态长度超过默认分配大小后，要整体重新分配、拷贝和施放。

2.二叉树计算叶子节点算法，时间复杂度。（可使用任一程序设计语言或伪代码，建议先用自然语言描述算法）。

答：主要思想：采用递归算法，先序遍历二叉树的每个结点，如果结点没有左子树和右子树，则叶子结点个数加1。

代码：

Int CountOfLeaf ( BiTree T) //求二叉树叶子结点个数

{

if(!T) return 0;

if (T->lchild==NULL&&T->rchild==NULL)

count++; //如果没有左右孩子，则为叶子结点

CountOfLeaf ( T->lchild); //遍历左子树

CountOfLeaf ( T->rchild);//遍历右子树

return count;

}

int main( BiTree T)

int count=0; //全局变量count表示叶子结点的个数

CountOfLeaf (T);//求二叉树叶子结点个数

return count;

}

时间复杂度为O(n)

2.几乎逆序的数组排序用什么排序算法？写出算法，时间复杂度。

答：前提条件：假定数组原始几乎从大到小排列，要将数组从小到大进行排列主要思想：先将数组先原地倒置，然后再将数组进行冒泡排序。

代码：

Void Reverse( int a[], n) //逆序函数，将数组中的元素原地倒置

{

for(i = 0; i < n/2 ;i++)

{

Swap(a[i],a[n - i - 1]);

}

}

void BubbleSort( int a[],int n) //冒泡排序

{

for(j=0;j

{

int flag=false; //初始化标志位

for(int i=n-1;i>j;i--)

{

if(a[i]

{

swap(a[i],a[i-1]);

flag=true;

}

}

if(flag==false)return; //如果标志为false，则一次循环没有移动元素，得出最终数组

}

}

}

int sort(int a[],int n)

{

Reverse( a, n); //先将原有数组进行原地逆序

BubbleSort(a,n); //再用冒泡排序得出最终结果

}

时间复杂度：原地逆序的时间复杂度为O(n),冒泡排序在基本有序的情况下时间复杂度也为O(n)，因此总的时间复杂度为O(n)。

4.二叉排序树的2种优化方法，并且介绍这两种方法是怎样优化二叉排序树的。

①红黑树本质上是一种二叉查找树，但它在二叉查找树的基础上额外添加了一个标记（颜色），同时具有一定的规则。这些规则使红黑树保证了一种平衡，插入、删除、查找的最坏时间复杂度都为O(logn)。

②AVL是最先发明的自平衡二叉查找树算法。在AVL中任何节点的两个子树的高度最大差别为1，所以查找、插入和删除在平均和最坏情况下都是O（log n）。增加和删除可能需要通过一次或多次树旋转来重新平衡这个树。

第二部分csapp

1.Amdahl性能分析定律，硬件优化趋势

a为并行计算部分所占比例

n为并行处理结点个数

S（N）：程序在N个处理器（总核心数）相对在单个处理器（单核）中的速度提升比

当1-a=0时，(即没有串行，只有并行)最大加速比s=n；

当a=0时（即只有串行，没有并行），最小加速比s=1；

当n→∞时，极限加速比s→ 1/（1-a），这也就是加速比的上限。

这个公式说明：

1.增加处理器数、计算负载分布到更多处理器上，可以提高计算速度

2.程序中可并行代码的比例决定你增加处理器（总核心数）所能带来的速度提升的上限2.流水线是怎样提高性能的，会遇到什么问题，解决方法是什么。

（1）指令执行基本分为取指，译码，执行，访存，写回，根据寄存器的特性可以不断的将一个时序过程分解成若干个子过程。

（2）多条指令重叠进行操作，，每个过程都能有效的与其他子进程同时进行。这样可以提高处理器处理效率，争取在一个时钟周期中完成一条指令。

????

????

????

会遇到的问题：

包括数据冒险和控制冒险。

处理数据冒险时：

（1）使用暂停来避免冒险，也就是让指令停留在译码阶段，知道其源操作数的

指令通过了写回阶段，具体做法是在执行阶段插入一个气泡。

（2）使用转发来避免数据冒险

直接将结果值从流水线阶段传到更早点阶段

（3）加载和使用数据冒险

而处理控制冒险时，

在执行阶段中，指令会改变条件码。我们在下一个周期往译码和处理阶段中插入气泡，并同时取出跳转指令后面的指令，这样就能取消（有时也称为指令排除）那两条预存错误的指令。

3.软件优化至关重要，软件优化一般有哪些方法？

1）高级设计。选择适合的算法和数据结构。

2）基本编码原则。避免限制优化的因素，这样编译器就能产生高效的代码。

●消除连续的函数调用。在可能时，将计算移到循环外。考虑有选择地妥协程序的模块性以获得更大的效率

●消除不必要的内存引用。引入临时变量来保存中间结果。只有在最后的值计算出来时，才将结果存放到数组或全局变量中。

3）低级优化。结构化代码以利用硬件功能。

●展开循环，降低开销，并且使进一步的优化成为可能。

●通过使用例如多个累积变量和重新结合等技术，找到方法提高指令级并行。●用功能性的风格重写条件操作，使得编译采用条件数据传送。

4.什么是高速缓存，存储结构是怎样提高性能的，它和局部性的关系是什么。什么是高速缓存

Cache是一种小容量高速缓冲存储器，由快速的SRAM组成，直接制作在CPU芯片内，速度较快，几乎与CPU处于同一个量级。

存储结构是怎样提高性能的

CPU和存储器的性能差距越来越大，存储器的传输速度很大程度限制了处理器的效率，从而引进高速缓存cache，CPU能直接从Cache中取得指令和数据，而不必访问慢速的主存。

它和局部性的关系是什么

时间局部性：最近被访问的内容（指令或数据）很快还会被访问。

空间局部性：当前被访问的内容附近的内容很快会被访问。

在CPU和主存之间设置Cache，总是把主存中被频繁访问的活跃程序块和数据块复制到Cache中，良好的时间局部性和空间局部性能提高cache的命中率，减少CPU访存的时间，加快运行

5.虚拟内存的作用，通过什么方式提高虚拟内存的性能。

①（作为缓存工具）使用DRAM当做部分的虚拟地址空间的缓存;

②（作为内存管理工具）为每个进程提供了统一的线性地址空间

③（作为内存保护工具）进程之间不会相互影响；用户程序不能访问内部信息和代码

第三部分软件工程

1.瀑布过程的特点

①瀑布模型是一种文档驱动模型，模型简单；

②每个阶段都要提交文档接受审查，有质量保证；

③阶段之间有顺序性和依赖性；

④推迟实现，先进行逻辑设计再进行物理设计；

⑤对需求变更的响应比较困难

2.开闭原则的概念

一个软件实体如类、模块和函数应该对扩展开放，对修改关闭。

3.敏捷宣言是什么

个体和交互重于过程与工具

可以工作的软件重于详尽的文档

客户合作重于合同谈判

响应变化重于遵循计划

2.一个场景（学生毕业申请系统），画出数据流图顶层、0层、1层。

3.结合传感器说明简述软件测试的作用。是不是用例越多越好？为什么？

不是越多越好，因为虽然理想情况下，测试应对系统中所有可能的执行路径进行全面的检查。然而，系统所有可能的执行路径的数目随系统复杂性的增加不断增长，甚至可能达到无止境的程度。软件企业执行测试的资源与时间有限，因此实现一个复杂系统的百分之百的路径覆盖往往并不现实。此时，应该根据具体情况采用不同级别的覆盖标准，来达到提高测试效率的目的。

4.白盒测试和黑盒测试在用例设计上的区别。

白盒测试：

测试人员将测试对象当作透明的盒子，根据程序内部的逻辑结构及有关信息设计测试用例，检查所有逻辑是否按照预定的要求正确工作。

黑盒测试：

测试人员将测试对象看作一个黑盒子，完全不考虑程序内部的逻辑结构和内部特性，只根据需求规格说明书，检查程序的功能是否符合它的功能要求。

2018年考题回忆版

第一部分数据结构

1.栈的链表实现代码，数组实现与链表性能比较

#define MAXSIZE 100

//栈的顺式储存类型

typedef struct {

Elemtype data[MAXSIZE];

int top;

}SeqStack,*PSeqStack;

//栈的初始化

PSeqStack initSeqStack(){

PSeqStack stack;

stack = (PSeqStack)malloc(sizeof(SeqStack));

stack->top = -1;

return stack;

}

//判断栈是否为空 1,空;0,非空

int emptyStack(PSeqStack stack){

if(stack->top == -1){

return 1;

}else{

return 0;

}

}

int pushStack(PSeqStack stack,Elemtype x){//入栈if(stack->top == MAXSIZE-1){

return 0;

}else{

stack->top ++;

stack->data[stack->top] = x;

return 1;

}

}

int popStack(PSeqStack stack,Elemtype &x){//出栈if(emptyStack(stack)){

return 0;

}else{

x = stack->data[stack->top];

stack->top --;

return 1;

}

}

struct LinkList{

datatype data;

struct LinkList *next;

};

struct stack{

datatype data;

struct stack *next;

};

typedef struct stack Stack;

//创建栈

Stack *s;

//初始化栈

void init(){

s=NULL;

}

//判断栈是否为空

int Empty(){

if(s==NULL)

return 1;

else

return 0;

}

判断栈是否已满了

void full(Stack *s){

if(s->top==maxsize-1){

maxsize++;

s->data=(datatype *)malloc(s->data,maxsize);

}

}

//入栈

void Push(datatype element){

Stack *p = (Stack *)malloc(sizeof(Stack));

p->data=element;

p->next=s;

s=p;

}

//出栈

void Pop(){

if(!Empty(s))

s=s->next;

else

printf("栈空\n");

}

用数组和链表实现栈，在出栈和进栈时时间复杂度都为o（1），性能几乎相同。

3.希尔排序，关键部分，填空。是否稳定，举例说明

void ShellSort( int a[], int n)

{

for(dk=n/2;dk>=1;dk=dk/2)

for(i=dk+1;i<=n;i++)

if(A[i]

{

A[0]=A[i];

for(j=i-dk;j>0&&A[0]

A[j+dk]=A[0];

}

}

稳定性：不稳定

因为在不同的插入排序过程中，相同的元素可能在各自的插入排序中移动，最后其稳定性就会被打乱。举例：3,2,2(1),1 第一趟排序后：2(1),1,3,2

4.向量相对于数组的区别和有什么优缺点？

5.huffman树压缩效率计算

不会考了，可以不看

可以先写算法思想

typedef struct WNode{

int wkey;//wkey为节点出现的频度

struct WNode *lchild,*rchild;

}WNode,*WTree;

float huffman(WTree,int len)//len为未经huffman编码的每个字符编码位数{

int front=-1,rear=-1;

int last=0,level=0;

int newcount=0,count=0;

WTree Q[MaxSize];

Q[++rear]=tree;

WTree p;

while(front

p=Q[++front];

newcount+=level*p->wkey;

count+=len*p->wkey;

if(p->lchild)

Q[++rear]=p->lchild;

if(p->rchild)

Q[++rear]=p->rchild;

if(front==last){

level++;

last=rear;

}

}

float result=newcount/count;

return result;

}

第二部分csapp

1.优化程序性能的方法

同17年的

2.局部性定义

局部性的定义：程序倾向于引用邻近于其他引用过的数据项的数据项，或者最近引用过的数据项本身。

时间局部性：最近被访问的内容（指令或数据）很快还会被访问。

空间局部性：当前被访问的内容附近的内容很快会被访问。

3.虚拟内存和memory cache的比较

Cache：一种小容量高速缓冲存储器，速度较快，接近CPU；设置在主存和CPU 之间，通过存放被频繁访问的活跃数据或程序，减少CPU访存次数，加快处理速度。

虚拟内存：并不是物理内存，是一种空间管理技术，将硬盘中的一部分匀出来当做主存，从而扩大主存，确保程序的运行。

cache和虚拟内存的区别:

(1)侧重点不同：cache主要解决主存与CPU的速度差异问题；而就性能价格比的提高而言，虚存主要是解决存储容量问题，另外还包括存储管理、主存分配和存储保护等方面。

(2)数据通路不同：CPU与cache和主存之间均有直接访问通路，cache不命中时可直接访问主存；而虚存所依赖的辅存与CPU之间不存在直接的数据通路，当主存不命中时只能通过调页解决，CPU最终还是要访问主存。

(3)透明性不同：cache的管理完全由硬件完成，对系统程序员和应用程序员均透明；而虚存管理由软件（操作系统）和硬件共同完成，由于软件的介入，虚存对实现存储管理的系统程序员不透明，而只对应用程序员透明（段式和段页式管理对应用程序员“半透明”）。

(4)未命中时的损失不同：由于主存的存取时间是cache的存取时间的5～10倍，而主存的存取速度通常比辅存的存取速度快上千倍，故主存未命中时系统的性能损失要远大于cache未命中时的损失。

4.流水线处理器，概述

第三部分软件工程

1.学生系统用例图

2.选课系统数据流图，第一层第0层

3.图书管理系统类图

4.软件工程选择，依赖转置和接口隔离，概述

依赖倒置：依赖于抽象(接口),不要依赖具体的实现(类)，也就是针对接口编程。接口隔离原则：客户端不应该依赖它不需要的接口；一个类对另一个类的依赖应该建立在最小的接口上。