巢湖學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法》2021-2022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，共3頁巢湖學(xué)院

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法》2021-2022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20個(gè)小題，每小題1分，共20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、設(shè)計(jì)一個(gè)無線通信中的智能天線系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)波束的自適應(yīng)控制，分析系統(tǒng)性能提升效果。2、在圖的最短路徑問題中，Dijkstra算法是一種常用的算法。以下關(guān)于Dijkstra算法的描述中，不正確的是（）A.該算法適用于有向圖和無向圖B.算法從起始頂點(diǎn)開始，逐步計(jì)算到其他頂點(diǎn)的最短路徑C.算法通過不斷更新頂點(diǎn)的距離值來找到最短路徑D.算法的時(shí)間復(fù)雜度為O(n^2)，其中n是頂點(diǎn)的數(shù)量3、設(shè)計(jì)一個(gè)基于STM32的智能農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)，能夠根據(jù)土壤濕度、氣象條件等自動(dòng)控制灌溉，提供系統(tǒng)的硬件電路和控制策略。4、運(yùn)用電子信息工程知識(shí)，設(shè)計(jì)一個(gè)汽車電子防盜系統(tǒng)，具備車輛定位、遠(yuǎn)程鎖車和報(bào)警等功能。5、以下哪種排序算法在平均情況下和最壞情況下的時(shí)間復(fù)雜度差異最大？（）A.冒泡排序B.插入排序C.快速排序D.選擇排序6、設(shè)計(jì)一個(gè)帶通橢圓濾波器電路，中心頻率為1kHz，帶寬為200Hz，通帶波紋小于0.3dB，阻帶衰減不小于60dB，輸入信號(hào)頻率范圍為0-2kHz。7、考慮哈希表這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它通過哈希函數(shù)將鍵映射到存儲(chǔ)位置。假設(shè)需要快速查找和插入大量的數(shù)據(jù)，并且數(shù)據(jù)的分布比較均勻。以下關(guān)于哈希表的負(fù)載因子，哪個(gè)說法是正確的（）A.負(fù)載因子越大，哈希表的性能越好B.負(fù)載因子越小，哈希表的性能越好C.負(fù)載因子對(duì)哈希表的性能沒有影響D.負(fù)載因子應(yīng)根據(jù)具體情況選擇一個(gè)合適的值8、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字時(shí)鐘電路，能夠準(zhǔn)確顯示時(shí)、分、秒，具有鬧鐘功能，并且可以通過按鍵調(diào)整時(shí)間和設(shè)置鬧鐘。9、設(shè)計(jì)一個(gè)基于555定時(shí)器的脈沖產(chǎn)生電路，輸出頻率和占空比可調(diào)，給出電路原理圖和參數(shù)計(jì)算方法，分析其穩(wěn)定性和應(yīng)用場(chǎng)景。10、棧是一種特殊的線性表，遵循后進(jìn)先出的原則。在程序設(shè)計(jì)中，棧有著廣泛的應(yīng)用。例如，在表達(dá)式求值、函數(shù)調(diào)用等場(chǎng)景中經(jīng)常使用棧?？紤]一個(gè)表達(dá)式：(3+5)*2-7，使用棧來計(jì)算這個(gè)表達(dá)式的值。在計(jì)算過程中，當(dāng)遇到運(yùn)算符''時(shí)，以下正確的操作是：（）A.直接將''輸出B.從棧中彈出兩個(gè)操作數(shù)進(jìn)行乘法運(yùn)算C.將''壓入棧中D.忽略''，繼續(xù)處理后面的字符11、根據(jù)通信原理，設(shè)計(jì)一個(gè)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間同步協(xié)議，確保節(jié)點(diǎn)之間的時(shí)間一致性。12、平衡二叉樹是為了改進(jìn)二叉搜索樹的性能而產(chǎn)生的。以下關(guān)于平衡二叉樹的描述，不正確的是（）A.它通過旋轉(zhuǎn)操作來保持樹的平衡，減少查找的時(shí)間復(fù)雜度B.平衡二叉樹的插入和刪除操作比二叉搜索樹更復(fù)雜C.任何情況下，平衡二叉樹的高度都不會(huì)超過log?n（n為節(jié)點(diǎn)數(shù)）D.平衡二叉樹在實(shí)際應(yīng)用中已經(jīng)完全取代了二叉搜索樹13、設(shè)計(jì)一個(gè)基于LDO的低壓差線性穩(wěn)壓器，輸出電壓為3.3V，最大輸出電流為1A，給出電路原理圖和性能分析。14、考慮一個(gè)搜索引擎的索引構(gòu)建過程，需要對(duì)大量的網(wǎng)頁內(nèi)容進(jìn)行分詞、索引和存儲(chǔ)，以便能夠快速地根據(jù)用戶的查詢關(guān)鍵詞返回相關(guān)的網(wǎng)頁。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法常用于搜索引擎的索引構(gòu)建和查詢處理？（）A.倒排索引和分詞算法B.正排索引和冒泡排序C.索引鏈表和選擇排序D.索引數(shù)組和插入排序15、當(dāng)處理一個(gè)動(dòng)態(tài)增長和收縮的數(shù)據(jù)集合時(shí)，例如一個(gè)不斷有元素插入和刪除的集合，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在空間利用和操作效率上可能表現(xiàn)更優(yōu)（）A.數(shù)組B.鏈表C.哈希表D.二叉搜索樹16、設(shè)計(jì)一個(gè)基于藍(lán)牙低功耗技術(shù)的智能血壓計(jì)，能夠準(zhǔn)確測(cè)量血壓，并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)绞謾C(jī)APP進(jìn)行分析和存儲(chǔ)。17、利用電力電子技術(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電池狀態(tài)監(jiān)測(cè)和充放電控制。18、設(shè)計(jì)一個(gè)集成電路制造中光刻膠的選擇和涂覆工藝優(yōu)化方案，提高光刻質(zhì)量。19、設(shè)計(jì)一個(gè)音頻濾波器擴(kuò)展電路，能夠增加濾波器的濾波類型和頻率范圍，并且具有自動(dòng)調(diào)節(jié)功能。20、設(shè)計(jì)一個(gè)基于藍(lán)牙和傳感器的智能環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，監(jiān)測(cè)溫度、濕度、光照等環(huán)境參數(shù)。二、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）深入解釋在具有n個(gè)頂點(diǎn)和e條邊的無向圖中，如何使用普里姆（Prim）算法求解次小生成樹，并說明算法的思路和關(guān)鍵步驟。2、（本題5分）分析在字符串匹配中，基于字典樹的改進(jìn)算法和應(yīng)用。3、（本題5分）詳細(xì)闡述AVL樹的旋轉(zhuǎn)操作，包括單旋轉(zhuǎn)和雙旋轉(zhuǎn)，以及在插入節(jié)點(diǎn)時(shí)如何進(jìn)行平衡調(diào)整。4、（本題5分）論述在選擇排序中，每一輪選擇最小元素的過程以及其時(shí)間復(fù)雜度。5、（本題5分）解釋數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中棧的應(yīng)用場(chǎng)景，如字符串解碼問題、表達(dá)式的計(jì)算優(yōu)化等，并說明其原理。三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，在字符串中進(jìn)行字符串匹配的模糊搜索，支持通配符，輸出匹配結(jié)果。2、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)算法，在一個(gè)二叉樹中找出所有節(jié)點(diǎn)值之和等于給定值的路徑。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，使用鄰接矩陣存儲(chǔ)有向圖，判斷兩個(gè)頂點(diǎn)之間是否存在邊，并輸出結(jié)果。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)算法，利用哈希表存儲(chǔ)學(xué)生姓名和學(xué)號(hào)，解決沖突采用鏈地址法，實(shí)現(xiàn)查找和插入操作。5、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，使用合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)一個(gè)學(xué)校的教師培訓(xùn)需求調(diào)查信息，支持分析教師的培訓(xùn)需求。四、綜合題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）某醫(yī)院的病歷管理系統(tǒng)需要存儲(chǔ)患者的病歷信息，包含患者編號(hào)、姓名、性別、年齡、病癥、診斷結(jié)果、治療方案等。系統(tǒng)要支持快速檢索特定患者的病歷、按照病癥的嚴(yán)重程度對(duì)病歷進(jìn)行排序、添加新的病歷、刪除舊病歷以及更新病歷內(nèi)容。請(qǐng)選擇恰當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并詳細(xì)說明如何實(shí)現(xiàn)這些功能，包括算法思路和代碼實(shí)現(xiàn)，以及性能評(píng)估。2、（本題10分）某在線招聘平臺(tái)的簡(jiǎn)歷篩選系統(tǒng)需要根據(jù)職位要求對(duì)求職者的簡(jiǎn)歷進(jìn)行篩選和匹配。簡(jiǎn)歷包括求職者ID、個(gè)人信息、教育背景、工作經(jīng)歷、技能證書，職位要求包括職位ID、所需技能、工作經(jīng)驗(yàn)、學(xué)歷要