程序設(shè)計語言基本概念與試題

1、程序設(shè)計語言基本概念與試題一、基本概念在計算機中，程序設(shè)計語言可劃分為低級語言和高級語言兩大類，與高級語言相比，用低級語言開發(fā)的程序，其運行效率高，但開發(fā)效率低。與程序設(shè)計相關(guān)的基本概念如下。（1）低級語言：又稱面向機器語言，它是特定的計算機系統(tǒng)所固有的語言。（2）匯編語言：是機器語言的一種提升，它使用了一些助記符來表示機器指令中的操作碼和操作數(shù)。但它仍然是一種和計算機機器語言十分接近的語言，使用起來仍然不太方便。（3）高級語言：與人們的自然語言比較接近，使用起來很方便，也極大的提高了程序設(shè)計效率。（4）編譯程序：也稱編譯器，將源程序翻譯成目標語言程序，然后在計算機上運行目標程序。雖然執(zhí)行效率

2、高，但編寫出來的程序可讀性很差，且難以修改和維護。（5）解釋程序：也稱解釋器，它或者直接解釋執(zhí)行源程序，或者將源程序翻譯成某種中間代碼后再加以執(zhí)行。（6）程序設(shè)計語言：程序設(shè)計語言的定義都涉及語法、語義和語用等方面。（7）語法是指由程序語言的基本符號組成程序中的各個語法成分（包括程序）的一組規(guī)則，其中由基本字符構(gòu)成的符號（單詞）書寫規(guī)則稱為詞法規(guī)則，由符號構(gòu)成語法成分的規(guī)則稱為語法規(guī)則。（8）語義是程序語言中按語法規(guī)則構(gòu)成的各個語法成分的含義，分為靜態(tài)語義和動態(tài)語義。（9）語用表示了構(gòu)成語言的各個記號和使用者的關(guān)系，涉及符號的來源、使用和影響。（10）語境是指理解和實現(xiàn)程序設(shè)計語言的環(huán)境，包括

3、編譯環(huán)境和運行環(huán)境。二、程序設(shè)計語言的分類1命令式程序設(shè)計語言命令式程序設(shè)計語言是基于動作的語言，在這種語言中，計算被看成是動作的序列。結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計語言屬于命令式語言類，其結(jié)構(gòu)特性主要有：一是用自頂向下逐步精化的方法編程，二是按照模塊組裝的方法編程，三是程序只包含順序、判定（分支）及循環(huán)結(jié)構(gòu)，而且每種構(gòu)造只允許單入口和單出口。C語言、PASCAl等都是典型的結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計語言。2面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計語言面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計在很大程度上應(yīng)歸功于從模擬領(lǐng)域發(fā)展起來的Simula，Simula提出了類和對象的概念。C+、Java和smalltalk是面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計語言的代表。3函數(shù)式程序設(shè)計語言函數(shù)式

4、程序設(shè)計語言是一類以-演算為基礎(chǔ)的語言，其概念來自于Lisp，一個在 1958年為了人工智能應(yīng)用而設(shè)計的語言。函數(shù)是一種對應(yīng)規(guī)則（映射），它使定義域中每個元素和值域中唯一的元素對應(yīng)。函數(shù)定義1：Squarex:=x×x函數(shù)定義2：Plustwox:= PlusonePlusonex函數(shù)定義3：factn:=if n =0 then 1 else n×factn-14邏輯型程序設(shè)計語言邏輯型程序設(shè)計語言是一類以形式邏輯為基礎(chǔ)的語言，其代表是建立在關(guān)系理論和一階謂詞理論基礎(chǔ)上的Prolog（Programming in Logic）。Prolog程序是一系列事實、數(shù)據(jù)對象或事實

5、間的具體關(guān)系和規(guī)則的集合。通過查詢操作把事實和規(guī)則輸入數(shù)據(jù)庫。用戶通過輸入查詢來執(zhí)行程序。在 Prolog中，關(guān)鍵操作是模式匹配，通過匹配一組變量與一個預(yù)先定義的模式并將該組變量賦給該模式來完成操作。三、程序設(shè)計語言的基本成分1數(shù)據(jù)成分數(shù)據(jù)成分指的是一種程序語言的數(shù)據(jù)類型。（1）常量和變量按照程序運行時數(shù)據(jù)的值能否改變，將數(shù)據(jù)分為常量和變量。變量具有左值和右值，在程序運行過程中其右值可以改變；常量只有右值，在程序運行過程中不能改變。（2）全局變量和局部變量按照數(shù)據(jù)的作用域范圍，可分為全局變量和局部變量。系統(tǒng)為全局變量分配的存儲空間在程序運行的過程中一般是不改變的，而為局部變量分配的存儲單元是動

6、態(tài)改變的。（3）數(shù)據(jù)類型按照數(shù)據(jù)組織形式不同可將數(shù)據(jù)分為基本類型、用戶定義類型、構(gòu)造類型和其他類型。基本類型：整型（int）、字符型（char）、實型（float、double）和布爾類型（bool）。特殊類型：空類型（void）。用戶定義類型：枚舉類型（enum）。構(gòu)造類型：數(shù)組、結(jié)構(gòu)、聯(lián)合。指針類型：type *。抽象數(shù)據(jù)類型：類類型。2運算成分程序語言的運算成分指明允許使用的運算符號及運算規(guī)則。大多數(shù)高級程序語言的基本運算可分成算術(shù)運算、關(guān)系運算和邏輯運算，有些語言如C（C+）還提供位運算。3控制成分控制成分指明語言允許表述的控制結(jié)構(gòu)。（1）順序結(jié)構(gòu)順序結(jié)構(gòu)用來表示一個計算操作序列，從第

7、一個操作開始，按順序依次執(zhí)行后續(xù)的操作，直到最后一個操作，如圖2-1所示。（2）選擇結(jié)構(gòu)選擇結(jié)構(gòu)提供了在兩種或多種分支中選擇其中一個的邏輯，如圖2-2所示。 圖 2-1 順序結(jié)構(gòu)示意圖 圖 2-2 選擇結(jié)構(gòu)示意圖（3）循環(huán)結(jié)構(gòu)循環(huán)結(jié)構(gòu)描述了重復(fù)計算的過程，通常由三部分組成：初始化、循環(huán)體和循環(huán)條件。主要有兩種形式：while型循環(huán)結(jié)構(gòu)和do-while型循環(huán)結(jié)構(gòu)，如圖2-3所示。 （4）C（C+）語言提供的控制語句復(fù)合語句復(fù)合語句用于描述順序控制結(jié)構(gòu)。復(fù)合語句是一個整體，要么全部執(zhí)行，要么一條語句也不執(zhí)行。 if語句和switch語句if語句實現(xiàn)的是雙分支的選擇結(jié)

8、構(gòu)，其一般形式為： 1. if（表達式）  2. 語句1；   3. else   4. 語句2； 需要注意的是if和else的匹配關(guān)系。switch語句描述了多分支的選擇結(jié)構(gòu)，其一般形式為： 1. switch（表達式）   2. case 常量表達式1：語句1；  3.  case 常量表達式2：語句2；  4.  5.    6.  case 常量表達式n：語句n；  7.

9、60;default：語句n+1;   8.  9.    循環(huán)語句主要指while語句、do-while語句和for語句。 while語句描述了先判斷條件再執(zhí)行循環(huán)體的控制結(jié)構(gòu)，其一般形式為：1. while（條件表達式）   2.    3.  4. 循環(huán)體語句；   5.  6.   do-while語句描述了先執(zhí)行循環(huán)再判斷條件的控制結(jié)構(gòu)，其一般格式是：1. do   2.  3. 循環(huán)體語句； 

10、 4. while（條件表達式）；  for語句的基本格式是：1. for（表達式1；表達式2；表達式3；）循環(huán)體語句； 可用while語句等價地表示為：1. 表達式1；   2. while（表達式2）   3. 循環(huán)體語句；  4. 表達式3；   5.   4函數(shù)函數(shù)是程序模塊的主要成分，它是一段具有獨立功能的程序。函數(shù)的使用涉及三個概念：函數(shù)定義、函數(shù)聲明和函數(shù)調(diào)用。函數(shù)定義函數(shù)定義包括兩部分：函數(shù)首部和函數(shù)體。函數(shù)定義描述了函數(shù)做什么和怎么做。其一般格式是

11、：1. 返回值類型函數(shù)名（形參表）   2.    3. 函數(shù)體；   4.   5.函數(shù)聲明函數(shù)應(yīng)該先聲明后引用。如果程序中對一個函數(shù)的調(diào)用在該函數(shù)的定義之前進行，則應(yīng)該在調(diào)用前對被調(diào)用函數(shù)進行聲明。函數(shù)原型用于聲明函數(shù)。函數(shù)聲明的一般形式為：1. 返回值類型函數(shù)名（形參表）； 函數(shù)調(diào)用當在一個函數(shù)（稱為主調(diào)函數(shù)）中需要使用另一個函數(shù)（稱為被調(diào)函數(shù)）實現(xiàn)的功能時，便以名字進行調(diào)用，稱為函數(shù)調(diào)用。函數(shù)調(diào)用的一般形式為：1. 函數(shù)名（實參表）； 四、值調(diào)用和引用調(diào)用在C程序的執(zhí)行過程中，通過函數(shù)調(diào)用實現(xiàn)了函

12、數(shù)定義時描述的功能。函數(shù)體中若調(diào)用自己，則稱為遞歸調(diào)用。C和C+通過傳值方式將實參傳遞給形參。調(diào)用函數(shù)和被調(diào)用函數(shù)之間交換信息的方法主要有兩種：一種是由被調(diào)函數(shù)把返回值返回給主調(diào)函數(shù)，另一種是通過參數(shù)帶回信息。函數(shù)調(diào)用時實參與形參間交換信息的方法有值調(diào)用和引用調(diào)用兩種。（1）傳值調(diào)用（Call by Value）若實現(xiàn)函數(shù)調(diào)用時實參向形式參數(shù)傳遞相應(yīng)類型的值（副本），則稱為是傳值調(diào)用。C語言采用的是傳值調(diào)用的方式。傳值調(diào)用最顯著的特征是被調(diào)用的函數(shù)內(nèi)部對形參的修改不影響實參的值。傳值調(diào)用的參數(shù)傳遞和被調(diào)用函數(shù)內(nèi)對參數(shù)的使用主要按下述原則：函數(shù)定義時形參被當作局部變量看待，在函數(shù)被調(diào)用時為形參分

13、配存儲單元；調(diào)用函數(shù)前，首先計算實參的值，調(diào)用時將實參的值放入形參的存儲單元；被調(diào)用函數(shù)內(nèi)部對形參單元中的數(shù)據(jù)進行直接訪問。（2）引用調(diào)用（Call by Reference）引用是C+中增加的數(shù)據(jù)類型，當形式參數(shù)為引用類型時，形參名實際上是實參的別名，函數(shù)中對形參的訪問和修改實際上就是針對相應(yīng)實際參數(shù)所作的訪問和改變。實際上，引用調(diào)用是將實參的地址傳遞給形參，使得形參的地址就是對應(yīng)實參的地址。引用調(diào)用的參數(shù)傳遞和被調(diào)用函數(shù)內(nèi)對參數(shù)的使用主要按下述原則處理：函數(shù)定義時形參被當作局部變量看待，在函數(shù)被調(diào)用時為形參分配存儲單元；調(diào)用時將實參的地址放入形參的存儲單元；被調(diào)用函數(shù)內(nèi)部對形參單元中的數(shù)據(jù)

14、（地址）進行間接訪問。怎么考【試題 2-1】2011年 11月真題 20若C程序的表達式中引用了未賦初值的變量，則（ 20）。（20）A. 編譯時一定會報告錯誤信息，該程序不能允許B. 可以通過編譯并運行，但運行時一定會報告異常C. 可以通過編譯，但鏈接時一定會報告錯誤而不能運行D. 可以通過編譯并運行，但運行結(jié)果不一定是期望的結(jié)果分析：全局變量和靜態(tài)局部變量在定義時如果沒有初始化，編譯時會自動初始化為0；而普通的局部變量，如果沒有初始化，則其值是一個隨機數(shù)。在 C程序表達式中，只要引用的變量定義了，就可以通過編譯并運行，但運行結(jié)果不一定是期望的結(jié)果。【答案：d】【試題 2-2】2011年 1

15、1月真題 49、50函數(shù)t、f的定義如下所示，其中， a是整型全局變量。設(shè)調(diào)用函數(shù)t前a的值為5，則在函數(shù)中以傳值調(diào)用（ call by value）方式調(diào)用函數(shù)f時，輸出為（49）；在函數(shù)t中以引用調(diào)用（call by reference）方式調(diào)用函數(shù)時，輸出為（50）。 （49）A. 12  B. 16  C. 20  D. 24（50）A. 12  B. 16  C. 20  D. 24分析：本題主要考查函數(shù)調(diào)用時參數(shù)的傳遞方式。如果采用傳值方式調(diào)用，則形參值的變化不會影響實參；而采用引用方式調(diào)用，則形參值的變化直接反

16、映到實參。本題中如果在函數(shù)t中采用傳值方式調(diào)用函數(shù)f，a的值傳給形參r，在函數(shù)f中，a的值變?yōu)?，r的值為10并返回賦給變量x，由于a是全局變量，退出函數(shù)f后a的值依然為6，所以函數(shù)t的輸出結(jié)果為16。如果函數(shù)t采用傳值方式調(diào)用函數(shù)f，則形參r就是對實參a的引用，對r的修改就是對a的修改，在執(zhí)行a=r+1時，a和r的值都變?yōu)?，執(zhí)行r=r*2，a和r的值都變?yōu)?2，并將r的值返回給x，因此函數(shù)t的輸出結(jié)果為24。【答案：（49）B （50）D】【試題 2-3】2011年 11月真題 57在KMP模式匹配算法中，需要求解模式串 p的next函數(shù)值，其定義如下（其中， j為模式串字符的序號）。對于

17、模式串“abaabaca”，其next函數(shù)值序列為（ 57）。 （57）A. 01111111  B. 01122341  C. 01234567  D. 01122334分析：模式串“abaabaca”的next函數(shù)值序列如下。 當j=1時，next1=0；當j=2時，k不存在，next2=1；當j=3時，不存在滿足條件的k，next3=1；當j=4時，p1=p3=a，存在k=2，使得 ' p1 p2 Lpk .1'=' pj.k +1 pj.k +2 L pj.1' ，故next4=2；當j=5時，存在k=2

18、，使得 ' p1 p2 Lpk .1'=' pj.k +1 pj.k +2 L pj.1' ，即p1=p4=a，故next5=2；當j=6時，存在k=3，使得p1p2 =p4p5 ，故 next6=3；當j=7時，存在k=4，使得p1p2 p3 =p4p5 p6 ，故next7=4；當j=8時，不存在滿足條件的k值，故 next8=1?！敬鸢福築】【試題 2-4】2011年 5月真題 22若一種程序設(shè)計語言規(guī)定其程序中的數(shù)據(jù)必須具有類型，則有利于（ 22）。在翻譯程序的過程中為數(shù)據(jù)合理分配存儲單元對參與表達式計算的數(shù)據(jù)對象進行檢查定義和應(yīng)用動態(tài)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)規(guī)定數(shù)據(jù)對

19、象的取值范圍及能夠進行的運算對數(shù)據(jù)進行強制類型轉(zhuǎn)換（22）A B C D分析：數(shù)據(jù)是程序操作的對象，類型說明數(shù)據(jù)占用的內(nèi)存和存放形式。數(shù)據(jù)類型不僅可用于在基礎(chǔ)機器中完成對值得布局，還可以用于檢查表達式中對運算的應(yīng)用是否正確。【答案：B】【試題 2-5】2011年 5月真題 48以下關(guān)于高級程序設(shè)計語言翻譯的敘述中，正確的是（ 48）。（48）A可以先進行語法分析，再進行詞法分析B在語法分析階段可以發(fā)現(xiàn)程序中的所有錯誤C語義分析階段的工作與目標機器的體系結(jié)構(gòu)密切相關(guān)D目標代碼生成階段的工作與目標機器的體系結(jié)構(gòu)密切相關(guān)分析：對于高級程序設(shè)計語言，編譯程序會把編寫的源程序翻譯成與之等價的目標程序。編

20、譯程序的工作過程分為：詞法分析、語法分析、語義分析、中間代碼生成、代碼優(yōu)化、目標代碼生成。語法分析要在詞法分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)語言的語法規(guī)則將單詞符號序列分解成各類語法單位?？梢姡冗M行詞法分析，然后進行語法分析，故選項A錯誤。在語法分析階段能發(fā)現(xiàn)語法錯誤，但不能發(fā)現(xiàn)語義錯誤，因此選項B錯誤。語義分析階段主要檢查源程序是否包含靜態(tài)語義錯誤，并收集類型信息供后面的代碼生成階段使用，可見，語義分析階段工作與與目標機器的體系結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)不大，選項C錯誤。目標代碼生成階段的任務(wù)是把中間代碼變化成特定機器上的絕對指令代碼、可重定位的指令代碼或匯編指令代碼，這個階段的工作與具體的機器密切相關(guān)。【答案： D】【

21、試題 2-6】2011年 5月真題 50傳值與傳地址是函數(shù)調(diào)用時常采用的信息傳遞方式，（ 50）。（50）A在傳值方式下，是將形參的值傳給實參B在傳值方式下，形參可以是任意形式的表達式C在傳地址方式下，是將實參的地址傳給形參D在傳地址方式下，實參可以是任意形式的表達式分析：在傳值方式下，是將實參的值傳給形參，形參不能向?qū)嶋H參數(shù)傳遞信息；實參可以是表達式或常量，也可以是變量或數(shù)組元素。在傳地址方式下，是將實參的地址傳給形參，實參和形參都指向同一個對象，被調(diào)用函數(shù)中對形式參數(shù)的修改實際上就是對實際參數(shù)的修改，可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳遞。實參必須是變量地址、數(shù)組名，不能是表達式或常量。形參就是形式參數(shù)，

22、用一個變量來代表，不能是表達式。【答案：C】【試題 2-7】2010年 11月真題 50以下關(guān)于匯編語言的敘述中，錯誤的是（50）。（50）A匯編語言源程序中的指令語句將被翻譯成機器代碼B匯編程序先將源程序中的偽指令翻譯成機器代碼，然后再翻譯指令語句C匯編程序以匯編語言源程序為輸入，以機器語言表示的目標程序為輸出D匯編語言的指令語句必須具有操作碼字段，可以沒有操作數(shù)字段分析：匯編程序的功能是將會變語言所編寫的源程序翻譯成機器指令程序。匯編語言源程序語句可分為指令語句、偽指令語句和宏指令語句。指令語句匯編后產(chǎn)生相應(yīng)的機器代碼；偽指令語句指示匯編程序在匯編源程序時完成某些操作，匯編后不產(chǎn)生機器代碼

23、?！敬鸢福築】【試題 2-8】2010年 11月真題 64下面C程序段中count+語句執(zhí)行的次數(shù)為（64）。for(int i=1;i<=11;i*=2)for(int j=1;j<=i;j+)count+;（64）A15 B16 C31 D32分析：第1輪循環(huán)，i=1，count+執(zhí)行1次，然后i=2；第2輪循環(huán)，i=2，count+執(zhí)行2次，然后i=4；第 3輪循環(huán)，i=4，count+執(zhí)行4次，然后i=8；第4輪循環(huán)，i=8，count+執(zhí)行8次，然后i=16，i>11，不滿足循環(huán)條件，循環(huán)結(jié)束。可以計算count+語句執(zhí)行的次數(shù)為：1+2+4+8=15【答案：A】【

24、試題 2-9】2010年 5月真題 33程序的三種基本控制結(jié)構(gòu)是（33）。（33）A過程、子程序分程序 B順序、選擇和重復(fù)C遞歸、堆棧和隊列 D調(diào)用、返回和跳轉(zhuǎn)分析：程序的三種基本控制結(jié)構(gòu)是順序結(jié)構(gòu)、選擇結(jié)構(gòu)和重復(fù)結(jié)構(gòu)?！敬鸢福築】【試題 2-10】2009年 5月真題 20函數(shù)調(diào)用時，基本的參數(shù)傳遞方式有傳值與傳地址兩種，（ 20）。（20）A在傳值方式下，形參將值傳給實參B在傳值方式下，實參不能是數(shù)組元素C在傳地址方式下，形參和實參間可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳遞D在傳地址方式下，實參可以是任意的變量和表達式分 析：首先看A選項，傳值方式下，對應(yīng)的實參和形參是兩個獨立的實體，占用不同的內(nèi)存單元，調(diào)

25、用函數(shù)時，系統(tǒng)把實參值復(fù)制一份給形參，便斷開二者的聯(lián)系，形參值的改變對實參無影響。因此，“傳值”是單向的，只能由實參傳遞給形參。B選項，形參為傳值方式下的簡單變量，實參可以是與其同類型的常量、變量、數(shù)組元素或表達式。C選項，在傳址方式下，函數(shù)調(diào)用時，系統(tǒng)將實參的地址傳遞給形參，即這時參數(shù)傳遞的不是數(shù)據(jù)本身，而是數(shù)據(jù)在內(nèi)存中的地址。所以在函數(shù)被調(diào)用中，任何對形參的訪問，都被認為是對形參的間接訪問。實參與形參占用相同的存儲單元，傳遞方式是雙向的，形參值的改變將影響實參值。故C選項正確。D選項，形參為傳址方式時，實參如果為常量或表達式，則傳址無效，相當于傳值方式?！敬鸢福?C】【試題 2-11】2009年 5月真題 22下面關(guān)于程序語言的敘述，錯誤的是（ 22）。（22）A腳本語言屬于動態(tài)語言，其程序結(jié)構(gòu)可以在運行中改變B腳本語言一般通過腳本引擎解釋執(zhí)行，不產(chǎn)生獨立保存的目標