109 身心障礙特考三等 資訊處理 程式語言 考古題詳解

核心觀念

**懸置 else（dangling else）**是指巢狀 if 敘述中，某個 else 究竟應該配對哪一個 if，在語法或閱讀上產生歧義的問題。

例如：

if (a)
 if (b)
 S1;
 else
 S2;

若語言文法沒有特別規定，else 可能被理解為配對外層的 if (a)，也可能配對內層的 if (b)。這兩種解讀會造成不同的控制流程。

解題方法

本題分別考查三個層次：先定義歧義，再說明程式語言設計如何消除歧義，最後指出 C++ 程式設計者可採用的寫法。

（一）什麼是懸置 else 的問題？

當巢狀 if 敘述中出現 else，而前面有多個尚未配對的 if 時，若無明確規則決定配對對象，就會產生懸置 else 問題。

以上述程式為例，常見的兩種理解如下：

// else 配對內層 if
if (a) {
 if (b)
 S1;
 else
 S2;
}

// else 配對外層 if
if (a) {
 if (b)
 S1;
}
else {
 S2;
}

兩者在條件不成立時執行的敘述不同，因此不是單純的排版問題，而是會影響程式語意的語法歧義。

（二）近代高階程式語言怎麼解決？

近代高階程式語言通常在文法中訂定明確的配對規則：else 配對最近一個尚未配對的 if。

核心觀念

本題考查程式語言的執行方式，以及原始程式碼如何轉換成可執行的指令。

• Compiler（編譯器）：先將原始程式碼整體翻譯成目標程式碼，例如機器碼或中介碼，再由電腦執行。編譯通常在執行前完成。
• Interpreter（直譯器）：讀取程式碼並逐步解譯、執行；不一定會先產生獨立的機器碼檔案。執行時通常需要直譯器參與。

兩者的主要差異在於轉換與執行的時機、是否產生可獨立執行的目標程式，以及錯誤被發現的階段。實務上，語言與實作方式不必然一對一：同一種語言可有不同實作，也可能結合編譯與直譯。

解題方法

先比較兩種工具的處理流程，再依三種語言的典型實作判斷：

1. 判斷是否先把整份原始程式轉成目標程式碼。
2. 判斷執行時是否由直譯器逐步處理程式碼。
3. 說明語言名稱與實作方式的關係，避免把「語言」誤當成唯一固定的執行方式。

（一）Compiler 與 Interpreter 的差別

「Compiler 一定較快、Interpreter 一定較慢」是概括比較；實際效率仍取決於語言實作、執行環境與最佳化方式。

核心觀念

本題考查並行與平行的差異、共享狀態造成的執行緒安全問題，以及 Python 中不同多執行緒與多行程方式的特性。第（四）題則要以多行程同時下載兩個檔案，並分別計算下載時間。

• Concurrency（並行）：多個工作在同一段時間內交錯推進。單核心也能藉由排程切換工作，呈現並行效果。
• Parallelism（平行）：多個工作在同一時刻由不同處理器核心實際執行。通常需要多核心或多個處理器。
• Thread safe（執行緒安全）：程式在多個執行緒同時存取共享資料時，仍能維持正確結果與一致狀態。若結果會因執行順序或時序而改變，就有競爭條件（race condition）。

（一）Concurrency 與 Parallelism

**解題方法：**先看「同一段時間內交錯推進」或「同一時刻實際同時執行」的差別。並行描述的是安排與管理多個工作的方式；平行描述的是多個工作是否真的同時占用不同運算資源。

（二）Thread safe 的問題

多個執行緒若同時讀寫共享資料，可能因執行順序不同而產生錯誤結果。以共享計數器 count 為例，執行 count += 1 可拆成讀取、加一、寫回等步驟；兩個執行緒若讀到相同的舊值，再各自寫回加一後的值，最後只增加一次，這就是競爭條件。

常見處理方式包括：

• 使用 lock（鎖） 或 mutex（互斥鎖），讓一次只有一個執行緒進入臨界區。
• 使用具原子性的操作或執行緒安全的資料結構。
• 避免共享可變狀態，改用訊息傳遞或各自持有資料。

判斷重點是：是否有共享資料、是否會被同時存取、存取是否包含修改。三者同時存在時，應考慮執行緒安全。

（三）Threading、Fork、Multiprocessing 比較

核心觀念

本題考查字串的長度在何時決定，以及字串能否增長。長度管理會影響記憶體配置、空間利用與字串操作彈性。

• Static（靜態長度）：宣告時即決定固定長度，執行期間不能改變。
• Limited dynamic length（有限動態長度）：宣告時設定最大長度，實際長度可在上限內變動。
• Dynamic with no maximum（無最大值的動態長度）：實際長度可變，且沒有預先指定的最大長度；執行時依字串需求管理空間。

解題方法

依序判斷兩件事：

1. 字串長度是否能在執行期間改變？
2. 若能改變，是否有事先設定的最大長度？

長度固定，屬於 static；長度可變但有上限，屬於 limited dynamic length；長度可變且無預設上限，則屬於 dynamic with no maximum。

三種方式的優缺點

各語言的字串長度處理方式

核心觀念

本題比較五種程式設計典範，重點在於辨別程式主要描述的是「如何執行」、「要得到什麼結果」，或是如何組織資料與運算。這些分類彼此並非完全互斥：例如程序式程式設計通常屬於命令式的一種；物件導向與函數式則各有不同的組織方式與運算觀點。

解題方法

依序比較各典範的兩個面向：

1. 程式描述什麼：描述執行步驟，還是描述問題與結果。
2. 如何組織程式：以程序、物件，或函數為主要單位。

各種設計方式說明

1. 命令式程式設計

命令式程式設計以指令描述程式的執行過程，程式會逐步改變變數或系統狀態。設計者需要明確指定操作順序，以及如何透過條件判斷、迴圈與指派完成工作。

例如計算陣列總和時，命令式程式會設定累加器，逐一讀取陣列元素並更新累加器。

2. 宣告式程式設計

宣告式程式設計著重表達欲達成的結果、資料關係或必須符合的條件，不必逐項指定處理步驟。系統或執行環境負責決定如何求得結果。

例如 SQL 查詢通常描述要取得哪些資料及篩選條件，由資料庫系統決定查詢執行方式。宣告式程式仍可能由系統依某種步驟執行；差別在於程式設計者不以逐步命令為主要表達方式。

3. 程序式程式設計