麗江文化旅游學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級(jí)_______學(xué)號(hào)_______姓名_______題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共15個(gè)小題，每小題1分，共15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、在一個(gè)字符串處理程序中，需要快速判斷一個(gè)字符串是否是另一個(gè)字符串的子串。以下哪種算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的組合可能是最有效的？（）A.暴力匹配算法，使用數(shù)組存儲(chǔ)字符串B.KMP算法，基于有限自動(dòng)機(jī)原理C.哈希算法，將字符串映射為哈希值D.二分查找算法，在有序字符串中查找2、在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的處理系統(tǒng)中，需要按照到達(dá)的時(shí)間順序存儲(chǔ)和處理數(shù)據(jù)包。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)最適合？（）A.隊(duì)列B.棧C.二叉搜索樹D.哈希表3、設(shè)計(jì)一個(gè)基于USBType-C接口的電源傳輸系統(tǒng)，支持PD快充協(xié)議，能夠提供不同的電壓和電流輸出，給出硬件設(shè)計(jì)和協(xié)議實(shí)現(xiàn)。4、在一個(gè)社交網(wǎng)絡(luò)分析程序中，需要表示用戶之間的關(guān)注關(guān)系，并能夠快速地找出某個(gè)用戶的直接關(guān)注者和被關(guān)注者，以及計(jì)算用戶之間的最短路徑。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)最適合用于構(gòu)建這樣的社交網(wǎng)絡(luò)模型？（）A.鄰接矩陣，直觀表示節(jié)點(diǎn)之間的連接關(guān)系B.鄰接表，節(jié)省存儲(chǔ)空間并支持快速遍歷C.十字鏈表，便于雙向操作和動(dòng)態(tài)修改D.雙向鏈表，方便查找前后節(jié)點(diǎn)的關(guān)系5、設(shè)計(jì)一個(gè)基于運(yùn)算放大器的比較器陣列電路，能夠同時(shí)比較多個(gè)輸入信號(hào)的大小。6、設(shè)計(jì)一個(gè)高頻開關(guān)電源，輸出電壓為24V/10A，效率不低于85%，給出拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)選擇和元件參數(shù)計(jì)算。7、在一個(gè)文本處理程序中，需要對(duì)輸入的大量文本進(jìn)行單詞頻率統(tǒng)計(jì)。也就是說(shuō)，要快速確定每個(gè)單詞在文本中出現(xiàn)的次數(shù)。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)最適合用于實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能？（）A.棧，按照后進(jìn)先出的原則存儲(chǔ)單詞B.隊(duì)列，先進(jìn)先出地處理單詞C.二叉樹，對(duì)單詞進(jìn)行分類存儲(chǔ)D.哈希表，將單詞作為鍵，出現(xiàn)次數(shù)作為值8、設(shè)計(jì)一個(gè)基于無(wú)線通信模塊的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電表、水表、氣表數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程采集。9、設(shè)計(jì)一個(gè)基于鎖相環(huán)（PLL）的頻率合成器，輸出頻率范圍為100kHz至1GHz，頻率分辨率小于1kHz，給出電路結(jié)構(gòu)和參數(shù)計(jì)算過(guò)程。10、設(shè)計(jì)一個(gè)基于編碼器和控制器的數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)精確的位置控制。11、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，線性表是一種基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。假設(shè)我們正在研究一個(gè)順序存儲(chǔ)的線性表。以下關(guān)于線性表的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.順序存儲(chǔ)的線性表在插入和刪除元素時(shí)，可能需要移動(dòng)大量元素，效率較低B.線性表的長(zhǎng)度可以動(dòng)態(tài)變化，根據(jù)需要增加或減少存儲(chǔ)的元素?cái)?shù)量C.可以通過(guò)索引快速訪問(wèn)順序存儲(chǔ)線性表中的任意元素D.順序存儲(chǔ)的線性表適合頻繁進(jìn)行插入和刪除操作的場(chǎng)景12、設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的通信基站發(fā)射機(jī)前端電路，工作頻率在900MHz，輸出功率為10W，給出射頻電路設(shè)計(jì)和功率放大器選型。13、設(shè)計(jì)一個(gè)基于CPLD的脈沖寬度調(diào)制（PWM）發(fā)生器，實(shí)現(xiàn)可調(diào)占空比的PWM信號(hào)輸出，給出電路設(shè)計(jì)和性能測(cè)試。14、設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)環(huán)境溫度，并通過(guò)控制加熱或制冷設(shè)備將溫度穩(wěn)定在設(shè)定范圍內(nèi)，給出硬件電路和軟件程序設(shè)計(jì)。15、設(shè)計(jì)一個(gè)音頻均衡器，能夠?qū)σ纛l信號(hào)進(jìn)行5段均衡調(diào)節(jié)，給出系統(tǒng)方案和濾波器參數(shù)計(jì)算。二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）詳細(xì)闡述B樹和B+樹的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和區(qū)別，以及它們?cè)跀?shù)據(jù)庫(kù)中的應(yīng)用。2、（本題5分）論述在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，如何使用分治法解決復(fù)雜問(wèn)題，舉例說(shuō)明其在排序和查找算法中的應(yīng)用。3、（本題5分）詳細(xì)說(shuō)明如何在一個(gè)數(shù)組中找到連續(xù)子數(shù)組的最大和，給出算法步驟和實(shí)現(xiàn)代碼，并分析其時(shí)間復(fù)雜度。4、（本題5分）解釋如何在一個(gè)二叉樹中進(jìn)行按層之字形遍歷（即奇數(shù)層從左到右，偶數(shù)層從右到左），給出算法步驟和實(shí)現(xiàn)代碼，并分析其時(shí)間復(fù)雜度。三、綜合題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）某電商平臺(tái)的商品推薦系統(tǒng)需要根據(jù)用戶的瀏覽和購(gòu)買歷史為用戶推薦商品。系統(tǒng)需要存儲(chǔ)用戶的行為數(shù)據(jù)，包括用戶編號(hào)、商品編號(hào)、瀏覽時(shí)間、購(gòu)買時(shí)間等。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，能夠快速分析用戶行為，為用戶生成個(gè)性化的商品推薦，并給出代碼實(shí)現(xiàn)和性能評(píng)估。2、（本題5分）在一個(gè)大型企業(yè)的人力資源管理系統(tǒng)中，需要存儲(chǔ)員工的信息，包括員工編號(hào)、姓名、部門、職位、工資、績(jī)效評(píng)估等。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)管理員工數(shù)據(jù)，能夠快速查找特定員工、按部門或職位分類、更新員工信息，并計(jì)算部門的平均工資。3、（本題5分）一個(gè)在線圖片分享平臺(tái)需要管理大量的圖片信息，包括圖片名稱、上傳者、上傳時(shí)間、圖片標(biāo)簽、瀏覽量等。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)這些信息，實(shí)現(xiàn)圖片的快速上傳、刪除、查找和瀏覽量統(tǒng)計(jì)，同時(shí)支持根據(jù)標(biāo)簽和上傳時(shí)間進(jìn)行圖片篩選和排序。4、（本題5分）某公司的客戶關(guān)系管理系統(tǒng)需要存儲(chǔ)客戶的基本信息、購(gòu)買記錄、投訴建議和跟進(jìn)狀態(tài)等。設(shè)計(jì)一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)這些信息，實(shí)現(xiàn)客戶信息的添加、刪除、查找和修改，購(gòu)買記錄的分析，投訴建議的處理和跟進(jìn)狀態(tài)的更新，并能夠?qū)蛻暨M(jìn)行分類和價(jià)值評(píng)估。5、（本題5分）某城市的公交卡充值管理系統(tǒng)需要存儲(chǔ)充值記錄，包括充值編號(hào)、卡號(hào)、充值金額、充值時(shí)間等。系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)快速查找特定卡號(hào)的充值記錄、按照充值金額對(duì)記錄進(jìn)行排序、新增充值、刪除錯(cuò)誤充值記錄。請(qǐng)確定合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并詳細(xì)闡述算法和代碼實(shí)現(xiàn)，同時(shí)討論性能優(yōu)化策略。四、設(shè)計(jì)題（本大題共4個(gè)小題，共40分)1、（本題10分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，以二叉樹的形式表示課程體系結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)課程的查找和依賴關(guān)系展示功能。2、（本題10分）利用隊(duì)列結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一個(gè)學(xué)校運(yùn)動(dòng)會(huì)比賽