115 一般警察特考二等 刑事警察人員類別犯罪分析組 計算機概論(包括計算機結構、資料結構、程式設計) 考古題詳解
第 一 題20 分
物件導向程式設計中的封裝（encapsulation）為何意？試述之。
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核心觀念
封裝（encapsulation）是物件導向程式設計的基本概念，指將資料（屬性）與操作資料的方法組合在同一個類別或物件中，並透過存取控制限制外部直接接觸物件內部狀態。外部程式通常透過物件提供的公開介面（如方法）使用功能，而不是任意修改內部資料。
解題方法
作答時掌握兩個重點：
- 結合資料與行為：類別將描述物件狀態的屬性，與讀取或改變狀態的方法放在一起。
- 控制存取與保護狀態：透過
private、public等存取修飾詞，隱藏內部資料，並規定外部如何使用物件。
第 二 題20 分
電腦中的儲存系統有那些種類？試述之。
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核心觀念
儲存系統是電腦用來保存資料與程式的各類裝置和技術。依照與處理器的距離、存取速度、容量、成本及是否能在斷電後保留資料，可整理成儲存階層：越靠近 CPU，速度越快、單位容量成本越高、容量通常越小；越靠近階層底部，速度越慢、容量越大、單位容量成本越低。
解題方法
本題為申論題，宜先說明儲存系統的分類原則，再依儲存階層由上而下列出種類，並交代各自的用途與特性。回答時也要區分揮發性記憶體與非揮發性儲存裝置。
各類儲存系統
-
暫存器（Register） 位於 CPU 內部，直接供處理器使用，用來暫存指令、位址或運算中的資料。存取速度最快、容量最小，成本最高；斷電後資料消失。
-
快取記憶體（Cache） 位於 CPU 與主記憶體之間，保存近期或常用的指令與資料，以縮短 CPU 等待主記憶體的時間。速度快於主記憶體，容量較小，通常採用 SRAM；屬揮發性記憶體。
-
主記憶體（Main Memory） CPU 執行程式時，主要存放目前使用中的指令與資料。以 RAM 為主，容量大於快取、速度較慢；一般 RAM 在斷電後資料會消失。ROM 則可保存韌體等內容，通常具有非揮發性。
第 三 題20 分
使用陣列（array）和單向鏈結串列（singly linked list）來儲存資料，各有什麼優缺點？試述之。
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核心觀念
本題考查**陣列（array）與單向鏈結串列（singly linked list）**的儲存方式，以及兩者在記憶體配置、存取效率、插入與刪除操作上的差異。
陣列將元素存放在一段連續的記憶體位置，通常以索引存取；單向鏈結串列則由一個個節點組成，每個節點存放資料與指向下一個節點的指標，節點不必連續配置。
解題方法
比較時可依序看四個面向：存取方式、記憶體配置、插入與刪除、容量與額外空間。
| 比較面向 | 陣列 | 單向鏈結串列 |
|---|---|---|
| 記憶體配置 | 元素通常連續存放，位置可依索引計算 | 節點可分散存放，以指標連接 |
| 存取元素 | 可直接依索引存取第 個元素，時間為 | 須從表頭逐節點往後搜尋，存取第 個元素需 |
| 搜尋 | 若未排序，通常需逐項搜尋，為 ；若依索引取值則為 | 通常須逐節點搜尋，為 |
| 插入與刪除 | 在中間插入或刪除，常須搬移後續元素，最壞為 | 已知欲操作節點的前一節點時，調整指標即可完成，為 ；但若須先搜尋位置，仍需 |
| 容量調整 | 固定大小陣列容量受建立時的配置限制；動態陣列擴充時可能須另配空間並複製元素 | 可隨節點增減而彈性成長或縮小，受可用記憶體限制 |
| 額外空間 | 不需為每個元素儲存連結指標 | 每個節點須額外儲存下一個節點的指標 |
| 快取與實作 | 連續配置通常有較佳的記憶體區域性，遍歷效率佳 | 節點分散且須追蹤指標，遍歷時可能有較多記憶體存取；也須處理指標與節點配置 |
優缺點整理
陣列的優點
- 索引存取快速：能直接計算元素位置，適合頻繁依索引讀取或修改資料。
- 額外空間較少：不須在每個元素旁存放鏈結指標。
- 遍歷效率佳：元素連續存放，通常有較好的快取區域性。
- 結構簡單：操作與實作較直接。
陣列的缺點
第 四 題20 分
請說明何謂電腦作業系統中的死結（deadlock）？死結發生的必要條件有那些？
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核心觀念
作業系統中的死結（deadlock），是指一組行程各自持有部分資源，同時等待其他行程所持有的資源，因而形成循環等待；在等待關係未被打破前，這些行程都無法繼續執行。
解題方法：判斷死結的四項必要條件
依 Coffman 條件，死結發生時必須同時具備下列四項條件：
-
互斥（Mutual Exclusion） 至少有一種資源不能由多個行程同時使用，必須由單一行程獨占。例如印表機在特定列印工作完成前，不能同時供另一行程使用。
-
持有並等待（Hold and Wait） 行程已持有至少一項資源，同時又等待取得其他資源。例如行程持有印表機，並等待磁碟機。
第 五 題20 分
下列 C 語言程式的執行結果為何？請詳細敘述執行過程。
#include <stdio.h>
void foo1(int* xp, int* yp){ int temp = *xp; *xp = *yp; *yp = temp; }
void foo2(int arr[], int size){ int i; for (i = 0; i < size; i++) printf("%d ", arr[i]); printf("\n"); }
void foo3(int arr[], int n){ int i, j, swapped; for (i = 0; i < n - 1; i++) { swapped = 0; for (j = 0; j < n - i - 1; j++) { if (arr[j] > arr[j + 1]) { foo1(&arr[j], &arr[j + 1]); swapped = 1; } } if (swapped == 0) break; foo2(arr, n); } }
int main() { int arr[] = {47, 98, 27, 33, 7, 23, 5, 58}; int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); foo3(arr, n); return 0; }
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核心觀念
本題考 C 語言的指標與陣列傳遞，以及 **Bubble Sort（氣泡排序法）**的執行過程。
foo3(arr, n)中，陣列arr傳入函式後可視為指向首元素的指標，因此函式內修改arr[j]會直接改變main中的原陣列。foo1(&arr[j], &arr[j + 1])傳入兩個元素的位址，透過指標交換兩個元素的值。- 內層迴圈逐一比較相鄰元素；若左邊較大就交換。每一趟結束時，尚未排序部分中最大的元素會移到末端。
- 每趟開始時
swapped設為0；發生交換便設為1。若整趟都沒有交換，代表陣列已排序，便提前結束。 foo2(arr, n)在每一趟有發生交換後印出整個陣列；若沒有交換，程式會先break，不會印出該趟結果。
解題方法
初始陣列為：
逐趟依序比較相鄰元素；遇到左值大於右值時立即交換。每趟結束後，若 swapped 為 1，就呼叫 foo2 印出目前陣列。
第 1 趟： 依序比較索引 至 的相鄰元素，較大的值逐步往右移，最後最大值 移至末端。
- 與 ：不交換
- 與 ：交換，陣列變為
[47, 27, 98, 33, 7, 23, 5, 58] - 與 ：交換，變為
[47, 27, 33, 98, 7, 23, 5, 58] - 與 ：交換，變為
[47, 27, 33, 7, 98, 23, 5, 58] - 與 ：交換，變為
[47, 27, 33, 7, 23, 98, 5, 58] - 與 ：交換，變為
[47, 27, 33, 7, 23, 5, 98, 58] - 與 ：交換，變為
[47, 27, 33, 7, 23, 5, 58, 98]
本趟有交換，因此印出：
47 27 33 7 23 5 58 98
第 2 趟： 比較索引 至 的相鄰元素。 移至倒數第二個位置。
- 與 ：交換，變為
[27, 47, 33, 7, 23, 5, 58, 98] - 與 ：交換，變為
[27, 33, 47, 7, 23, 5, 58, 98] - 與 ：交換，變為
[27, 33, 7, 47, 23, 5, 58, 98] - 與 ：交換，變為
[27, 33, 7, 23, 47, 5, 58, 98] - 與 ：交換，變為
[27, 33, 7, 23, 5, 47, 58, 98] - 與 ：不交換