108 司法特考三等 檢察事務官電子資訊組 程式語言 考古題詳解

核心觀念

1. 上下文無關文法（Context-Free Grammar, CFG）與 BNF 語法： BNF（Backus-Naur Form）為描述程式語言語法結構的形式化表示法。文法由四元組 $G = (V, \Sigma, R, S)$ 組成，其中 $V$ 為非終端符號（Non-terminals）、$\Sigma$ 為終端符號（Terminals）、$R$ 為產生規則（Production Rules）、$S$ 為起始符號（Start Symbol）。
2. 剖析樹（Parse Tree）： 以樹狀結構視覺化推導（Derivation）過程。樹根為起始符號 $S$，內部節點為非終端符號，葉節點由左至右串接（Yield）即為產生的終端字串（包含空字串 $\varepsilon$）。
3. 不明確語法（Ambiguous Grammar）之定義： 若文法中存在至少一個字串，可找出兩棵（含）以上相異的剖析樹，或存在兩條相異的最左衍生（Leftmost Derivation）／最右衍生（Rightmost Derivation），則該語法即為不明確語法（歧義語法）。
4. 消除歧義（Disambiguation）策略： 語法呈現 $A \to A \alpha A$ 之雙側遞迴結構時，會因無法決定結合方向（結合律，Associativity）而產生歧義。解決方式為改寫文法，規範符號的結合方向（改為嚴格的左遞迴或右遞迴）。

解題方法

（一）畫出 $aba$ 的剖析樹（15 分）

本題給定文法規則： $S \to SaS \mid SbS \mid \varepsilon$

欲產生終端字串 $w = aba$，可採用最左衍生推導如下：

1. $S \Rightarrow SbS$（套用 $S \to SbS$）
2. $\Rightarrow SaSbS$（最左邊之 $S$ 套用 $S \to SaS$）
3. $\Rightarrow \varepsilon aSbS$（最左邊之 $S$ 套用 $S \to \varepsilon$）
4. $\Rightarrow \varepsilon a \varepsilon bS$（$S$ 套用 $S \to \varepsilon$）
5. $\Rightarrow \varepsilon a \varepsilon bSaS$（$S$ 套用 $S \to SaS$）
6. $\Rightarrow \varepsilon a \varepsilon b \varepsilon aS$（$S$ 套用 $S \to \varepsilon$）
7. $\Rightarrow \varepsilon a \varepsilon b \varepsilon a \varepsilon = aba$（最後之 $S$ 套用 $S \to \varepsilon$）

對應之剖析樹結構如下圖所示：

 S
 / | \
 S b S
 / | \ / | \
 S a S S a S
 | | | |
 ε ε ε ε

葉節點由左至右驗證： $\text{Yield} = \varepsilon \cdot a \cdot \varepsilon \cdot b \cdot \varepsilon \cdot a \cdot \varepsilon = aba$ 符合題目要求。

（二）確認是否為不明確的語法與解決方式（10 分）

1. 確認結果：此語法為「不明確的語法（Ambiguous Grammar）」

證明（反例法）： 只要能為同一個字串找出第二棵相異的剖析樹，即可證明該語法為不明確語法。以題目指定的字串 $aba$ 為例，除第（一）小題繪製的剖析樹（樹根以 $S \to SbS$ 展開）外，尚存在另一棵完全合法的相異剖析樹（樹根以 $S \to SaS$ 展開）：

核心觀念

本題評量物件導向程式設計（OOP）的三大基礎核心機制與 Java 型態轉換：

1. 方法多載（Method Overloading）：在同一個類別內，定義多個「方法名稱相同」，但「參數列（Parameter List）不同」（參數個數、參數型別或參數順序不同）的方法。編譯器在編譯時期依據呼叫端傳入的引數型別與個數決定呼叫目標，屬於編譯期多型（Compile-time / Static Polymorphism）​或早期繫結（Early Binding）。
2. 方法覆寫（Method Overriding）：子類別重新定義父類別中已存在且具備「相同方法名稱、相同參數列與相容回傳型態」的實體方法。這是實現執行期多型（Runtime / Dynamic Polymorphism）​與動態繫結（Dynamic / Late Binding）​的前提。特別注意：建構子（Constructor）無法被繼承，因此建構子絕不可能被覆寫。
3. 多型（Polymorphism）：

• 靜態多型（Static Polymorphism）：主要透過「方法多載（Overloading）」實現。
• 動態多型（Dynamic Polymorphism / Subtype Polymorphism）：透過「繼承（Inheritance）或介面實作（Interface Implementation）」結合「方法覆寫（Overriding）」，使父類別型態的參照變數在執行時期指向子類別物件，並動態調用子類別覆寫後的方法。

4. 型態轉換（Type Casting）：浮點數型態（double）強制轉型為整數型態（int）時，會直接無條件捨去小數部分（Truncation），而非四捨五入。

程式碼行號對照基準

為便於精確標註第（二）小題之行號，本題程式碼行號標定如下：

 1: class NumAdd {
 2: public int add(int x, int y) {
 3: return (x + y);
 4: }
 5: 
 6: public int add(int x, int y, int z) {
 7: return (x + y + z);
 8: }
 9: 
10: public int add(double x, int y) {
11: return ((int) x + y);
12: }
13: 
14: public int add(int x, double y) {
15: return (x + (int) y);
16: }
17: }
18: 
19: public class Main {
20: public static void main(String[] args) {
21: NumAdd na = new NumAdd;
22: 
23: System.out.println(na.add(1, 2));
24: System.out.println(na.add(3, 4, 5));
25: System.out.println(na.add(6.7, 8));
26: System.out.println(na.add(9, 10.1));
27: }
28: 
29: public Main {
30: super;
31: }
32: }

解題方法

（一）執行輸出追蹤

逐行推導 main 方法中的呼叫過程：

1. 第 23 行：na.add(1, 2)

• 傳入引數為兩個整數 (int, int)。
• 匹配第 2~4 行的方法 public int add(int x, int y)。
• 計算過程：$1 + 2 = 3$。
• 輸出：3。

2. 第 24 行：na.add(3, 4, 5)

• 傳入引數為三個整數 (int, int, int)。
• 匹配第 6~8 行的方法 public int add(int x, int y, int z)。
• 計算過程：$3 + 4 + 5 = 12$。
• 輸出：12。

3. 第 25 行：na.add(6.7, 8)

• 傳入引數為浮點數與整數 (double, int)。
• 匹配第 10~12 行的方法 public int add(double x, int y)。
• 計算過程：(int) 6.7 + 8。

核心觀念

本題旨在評量考生對於 Python 標準輸入（Standard Input, stdin）的處理機制、I/O 效能差異、字串換行字元處理，以及迴圈終止機制（條件哨兵值 vs. 例外處理機制）的掌握程度：

1. 輸入函式行為差異：sys.stdin.readline 屬於底層緩衝讀取，會保留行尾換行字元（\n 或 \r\n），讀至檔案結尾（EOF）時回傳空字串 ""；內建函式 input 則會自動去除行尾換行字元，讀至 EOF 時會拋出 EOFError 例外。
2. 流程控制哲學：程式 A 採用傳統結構化程式設計的「哨兵值（Sentinel Value）」迴圈；程式 B 採用 Python 慣用的 EAFP（Easier to Ask for Forgiveness than Permission）風格，利用「例外處理（Exception Handling）」控制流程結束。

解題方法

（一）執行後的輸出分析

題目給定輸入依序為：Andy、World、Everyone，最後觸發 EOF（輸入結束）。

1. 自訂函式 Calc(sInput) 行為：

• 接收字串參數 sInput，透過字串串接回傳 "Hello, " + sInput + "!"。

2. 程式 A 追蹤：

• 第 1 次 sys.stdin.readline 讀入 "Andy\n"（或 Windows 下的 "Andy\r\n"），字串長度非 0，滿足 sInput != ""。
• 經 .replace("\r", "").replace("\n", "") 去除換行字元後，sInput 變為 "Andy"。
• Calc("Andy") 回傳 "Hello, Andy!" 並由 print 印出。
• 依序處理 "World" 與 "Everyone"，分別印出 "Hello, World!" 與 "Hello, Everyone!"。
• 第 4 次讀取遇到 EOF，sys.stdin.readline 回傳空字串 ""，條件 sInput != "" 不成立，跳出迴圈終止程式。

3. 程式 B 追蹤：

• 第 1 次 input 讀入 "Andy"（自動濾除行尾換行字元），呼叫 Calc("Andy") 印出 "Hello, Andy!"。
• 第 2 次、第 3 次依序讀入 "World" 與 "Everyone"，分別印出 "Hello, World!" 與 "Hello, Everyone!"。
• 第 4 次 input 遇到 EOF，引發 EOFError。
• 程式由 except (EOFError): 捕捉例外並執行 pass，正常結束程式。

（二）執行方式與優缺點評析

1. 執行方式比較

• 程式 A：
• 讀取模組：依賴 sys 標準函式庫，直接調用底層檔案物件的 sys.stdin.readline 方法。
• 迴圈終止機制：採用「前置讀取（Priming Read）」配合 while 哨兵值判斷。當回傳值為長度為 0 的空字串 "" 時判定為 EOF 並終止迴圈。
• 格式整理：必須透過字串替換方法手動濾除 CR（\r）與 LF（\n）。
• 程式 B：
• 讀取模組：使用 Python 內建高階函式 input，無需匯入任何模組。
• 迴圈終止機制：採用無窮迴圈 while(1)，完全依賴事件導向的「例外處理（try...except）」。以 EOFError 作為中斷信號。
• 格式整理：input 在讀入字串時自動剝除行尾換行字元。

2. 優缺點比較

核心觀念

本題考驗關聯式資料庫管理系統（RDBMS）中預存程序（Stored Procedure, SP）​的架構定位、語法設計與實務應用評估：

1. 儲存與執行架構：預存程序是預先編譯並儲存於資料庫伺服器端的 SQL 語句與程序控制敘述集合，具有伺服端執行、執行計畫快取（Execution Plan Caching）等特性。
2. 與一般 SQL 查詢之差異：相較於由應用程式端發送的動態 ad-hoc SQL，預存程序支援輸入／輸出參數、流程控制結構（IF-ELSE、迴圈、例外處理），並可封裝複雜的資料交易（Transaction）。
3. 資訊安全與軟體工程權衡：參數化傳遞可有效防止資料隱碼攻擊（SQL Injection），並降低網路負載；但在多層次架構（N-Tier）中，將業務邏輯放置於資料庫端會衍生伺服器負載、版本控管不易與跨平台移植（Vendor Lock-in）困難等缺點。

解題方法

本題為標準的問答申論與實作題，作答策略如下：

1. 第（一）小題（定義）：從「儲存位置」、「編譯機制（Pre-compiled）」、「介面特性（參數與流程控制）」三維度進行精準定義，點出其介於單純 SQL 語句與高階程式語言模組之間的特性。
2. 第（二）小題（程式碼範例）：採用公職考題中最普及且符合標準的 ANSI SQL / T-SQL 語法。範例必須具備「輸入參數（Input Parameter）」、「業務邏輯或交易處理」及「呼叫執行方式（EXEC 或 CALL）」，展現完整的語法結構，避免僅撰寫無參數的單一 SELECT 語句。
3. 第（三）小題（優缺點）：分別從「效能與網路」、「安全與權限」、「維護與移植性」、「伺服器硬體負載」四大構面進行對稱式條列分析，確保論點全面且具實務深度。

解題技巧

1. 概念區隔防踩雷：

• 預存程序 vs. 自訂函數（UDF）：UDF 必須有傳回值且不能執行影響資料庫狀態的 DDL/DML（不得有副作用）；預存程序可無回傳值、可傳回多個結果集（Result Sets），且允許完整的 DML 交易。
• 預存程序 vs. 觸發程序（Trigger）：Trigger 是事件驅動（隱式觸發），預存程序必須顯式呼叫（Explicit Call）。

2. 範例拿滿分關鍵：程式碼必須包含 CREATE PROCEDURE、宣告參數（型別）、邏輯本體（BEGIN ... END），並補上呼叫範例（如 EXEC ...），閱卷評分標準方能給予完整的 10 分。

【答案】

（一）預存程序（Stored Procedure）之定義（7 分）

預存程序（Stored Procedure）​是一組預先編寫、經過編譯並儲存在關聯式資料庫管理系統（RDBMS）伺服器端的一段 SQL 語句與程序導向控制結構（如條件判斷、迴圈、例外處理）的集合。

其核心特點包含：

1. 預先編譯（Pre-compiled）與最佳化：資料庫在首次編譯或建立預存程序時，即完成語法解析並產生最佳化的「執行計畫（Execution Plan）」存入快取記憶體，後續呼叫可直接重複利用，大幅節省解析時間。
2. 介面化與參數支援：可定義輸入參數（IN / 輸入變數）與輸出參數（OUT / 回傳值），如同一段函式或副程式，供外部應用程式或其它資料庫模組傳參呼叫。
3. 封裝性：將複雜的資料庫操作（如跨資料表查詢、多步交易）封裝在伺服端單一邏輯單元內。

（二）程式碼範例（10 分）

以下以業界與國考常用的標準 T-SQL（適用於 Microsoft SQL Server / Sybase）實作一個「員工調薪處理程序」，包含輸入參數、更新操作與例外控制：

1. 建立預存程序（CREATE PROCEDURE）