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Java程序设计期末考试试题及答案解析
2023-06-19 16:45:29 深夜i     --     --
Java程序设计 期末考试 多态性 二叉树排序 线程同步

近日，一份Java程序设计期末考试试题及答案解析被广为分享和讨论。本文将详细解析这份试题，并提供相应的代码案例和讲解。

试题如下：

1.请您简要介绍Java中的多态性，以及多态性在Java中的应用场景。

2.请使用Java代码实现一个基于二叉树的排序算法，并简要介绍算法的实现思路。

3.请介绍Java中的线程同步问题，以及如何在Java中实现线程同步？

答案及解析如下：

1.多态性是指同一种类型的对象在不同的情况下展现出不同的形态。在Java中，多态性主要通过继承、接口和重写方法来实现。多态性在Java中广泛应用于面向对象编程，常见的应用场景包括方法的重写、接口的实现、抽象类的使用等。

2.基于二叉树的排序算法可以使用二叉搜索树来实现。具体实现的思路如下：

①定义二叉搜索树节点类，包含节点值和左、右子节点的指针。

②定义一个方法，接受一个节点值作为参数，并将其插入到二叉搜索树中。

③对二叉搜索树进行中序遍历，将其转换成有序数组。

④返回排序后的数组。

Java代码实现如下：

class Node {

  int val;

  Node left, right;

  public Node(int item)

    val = item;

    left = right = null;

}

public class BinaryTreeSort {

  Node root;

  BinaryTreeSort()

    root = null;

  void insert(int key) {

    root = insertRec(root, key);

  }

  Node insertRec(Node root, int key) {

    if (root == null) {

      root = new Node(key);

      return root;

    }

    if (key < root.val)

      root.left = insertRec(root.left, key);

    else if (key > root.val)

      root.right = insertRec(root.right, key);

    return root;

  }

  void inorderRec(Node root, List list) {

    if (root != null) {

      inorderRec(root.left, list);

      list.add(root.val);

      inorderRec(root.right, list);

    }

  }

  List sort() {

    List list = new ArrayList<>();

    inorderRec(root, list);

    return list;

  }

  public static void main(String[] args) {

    BinaryTreeSort tree = new BinaryTreeSort();

    tree.insert(4);

    tree.insert(2);

    tree.insert(1);

    tree.insert(3);

    tree.insert(6);

    tree.insert(5);

    List sortedList = tree.sort();

    System.out.println(sortedList.toString());

  }

}

以上代码通过中序遍历的方式对二叉搜索树进行了排序，并将排序后的结果存储在一个List中返回。通过运行main方法即可进行测试，并输出[1, 2, 3, 4, 5, 6]。

3.线程同步问题是多个线程访问共享资源时可能会出现的问题，例如资源竞争和死锁等。在Java中，可以使用synchronized关键字或Lock接口来实现线程同步。具体实现的步骤如下：

①使用synchronized关键字来修饰共享资源。

②对共享资源进行加锁。

③获取该资源的访问权。

④操作共享资源。

⑤释放该资源的访问权。

Java代码实现如下：

class Counter {

  private int count = 0;

  public synchronized void increment() {

    count++;

  }

  public synchronized void decrement()

    count--;

  public int getCount()

    return count;

}

class CounterDemo {

  public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

    Counter counter = new Counter();

    Thread t1 = new Thread(() -> {

      for (int i = 0; i < 1000; i++) {

        counter.increment();

      }

    });

    Thread t2 = new Thread(() -> {

      for (int i = 0; i < 1000; i++) {

        counter.decrement();

      }

    });

    t1.start();

    t2.start();

    t1.join();

    t2.join();

    System.out.println(counter.getCount()); // 0

  }

}

以上代码通过synchronized关键字来保证了两个线程对共享资源的访问顺序和可见性，并最终输出了正确的结果。

  
  

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