西安電子科技大學(xué)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁西安電子科技大學(xué)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》

2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級_______學(xué)號_______姓名_______題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共20個小題，每小題2分，共40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、假設(shè)要實(shí)現(xiàn)一個高效的字符串匹配算法，能夠在一個長文本中快速找到給定的模式字符串的所有出現(xiàn)位置。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法的組合是常見的解決方案？（）A.KMP算法結(jié)合數(shù)組B.暴力匹配算法結(jié)合鏈表C.后綴樹D.字典樹結(jié)合貪心算法2、設(shè)計一個用于醫(yī)療設(shè)備的電源管理系統(tǒng)，要求輸出穩(wěn)定、低噪聲，能夠適應(yīng)不同的負(fù)載變化，給出電路拓?fù)浜头答伩刂品桨浮?、考慮一個在線游戲排行榜系統(tǒng)，需要實(shí)時更新玩家的得分和排名，并能夠快速地獲取前幾名玩家的信息。對于這樣的需求，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法的結(jié)合是最恰當(dāng)?shù)模浚ǎ〢.快速排序和數(shù)組，實(shí)現(xiàn)得分排序和排名更新B.歸并排序和鏈表，處理玩家得分?jǐn)?shù)據(jù)C.插入排序和棧，更新玩家排名D.堆排序和優(yōu)先隊列，高效維護(hù)排行榜4、運(yùn)用通信網(wǎng)絡(luò)原理，設(shè)計一個企業(yè)數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)布線方案，確保高速、可靠的數(shù)據(jù)傳輸。5、平衡二叉樹是為了改進(jìn)二叉搜索樹在某些情況下退化為鏈表的情況而設(shè)計的。AVL樹是一種常見的平衡二叉樹，通過旋轉(zhuǎn)操作來保持樹的平衡。當(dāng)在AVL樹中插入一個新節(jié)點(diǎn)導(dǎo)致失衡時，可能需要進(jìn)行單旋轉(zhuǎn)或雙旋轉(zhuǎn)操作來恢復(fù)平衡。以下關(guān)于AVL樹旋轉(zhuǎn)操作的描述，錯誤的是：（）A.旋轉(zhuǎn)操作可以保持二叉樹的性質(zhì)B.旋轉(zhuǎn)操作的目的是調(diào)整節(jié)點(diǎn)的位置，使樹重新平衡C.單旋轉(zhuǎn)和雙旋轉(zhuǎn)操作一定能使樹的高度降低D.旋轉(zhuǎn)操作的時間復(fù)雜度為O(1)6、設(shè)計一個基于PLC的工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)器人的運(yùn)動控制、軌跡規(guī)劃和任務(wù)執(zhí)行。7、在一個圖像識別系統(tǒng)中，需要對大量的圖像特征向量進(jìn)行聚類分析。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法常用于實(shí)現(xiàn)圖像特征的聚類？（）A.K-Means算法結(jié)合鏈表B.層次聚類算法和二叉樹C.密度聚類算法和數(shù)組D.以上算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)都可能用到，取決于具體需求8、利用射頻技術(shù)設(shè)計一個藍(lán)牙音頻耳機(jī)，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的無線音頻傳輸和控制功能。9、設(shè)計一個數(shù)字鑒相器，能夠測量兩個高頻信號的相位差，精度達(dá)到0.1度，給出電路結(jié)構(gòu)和工作原理。10、設(shè)計一個基于單片機(jī)的智能電表抄表系統(tǒng)，支持遠(yuǎn)程抄表和數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。11、在一個數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的緩沖區(qū)管理中，需要有效地存儲和替換緩沖區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)頁，以提高數(shù)據(jù)庫的訪問性能。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法常用于緩沖區(qū)的管理？（）A.LRU（最近最少使用）算法和鏈表B.FIFO（先進(jìn)先出）算法和隊列C.MRU（最近最多使用）算法和棧D.Random（隨機(jī)）算法和數(shù)組12、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的性能評估中，除了時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度，還有其他指標(biāo)。關(guān)于這些評估指標(biāo)，以下描述哪一項是不正確的？（）A.平均查找長度常用于評估查找算法的性能B.算法的穩(wěn)定性也是一個重要的評估指標(biāo)，特別是在排序算法中C.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的可維護(hù)性和可讀性在實(shí)際應(yīng)用中通常不重要D.對于特定的應(yīng)用場景，還需要考慮數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與其他部分的集成和協(xié)作效率13、設(shè)計一個基于Arduino的智能寵物喂食器，能夠根據(jù)設(shè)定的時間和食量自動為寵物投放食物，并通過手機(jī)APP進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和監(jiān)控。14、假設(shè)正在設(shè)計一個內(nèi)存管理系統(tǒng)，需要有效地分配和回收內(nèi)存塊，并能夠快速地查找合適大小的空閑內(nèi)存區(qū)域。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法常用于解決內(nèi)存管理的問題？（）A.伙伴系統(tǒng)和首次適應(yīng)算法B.堆排序和最佳適應(yīng)算法C.冒泡排序和最壞適應(yīng)算法D.快速排序和循環(huán)首次適應(yīng)算法15、設(shè)計一個基于藍(lán)牙模塊和手機(jī)應(yīng)用的智能家居遙控器，實(shí)現(xiàn)對家居設(shè)備的遠(yuǎn)程控制。16、哈希表的裝填因子越大，發(fā)生沖突的可能性就越大。假設(shè)一個哈希表的容量為10，當(dāng)前存儲了8個元素，裝填因子是多少？（）A.0.8B.0.2C.8D.217、設(shè)計一個基于ZigBee技術(shù)的智能溫室控制系統(tǒng)，能夠調(diào)節(jié)溫室內(nèi)的溫度、濕度、光照和二氧化碳濃度。18、對于一個需要快速計算一個字符串的所有子串的問題，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.后綴數(shù)組和相關(guān)算法B.前綴樹和遍歷C.鏈表和字符串操作D.數(shù)組和循環(huán)19、設(shè)計一個基于FPGA的高速數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)，支持SATA或NVMe接口，給出硬件設(shè)計和性能測試。20、設(shè)計一個計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，滿足特定的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模、性能和可靠性要求，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)性能分析和優(yōu)化。二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）詳細(xì)說明在排序算法的穩(wěn)定性改進(jìn)中，如何在不顯著增加時間復(fù)雜度的前提下保證穩(wěn)定性。2、（本題5分）詳細(xì)闡述如何在一個帶權(quán)有向圖中計算兩個頂點(diǎn)之間的次短路徑。3、（本題5分）詳細(xì)描述在一個順序棧中，當(dāng)棧滿時如何進(jìn)行擴(kuò)容操作，以及擴(kuò)容操作可能帶來的影響和優(yōu)化策略。三、設(shè)計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）使用鏈表和Prim算法，設(shè)計一個程序，為一個物流配送中心規(guī)劃最優(yōu)的貨物配送路線。2、（本題5分）設(shè)計一個哈希表程序，采用雙哈希法處理哈希沖突，支持動態(tài)插入和刪除操作，展示操作過程和結(jié)果。3、（本題5分）設(shè)計一個算法，利用哈希表存儲學(xué)生的學(xué)號和選修課程，實(shí)現(xiàn)課程的查詢和統(tǒng)計。4、（本題5分）設(shè)計一個程序，使用合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲一個在線音樂平臺的歌手信息，支持歌手的分類和查詢。5、（本題5分）基于跳表和克魯斯卡爾算法，設(shè)計一個程序，為一個城市的排水系統(tǒng)規(guī)劃管道連接方案，確保排水效率和建設(shè)成本的優(yōu)化。四、綜合題（本大題共2個小題，共20分)1、（本題10分）一個在線房產(chǎn)中介系統(tǒng)需要管理房源信息、房東信息、租客需求、租賃合同等。設(shè)計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)房源的發(fā)布、租客需求的匹配、合同的簽訂和管理，能夠保障交易的安全和透明。2、（本題10分）某電商平臺需要對商品的銷