安徽大學(xué)《數(shù)據(jù)可視化》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁(yè)，共3頁(yè)安徽大學(xué)

《數(shù)據(jù)可視化》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共25個(gè)小題，每小題1分，共25分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、棧是一種特殊的線性表，其操作遵循后進(jìn)先出的原則。在實(shí)際應(yīng)用中，棧有著廣泛的用途。以下關(guān)于棧的敘述中，不正確的是（）A.?？梢杂糜诒磉_(dá)式求值B.?？梢杂脕?lái)實(shí)現(xiàn)遞歸函數(shù)的調(diào)用C.棧的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)只能是順序存儲(chǔ)D.棧頂元素是最后入棧的元素，也是最先出棧的元素2、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用中，圖算法有著廣泛的用途。假設(shè)我們正在使用圖算法解決問(wèn)題。以下關(guān)于圖算法的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.最短路徑算法（如Dijkstra算法和Floyd算法）可以用于求解圖中兩點(diǎn)之間的最短路徑B.最小生成樹(shù)算法（如Prim算法和Kruskal算法）可以用于構(gòu)建圖的最小代價(jià)連通子圖C.拓?fù)渑判蛩惴梢杂糜谂袛嘁粋€(gè)有向圖是否存在環(huán)D.所有的圖算法的時(shí)間復(fù)雜度都相同，與圖的類型和規(guī)模無(wú)關(guān)3、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用中，棧可以用于表達(dá)式求值。以下關(guān)于棧在表達(dá)式求值中的應(yīng)用，說(shuō)法不正確的是（）A.可以將中綴表達(dá)式轉(zhuǎn)換為后綴表達(dá)式，然后利用棧進(jìn)行求值B.?？梢员４娌僮鲾?shù)和運(yùn)算符，按照運(yùn)算規(guī)則進(jìn)行計(jì)算C.對(duì)于復(fù)雜的表達(dá)式，棧的使用可以簡(jiǎn)化求值過(guò)程D.棧在表達(dá)式求值中只能用于中綴表達(dá)式，不能用于后綴表達(dá)式4、設(shè)計(jì)一個(gè)基于傳感器的智能火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)環(huán)境中的煙霧濃度和溫度，當(dāng)達(dá)到報(bào)警閾值時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)。5、設(shè)計(jì)一個(gè)LED調(diào)光電路，能夠調(diào)節(jié)LED燈的亮度，調(diào)光范圍為0%到100%，并且具有記憶功能。6、設(shè)計(jì)一個(gè)基于DSP的圖像壓縮系統(tǒng)，能夠?qū)Σ噬珗D像進(jìn)行有損壓縮，壓縮比達(dá)到10:1，闡述算法原理和代碼實(shí)現(xiàn)。7、假設(shè)正在實(shí)現(xiàn)一個(gè)電話號(hào)碼簿程序，需要快速根據(jù)姓名查找對(duì)應(yīng)的電話號(hào)碼。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法的組合可能是最有效的？（）A.二叉搜索樹(shù)，進(jìn)行姓名查找B.冒泡排序后的數(shù)組，順序查找C.哈希表，直接定位電話號(hào)碼D.插入排序后的數(shù)組，二分查找8、設(shè)計(jì)一個(gè)低通橢圓濾波器電路，截止頻率為1kHz，通帶波紋小于0.5dB，阻帶衰減不小于60dB，輸入信號(hào)頻率范圍為0-5kHz。9、在鏈表這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，節(jié)點(diǎn)通過(guò)指針相互連接。假設(shè)需要頻繁地在鏈表的頭部或中間插入和刪除元素。以下哪種鏈表結(jié)構(gòu)可能是最合適的選擇（）A.單向鏈表B.雙向鏈表C.循環(huán)鏈表D.靜態(tài)鏈表10、設(shè)計(jì)一個(gè)基于音頻功率放大器的舞臺(tái)音響系統(tǒng)，輸出功率不小于500W，具備音效調(diào)節(jié)功能。11、假設(shè)正在開(kāi)發(fā)一個(gè)文本編輯軟件，需要能夠快速地對(duì)輸入的文本進(jìn)行插入、刪除和查找操作。同時(shí)，要能夠高效地實(shí)現(xiàn)文本的回退和重做功能。為了滿足這些需求，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最優(yōu)的選擇？（）A.順序表，存儲(chǔ)文本數(shù)據(jù)，操作簡(jiǎn)單直接B.雙向鏈表，方便在任意位置進(jìn)行插入和刪除C.棧，用于實(shí)現(xiàn)回退和重做功能D.散列表，快速查找文本中的特定字符或字符串12、對(duì)于一個(gè)具有n個(gè)元素的有序數(shù)組，采用二分查找算法查找一個(gè)特定元素，其最壞情況下的比較次數(shù)為（）A.log?nB.nC.n/2D.log?n-113、設(shè)計(jì)一個(gè)智能水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)水質(zhì)參數(shù)如pH值、溶解氧等，并進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和分析，闡述系統(tǒng)的硬件架構(gòu)和軟件功能。14、設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的水位控制系統(tǒng)，能夠自動(dòng)控制水泵的啟停，保持水位在設(shè)定范圍內(nèi)。15、利用數(shù)字邏輯電路設(shè)計(jì)一個(gè)自動(dòng)售貨機(jī)的控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)貨幣識(shí)別、商品選擇和找零功能。16、根據(jù)傳感器技術(shù)，設(shè)計(jì)一個(gè)用于環(huán)境監(jiān)測(cè)的空氣質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)，能夠檢測(cè)多種污染物的濃度。17、考慮到一個(gè)文件系統(tǒng)的目錄結(jié)構(gòu)管理，需要快速查找、插入和刪除文件和文件夾，并能夠方便地遍歷整個(gè)目錄層次。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)適合用于實(shí)現(xiàn)文件系統(tǒng)的目錄結(jié)構(gòu)？（）A.三叉樹(shù)B.四叉樹(shù)C.N叉樹(shù)D.線段樹(shù)18、假設(shè)正在設(shè)計(jì)一個(gè)公交換乘系統(tǒng)，需要存儲(chǔ)各個(gè)公交站點(diǎn)之間的線路和換乘信息，并且能夠快速規(guī)劃出最優(yōu)的換乘路線。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法可能是最有用的？（）A.圖結(jié)構(gòu)，結(jié)合迪杰斯特拉算法求解最短路徑B.樹(shù)結(jié)構(gòu)，通過(guò)深度優(yōu)先搜索規(guī)劃路線C.鏈表，順序存儲(chǔ)換乘信息D.哈希表，快速查找站點(diǎn)之間的連接19、設(shè)計(jì)一個(gè)音頻放大器擴(kuò)展電路，能夠增加放大器的輸出功率和音質(zhì)，并且具有失真檢測(cè)功能。20、字符串在計(jì)算機(jī)程序中經(jīng)常被處理。假設(shè)我們正在對(duì)兩個(gè)字符串進(jìn)行操作。以下關(guān)于字符串的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.字符串的存儲(chǔ)方式可以是字符數(shù)組或字符指針B.字符串的比較可以通過(guò)逐個(gè)字符比較來(lái)實(shí)現(xiàn)C.字符串的常見(jiàn)操作包括查找、替換、拼接等，它們的時(shí)間復(fù)雜度通常與字符串的長(zhǎng)度成正比D.所有的字符串操作算法的時(shí)間復(fù)雜度都是最優(yōu)的，無(wú)法進(jìn)一步優(yōu)化21、設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)正反轉(zhuǎn)、調(diào)速和定位控制功能。22、設(shè)計(jì)一個(gè)基于光電二極管的光強(qiáng)度測(cè)量系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)測(cè)量環(huán)境光的強(qiáng)度，并將數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示和存儲(chǔ)。23、鏈表是一種常見(jiàn)的鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)。對(duì)于單鏈表，以下關(guān)于其特點(diǎn)的描述，錯(cuò)誤的是（）A.插入和刪除操作不需要移動(dòng)大量元素，只需修改指針B.可以方便地實(shí)現(xiàn)隨機(jī)訪問(wèn)，時(shí)間復(fù)雜度為O(1)C.存儲(chǔ)空間不必連續(xù)，便于動(dòng)態(tài)分配D.查找某一特定位置的元素，需要從頭開(kāi)始遍歷，時(shí)間復(fù)雜度為O(n)24、設(shè)計(jì)一個(gè)基于555定時(shí)器的脈沖發(fā)生器電路，能夠產(chǎn)生頻率在1Hz-100kHz范圍內(nèi)可調(diào)，占空比在10%-90%范圍內(nèi)可調(diào)的矩形脈沖。25、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字圖像處理中圖像特征提取和分類系統(tǒng)，分析特征的有效性和分類準(zhǔn)確率。二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）論述在二叉搜索樹(shù)的迭代器實(shí)現(xiàn)中，如何按照中序遍歷的順序訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)。2、（本題5分）詳細(xì)論述在利用二叉樹(shù)進(jìn)行先序線索化的過(guò)程中，如何建立線索和遍歷線索二叉樹(shù)，并給出相應(yīng)的算法步驟和代碼示例。3、（本題5分）對(duì)于一個(gè)具有n個(gè)元素的數(shù)組，如何使用快速排序算法進(jìn)行原地排序？4、（本題5分）詳細(xì)闡述桶排序在處理大規(guī)模數(shù)據(jù)時(shí)的優(yōu)化策略。三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）構(gòu)建一個(gè)算法，在一個(gè)有向圖中找出所有頂點(diǎn)的可達(dá)集。2、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，模擬一個(gè)酒店的客房服務(wù)需求信息管理系統(tǒng)，能夠及時(shí)處理客人的服務(wù)請(qǐng)求。3、（本題5分）實(shí)現(xiàn)一個(gè)算法，計(jì)算無(wú)向圖的連通分量數(shù)量，并輸出每個(gè)連通分量的節(jié)點(diǎn)。4、（本題5分）研究線段樹(shù)在處理動(dòng)態(tài)插入和刪除區(qū)間時(shí)的困難，提出解決方案。5、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)算法，對(duì)一個(gè)二叉排序樹(shù)進(jìn)行中序遍歷的非遞歸實(shí)現(xiàn)。四、綜合題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）某電商平臺(tái)的優(yōu)惠券管理系統(tǒng)需要存儲(chǔ)優(yōu)惠券信息，如優(yōu)惠券編號(hào)、優(yōu)惠金額、使用條件、有效期等。系統(tǒng)要能夠快速查找特定優(yōu)惠券、按照優(yōu)惠金額對(duì)優(yōu)惠券進(jìn)行排序、發(fā)放優(yōu)惠券、使用優(yōu)惠券以及刪除過(guò)期優(yōu)惠券。請(qǐng)選擇恰當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并詳細(xì)闡述實(shí)現(xiàn)這些功能的算法和代碼，以及性能考量。2、（本題10分）一個(gè)視頻網(wǎng)站需要對(duì)用戶的觀看歷史和偏好進(jìn)行分析，以提供個(gè)性化的推薦。用戶的觀看歷史以字典樹(shù)的形式存儲(chǔ)。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)算法實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）根據(jù)用戶的觀看歷史推薦相關(guān)視頻；（2）統(tǒng)計(jì)用戶觀看某類