大学软件构建上册《控制流与逻辑组织》练习题

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本单元考点（4 个）

顺序、选择与循环结构的使用条件表达式的可读性与简化循环边界与循环不变式复杂控制流的分解与降低复杂度

本单元练习题（27 题）

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1. 判断题：设循环语句为 for (i = 0; i < n; i++)，若某不等式 P 在循环第一次执行前成立，且每轮循环体执行后仍保持成立，则 P 是该循环的一个循环不变式，据此可断定循环结束时 i = n。

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2. 数组 A 的长度为 n（n≥1），有效下标为 0 至 n−1。程序令 i=0、s=0，并在 i≤n 时执行“s←s+A[i]；i←i+1”。有人声称：循环入口处的不变式“0≤i≤n，且 s=∑ₖ₌₀ⁱ⁻¹A[k]”可保证每次访问都合法，循环结束时 s 等于数组所有元素之和。判断该说法。

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3. 某非降序数组 a[1..n] 另设哨兵 a[0] = -∞、a[n+1] = +∞。下列伪代码求最后一个满足 a[i] ≤ x 的下标： lo ← 0; hi ← n while lo < hi: mid ← ⌊(lo + hi + 1)/2⌋ if a[mid] ≤ x: lo ← mid else: hi ← mid - 1 return lo 下列哪一项是该循环的循环不变式（每次迭代开始前均成立，并保证终止时返回值正确）？ A. a[lo] ≤ x < a[hi] B. a[lo] ≤ x < a[hi+1] 且 lo = hi C. 0 ≤ lo ≤ hi ≤ n 且 a[lo] ≤ x < a[hi+1] D. 0 ≤ lo ≤ hi ≤ n 且 a[lo] > x ≥ a[hi+1]

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4. 某循环用于在有序数组 a[0..n-1] 中查找 x 的插入位置，采用左闭右开区间写法：初始 lo=0、hi=n，循环条件为 lo<hi，循环体为 mid←⌊(lo+hi)/2⌋；若 a[mid]<x 则 lo←mid+1，否则 hi←mid。若以 P(lo,hi)：所有下标小于 lo 的元素均 < x，且所有下标不小于 hi 的元素均 ≥ x 为循环不变式，则循环结束时必有 lo=____（用 lo 与 hi 的关系表示），此时 x 的插入位置为 lo。

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5. 阅读以下伪代码。初始 i=0，执行结束后 count 的值是多少？ count = 0 while i < 18: if i < 7: i = i + 3 else: i = i + 5 count = count + 1 A. 4　B. 5　C. 6　D. 7

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6. 需要依次检查清单中的每条记录：若记录标记为“有效”，输出“通过”，否则输出“待核验”。下列哪段伪代码同时使用顺序、选择与循环结构？ A. 对清单中的每条记录：读取记录；若标记为“有效”则输出“通过”，否则输出“待核验” B. 读取一条记录；若标记为“有效”则输出“通过”，否则输出“待核验” C. 对清单中的每条记录：读取记录；输出“通过”；输出“待核验” D. 读取一条记录；输出“通过”；输出“待核验”

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7. 循环从 k=1 开始，在 k≤m 时执行；每轮处理位置 k，再令 k 增至下一位置。有人断言：每次进入循环体时，位置 1 至 k 均已处理。该断言是此循环的循环不变式。

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8. 阅读以下伪代码： s = 0 i = 7 while i > 0: if i % 3 == 0: i = i - 2 else: i = i - 1 s = s + 1 当循环因条件 i > 0 不满足而结束时，s 的值为____，循环体共被执行了____次。

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9. 阅读伪代码： i=0 total=0 while i<6: if i%2==0: total=total+i i=i+1 有人认为：“该程序虽然使用了循环和选择结构，但没有使用顺序结构，因为循环体中含有分支。”这一判断是否正确？

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10. 判断：一段程序先按书写顺序初始化变量，再执行 while 循环；循环体内用 if-else 根据条件选择不同的变量更新语句。由于选择结构嵌套在循环中，这段程序只使用循环结构，不使用顺序结构和选择结构。

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11. 某消息推送模块中，函数仅在满足条件「!(isBlocked && unread <= 0) || isImportant」时发送通知。若用德摩根律将其化简为逻辑等价且最清晰的形式，正确结果是哪一项？ A. !isBlocked || unread > 0 || isImportant B. !isBlocked || unread <= 0 || isImportant C. !(isBlocked || unread <= 0) || isImportant D. isBlocked || unread > 0 || isImportant

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12. 某函数包含三层嵌套 if：先判断参数非空，再判断格式合法，最后判断权限通过，每层成功才进入下一层，导致嵌套过深。按照降低圈复杂度的常规做法，可将各失败分支提前并立即返回，使主逻辑保持在同一层级。这种重构手法称为 ____。

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13. 判断题：设某循环写法为「while (i < n) { 处理 a[i]; i ← i + 1; }」，初始时 i = 0 且 n ≥ 0。有学生认为：只需验证循环体每轮执行后「i ≤ n 且 a[0..i-1] 均已处理」保持成立，即可断定该循环正确终止；而循环边界条件 i < n 无需单独检查，因为循环不变式已隐含它。

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14. 某缓存模块仅在条件 `!(isExpired == true || isPinned == false)` 成立时保留条目。以下哪一项是含义相同且更简洁易读的条件？ A. `!isExpired && isPinned`　B. `isExpired || !isPinned`　C. `isExpired && !isPinned`　D. `!isExpired || isPinned`

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15. 某程序要在数组 a[0..n-1] 中求区间 [lo, hi)（0≤lo≤hi≤n）内元素之和。伪代码如下： s←0; i←lo while i < hi do s←s+a[i]; i←i+1 end while 有人断言：每次进入循环体时，不变式「s = a[lo]+a[lo+1]+…+a[i-1]，且 lo≤i≤hi」成立，因而循环正常结束时 s 即为 a[lo..hi-1] 之和。关于该断言与边界，下列判断正确的是： A. 断言正确；循环结束后有 i = hi-1，不变式给出正确和 B. 断言正确；初始化 i=lo、s=0 时不变式成立（空和），每轮保持，终止时 i=hi C. 断言错误；不变式中应有 i<hi 而非 i≤hi，否则初始化不成立 D. 断言错误；正确不变式的上界应为 i≤n 而非 i≤hi

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16. 某设备在持有有效密钥时可解锁；紧急授权也可覆盖撤销状态。原条件为 (hasKey && !isRevoked) || (hasKey && isRevoked && isEmergency)。按先提取共同因子、再化简括号内条件的方式，改写为 hasKey && (____)。

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17. 某批处理函数依次检查输入是否存在、格式是否有效、权限是否足够；任一检查失败都记录对应原因并立即结束，全部通过后才执行处理。为在保持检查顺序及行为不变的前提下降低控制流嵌套，哪种重构最合适？ A. 将失败条件逐项前移，失败时记录原因并立即返回 B. 将三个检查合并成一个条件表达式，并在失败时统一记录同一原因 C. 增加一层循环包住原有嵌套分支，以便集中处理退出 D. 将后续检查移入各个失败分支，减少函数中的返回语句

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18. 某权限校验函数中的判断条件写作：!(isValid == false) && !(locked || expired == false)。要求在不改变逻辑含义的前提下，将其化简为最简洁且可读性最好的等价条件表达式（原子条件按原变量出现顺序书写），则化简结果为 ____。

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19. 某审核模块的原始条件为：if (!(age < 18 || isStudent == false || !(hasID))) { approve(); }。将其改写为等价但最简、最可读的条件，正确的是： A. if (age >= 18 && isStudent && hasID) { approve(); } B. if (age >= 18 || isStudent && hasID) { approve(); } C. if (age >= 18 && isStudent == true && !hasID == false) { approve(); } D. if (!(age >= 18 && isStudent && hasID)) { approve(); }

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20. 某函数用多层 if 嵌套依次检查请求是否合法；任一检查失败都应立即结束函数。为降低控制流的嵌套复杂度，可将失败分支前移并立即返回，采用 ___。

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21. 某程序片段如下：初始 x=1，循环条件为 x≤20，每次循环体执行：若 x 能被 3 整除，则将 x 增加 5，否则将 x 增加 2。当循环因条件不满足而结束时，循环体共执行了____次，结束时 x 的值为____。

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22. 在不改变逻辑含义的前提下，下面哪个条件表达式最简洁、易读？原表达式为 !(status != READY || retries >= 3)。 A. status == READY && retries < 3　B. status != READY || retries < 3　C. status == READY || retries < 3　D. !(status == READY && retries < 3)

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23. 设数组 a 的合法下标为 0 至 n−1，n≥0。程序初始化 i=0、s=0，循环体为“s←s+a[i]；i←i+1”，循环条件为 i≤n。有人声称：循环不变式 s=∑(0≤j<i)a[j] 在每次循环体执行前都成立，且循环正常结束后 s 等于数组所有元素之和。判断该说法是否正确。

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24. 阅读以下伪代码： s = 0 i = 1 while i ≤ 5: if i % 2 == 0: i = i + 3 s = s + i else: j = i while j > 0: s = s + j j = j - 2 i = i + 1 print(s) 则程序输出为 ___。

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25. 阅读以下伪代码： s = 0 i = 2 while i ≤ 10: if i % 2 == 0: s = s + 1 i = i + 2 循环结束时，s 的值为____。

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26. 判断：任何算法都可以由顺序、选择、循环三种基本控制结构组合而成，因此在一个正确的程序中，选择结构和循环结构不允许互相嵌套使用。

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27. 某程序令 i←0，随后只要 i<m 就执行“处理下标 i 的元素；i←i+2”。有人断言：该循环的循环不变式是“每次进入循环体时，所有小于 i 的合法下标都已处理”。判断该断言是否正确。

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