宜賓學院《數(shù)據(jù)結構與算法》2022-2023學年第一學期期末試卷

自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁宜賓學院

《數(shù)據(jù)結構與算法》2022-2023學年第一學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______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、設計一個基于壓力傳感器和單片機的液位測量系統(tǒng)，實時監(jiān)測容器內的液位高度。2、考慮一個圖的最短路徑問題，迪杰斯特拉（Dijkstra）算法是一種常見的求解方法。假設圖中存在負權邊，以下關于Dijkstra算法的適用性，哪個說法是正確的（）A.仍然適用，可以求出最短路徑B.可能會得到錯誤的結果C.無法運行D.會自動將負權邊轉換為正權邊3、利用通信技術，設計一個無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點，能夠采集環(huán)境數(shù)據(jù)并通過無線網(wǎng)絡將數(shù)據(jù)傳輸?shù)絽R聚節(jié)點。4、考慮到一個數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的索引結構，為了能夠快速地進行范圍查詢和隨機訪問，同時保持較好的空間利用率和插入、刪除性能，以下哪種數(shù)據(jù)結構可能會被采用？（）A.B+樹B.紅黑樹C.AVL樹D.字典樹5、在一個有n個頂點的帶權有向圖中，使用迪杰斯特拉（Dijkstra）算法求從源點到其他各頂點的最短路徑，其時間復雜度為？（）A.O(n)B.O(nlogn)C.O(n^2)D.O(n^3)6、設計一個溫度傳感器網(wǎng)絡數(shù)據(jù)分析電路，能夠對溫度傳感器網(wǎng)絡采集的數(shù)據(jù)進行分析和處理，并且具有預警功能。7、假設要設計一個程序來管理一個圖書館的書籍庫存系統(tǒng)，需要能夠快速查找、插入和刪除書籍信息。考慮到書籍數(shù)量可能很大，并且操作頻繁，以下哪種數(shù)據(jù)結構可能是最適合的？（）A.數(shù)組，存儲固定數(shù)量的元素，插入和刪除操作效率較低B.鏈表，動態(tài)存儲元素，插入和刪除操作方便，但查找效率相對較低C.棧，遵循后進先出原則，不適合頻繁的查找和刪除任意位置的元素D.隊列，先進先出，適用于排隊場景，不太適合此庫存管理需求8、設計一個數(shù)字圖像處理中的圖像超分辨率重建效果評估系統(tǒng)，分析重建質量。9、在一個需要頻繁合并和查找集合元素所屬集合的場景中，例如在圖像處理中合并相似的區(qū)域，以下哪種數(shù)據(jù)結構可能是最適合的？（）A.并查集，能夠高效地進行集合的合并和查找B.二叉搜索樹，主要用于元素的查找和排序C.圖，用于表示復雜的關系，對于簡單的集合操作可能過于復雜D.鏈表，合并和查找操作效率較低10、設計一個高速數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)，采用固態(tài)硬盤，存儲容量達到1TB，讀寫速度不低于500MB/s，說明硬件選型和接口設計。11、使用單片機設計一個智能安防系統(tǒng)，能夠檢測入侵、火災等異常情況，并及時發(fā)出警報和通知用戶。12、在一個哈希表中，解決沖突的方法有多種，以下哪種方法在處理沖突時可能會導致“二次聚集”現(xiàn)象？（）A.線性探測法B.鏈地址法C.再哈希法D.建立公共溢出區(qū)13、設計一個基于PLC的自動化生產(chǎn)線物流輸送系統(tǒng)，實現(xiàn)物料的自動搬運、存儲和配送。14、在數(shù)據(jù)結構的實際應用中，優(yōu)先隊列常用于處理具有優(yōu)先級的任務。以下關于優(yōu)先隊列的實現(xiàn)方式，錯誤的是：（）A.可以用堆來實現(xiàn)優(yōu)先隊列，插入和刪除操作的時間復雜度都較低B.可以用有序數(shù)組來實現(xiàn)優(yōu)先隊列，但插入操作的時間復雜度較高C.可以用無序數(shù)組來實現(xiàn)優(yōu)先隊列，查找最大（或最?。┰氐臅r間復雜度為O(1)D.無論采用哪種數(shù)據(jù)結構實現(xiàn)優(yōu)先隊列，其性能都相同15、設計一個通信系統(tǒng)中均衡器收斂速度和失調的優(yōu)化方案，分析對系統(tǒng)性能的改善。16、插入排序也是一種基本的排序算法。關于插入排序的特點，以下描述正確的是：（）A.插入排序在每次迭代中，將待排序元素插入到已排序部分的合適位置B.插入排序在最壞情況下的時間復雜度為O(nlogn)，優(yōu)于冒泡排序C.插入排序是一種不穩(wěn)定的排序算法，可能改變相同元素的相對順序D.插入排序適用于大規(guī)模數(shù)據(jù)的排序，效率很高17、設計一個簡單的無線遙控系統(tǒng)，控制距離不小于50米，能夠實現(xiàn)對多個設備的開關控制，說明系統(tǒng)組成和編碼方式。18、設計一個數(shù)字鎖相環(huán)頻率合成器，能夠輸出頻率在1MHz至1GHz范圍內連續(xù)可調的正弦波，給出系統(tǒng)架構和關鍵技術。19、利用射頻技術設計一個藍牙音頻耳機，實現(xiàn)高質量的無線音頻傳輸和控制功能。20、設計一個基于藍牙的智能手表，能夠顯示時間、計步、監(jiān)測心率和接收手機通知，描述硬件和軟件設計。二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）闡述如何使用AC自動機處理多模式字符串匹配問題，分析其原理和時間復雜度。2、（本題5分）解釋如何對一個無序數(shù)組進行堆排序，給出算法步驟和實現(xiàn)代碼，并分析其時間復雜度和空間復雜度。3、（本題5分）論述在二叉樹中如何進行層次遍歷，以及如何利用層次遍歷解決相關問題。三、設計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設計一個程序，利用數(shù)組實現(xiàn)對一組數(shù)據(jù)的快速選擇算法，找到第k小的元素。2、（本題5分）設計一個程序，使用冒泡排序算法對一個結構體數(shù)組進行排序，結構體包含學生的成績等信息。3、（本題5分）設計一個程序，在循環(huán)鏈表中刪除指定位置的節(jié)點。4、（本題5分）設計一個算法，在一個帶權有向圖中找出經(jīng)過指定頂點次數(shù)不超過k的最短路徑。5、（本題5分）實現(xiàn)一個算法，對一個矩陣進行順時針旋轉90度。四、綜合題（本大題共2個小題，共20分)1、（本題10分）某電商平臺的促銷活動規(guī)則管理系統(tǒng)需要定義不同的促銷活動類型、適用商品、優(yōu)惠條件、活動時間等。設計數(shù)據(jù)結構來存儲和管理促銷活動規(guī)則，支持活動的創(chuàng)建、