瓊臺師范學院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法》2021-2022學年第一學期期末試卷

學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁瓊臺師范學院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法》

2021-2022學年第一學期期末試卷題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共20個小題，每小題1分，共20分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的．）1、在一個數(shù)據(jù)壓縮算法中，需要構(gòu)建一個頻率表來統(tǒng)計字符出現(xiàn)的頻率。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)最適合存儲字符及其頻率信息？（）A.二叉樹，根據(jù)頻率構(gòu)建B.哈希表，快速查找字符頻率C.棧，按順序存儲頻率D.隊列，先進先出處理字符2、快速排序是一種高效的排序算法。對于快速排序的性能和特點，以下描述哪一項是不正確的？（）A.快速排序通過選擇一個基準元素，將數(shù)組分為小于基準和大于基準的兩部分，然后對這兩部分分別進行排序B.快速排序在平均情況下的時間復雜度為O(nlogn)，最壞情況下的時間復雜度為O(n^2)C.快速排序是一種不穩(wěn)定的排序算法，可能會改變相同元素的相對順序D.快速排序的空間復雜度主要取決于遞歸調(diào)用的?？臻g，最壞情況下為O(n)3、設計一個基于ARMCortex-M系列的低功耗手持設備，實現(xiàn)特定的功能如計步、心率監(jiān)測等，描述設備的硬件選型和軟件優(yōu)化。4、設計一個基于模擬比較器和定時器的脈沖寬度測量系統(tǒng)，能夠測量脈沖的寬度。5、設計一個基于數(shù)字邏輯的交通燈倒計時顯示系統(tǒng)，能夠?qū)崟r顯示每個信號燈的剩余時間。6、基于通信中的頻譜資源管理技術(shù)設計一個動態(tài)頻譜分配系統(tǒng)，提高頻譜利用率。7、設計一個基于LTC3862的降壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器，輸入電壓為12V，輸出電壓為5V/3A，給出電路設計和效率分析。8、設計一個基于藍牙低能耗（BLE）技術(shù)的健康監(jiān)測設備，能夠采集人體生理參數(shù)（如心率、血壓等）并傳輸?shù)绞謾C端。9、設計一個基于單片機的智能門鎖系統(tǒng)，支持密碼、指紋、刷卡等多種開鎖方式，并具有報警功能。10、設計一個4G通信模塊的接口電路，能夠?qū)崿F(xiàn)與微處理器的通信，詳細說明硬件連接和通信協(xié)議。11、設計一個基于單片機的溫度監(jiān)測與控制系統(tǒng)，能夠?qū)崟r采集環(huán)境溫度，當溫度超過設定閾值時，啟動相應的降溫或升溫設備。12、設計一個基于ADC的溫度測量系統(tǒng)，測量范圍為-50℃-150℃，精度為0.1℃，通過液晶顯示屏顯示測量結(jié)果。13、根據(jù)傳感器技術(shù)，設計一個用于農(nóng)業(yè)的土壤濕度監(jiān)測系統(tǒng)，能夠?qū)崟r監(jiān)測土壤濕度并自動控制灌溉設備。14、利用射頻技術(shù)設計一個無線充電器，能夠為特定設備進行高效的無線充電，分析充電效率和安全性。15、二分查找是一種在有序數(shù)組中進行查找的高效算法。對于一個包含n個元素的有序數(shù)組，二分查找的最壞時間復雜度為：（）A.O(n)B.O(nlogn)C.O(logn)D.O(1)16、設計一個基于PLC的自動化灌溉系統(tǒng)，能夠根據(jù)土壤濕度自動控制灌溉設備的啟停。17、設計一個基于藍牙模塊的智能血糖儀，能夠測量血糖值，并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)绞謾CAPP進行記錄和分析。18、在一個分布式系統(tǒng)中，多個節(jié)點需要共享和同步數(shù)據(jù)，同時要處理數(shù)據(jù)的沖突和一致性問題。為了實現(xiàn)高效的數(shù)據(jù)共享和一致性維護，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和技術(shù)可能是最關(guān)鍵的？（）A.分布式哈希表和一致性哈希算法B.分布式鏈表和鎖機制C.分布式隊列和消息傳遞D.分布式棧和版本控制19、利用數(shù)字電路技術(shù)，設計一個自動售貨機的控制系統(tǒng)，實現(xiàn)商品選擇、支付和出貨功能。20、假設正在實現(xiàn)一個緩存系統(tǒng)，需要存儲最近訪問過的數(shù)據(jù)，當緩存滿時刪除最久未使用的數(shù)據(jù)。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和策略可以用于實現(xiàn)這個緩存？（）A.隊列，先進先出刪除數(shù)據(jù)B.棧，后進先出刪除數(shù)據(jù)C.鏈表結(jié)合LRU（最近最少使用）策略D.數(shù)組，隨機刪除數(shù)據(jù)二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）詳細說明在一個具有n個頂點和e條邊的帶權(quán)無向圖中，如何使用克魯斯卡爾算法構(gòu)造最小生成樹，并分析算法的時間復雜度。2、（本題5分）論述在哈希表中，當沖突發(fā)生時，如何選擇合適的沖突解決方法以提高性能。3、（本題5分）深入分析在一個具有n個元素的順序表中，如何進行歸并排序，并分析其空間復雜度。4、（本題5分）詳細說明在圖的存儲中，如何處理帶有多重邊和自環(huán)的情況。5、（本題5分）解釋如何判斷一個二叉樹是否為對稱二叉樹，給出算法步驟和代碼實現(xiàn)。三、設計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設計一個算法，利用二叉搜索樹存儲員工的工作任務信息，能夠快速查找特定任務的完成情況。2、（本題5分）使用鏈表實現(xiàn)一個棧結(jié)構(gòu)，設計相應的入棧、出棧和獲取棧大小的函數(shù)，并進行功能測試。3、（本題5分）設計一個算法，利用堆結(jié)構(gòu)實現(xiàn)對一組數(shù)據(jù)進行排序，并輸出排序后的結(jié)果。4、（本題5分）設計一個程序，在有序鏈表中查找兩個節(jié)點值之和等于給定值的節(jié)點對，輸出節(jié)點對。5、（本題5分）設計一個程序，模擬實現(xiàn)一個簡單的文件系統(tǒng)，使用樹結(jié)構(gòu)存儲文件和目錄，實現(xiàn)創(chuàng)建、刪除、查找等操作。四、綜合題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）一個在線游戲的排行榜系統(tǒng)需要記錄玩家的得分和排名信息。玩家信息包括玩家ID、得分、排名。請設計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)排行榜的實時更新，能夠快速查詢玩家的排名、計算排名變化，并支持新玩家的加入和舊玩家的退出。2、（本題10分）某在線招聘平臺需要管理企業(yè)的招聘信息、求職者簡歷和面試安排。設計合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，實現(xiàn)高效的人才