浙江萬里學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

站名：站名：年級專業(yè)：姓名：學(xué)號：凡年級專業(yè)、姓名、學(xué)號錯(cuò)寫、漏寫或字跡不清者，成績按零分記。…………密………………封………………線…………第1頁，共1頁浙江萬里學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法》

2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個(gè)小題，每小題2分，共30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、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的發(fā)展中，不斷有新的研究成果和應(yīng)用出現(xiàn)。以下關(guān)于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)發(fā)展趨勢的描述，不正確的是：（）A.隨著數(shù)據(jù)量的不斷增大和處理需求的日益復(fù)雜，對高效數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法的研究將持續(xù)進(jìn)行B.結(jié)合硬件特性，如多核處理器、GPU等，優(yōu)化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的并行處理能力是一個(gè)重要方向C.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)將越來越復(fù)雜和難以理解，只有專業(yè)的研究人員才能掌握和應(yīng)用D.跨領(lǐng)域的應(yīng)用，如生物信息學(xué)、金融工程等，將推動數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新和發(fā)展2、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字圖像處理中的圖像增強(qiáng)算法，并在不同類型的圖像上進(jìn)行應(yīng)用和效果評估。3、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，能夠采集高速的模擬或數(shù)字信號，給出硬件設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)處理方法。4、設(shè)計(jì)一個(gè)基于ADC和微控制器的風(fēng)速測量系統(tǒng)，能夠測量0-30m/s的風(fēng)速，精度達(dá)到0.1m/s。5、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的存儲方式中，除了順序存儲和鏈?zhǔn)酱鎯?，還有其他方式。以下關(guān)于存儲方式的描述，不準(zhǔn)確的是：（）A.索引存儲通過建立索引表來加快數(shù)據(jù)的查找和訪問速度，適用于數(shù)據(jù)量大且查找頻繁的情況B.散列存儲利用哈希函數(shù)將數(shù)據(jù)映射到存儲位置，具有快速查找的特點(diǎn)，但可能會出現(xiàn)沖突C.順序存儲和鏈?zhǔn)酱鎯κ亲罨镜拇鎯Ψ绞?，其他存儲方式都是在此基礎(chǔ)上發(fā)展而來的D.不同的存儲方式適用于不同的場景，沒有一種存儲方式可以適用于所有情況6、字符串在計(jì)算機(jī)編程中經(jīng)常被使用。以下關(guān)于字符串操作的描述，不正確的是：（）A.字符串的比較可以通過逐個(gè)字符比較來實(shí)現(xiàn)B.字符串的連接操作可能會導(dǎo)致較高的時(shí)間復(fù)雜度C.字符串的查找可以使用暴力匹配算法或更高效的算法D.字符串一旦創(chuàng)建，其長度就不能改變7、在處理大規(guī)模數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的性能尤為重要。以下關(guān)于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)性能優(yōu)化的描述，不準(zhǔn)確的是：（）A.合理選擇數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法可以顯著提高程序的性能，例如在頻繁插入和刪除的場景中使用鏈表而不是數(shù)組B.調(diào)整數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的存儲方式，如使用壓縮存儲可以減少存儲空間，但可能會增加操作的時(shí)間復(fù)雜度C.利用緩存機(jī)制可以提高數(shù)據(jù)訪問的速度，但需要考慮緩存的命中率和替換策略D.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的性能優(yōu)化只需要關(guān)注時(shí)間復(fù)雜度，空間復(fù)雜度可以忽略不計(jì)8、設(shè)計(jì)一個(gè)基于射頻識別（RFID）技術(shù)的倉庫管理系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)貨物的自動識別、入庫和出庫管理。9、在一個(gè)需要對大量數(shù)據(jù)進(jìn)行頻繁插入和刪除操作，并且要求數(shù)據(jù)有序的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能不太適合？（）A.紅黑樹B.鏈表C.平衡二叉樹D.有序數(shù)組10、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路中計(jì)數(shù)器的級聯(lián)擴(kuò)展和同步控制方案，分析計(jì)數(shù)范圍和同步性能。11、利用電力電子技術(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)充電樁控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對電動汽車的充電管理和保護(hù)功能。12、設(shè)計(jì)一個(gè)基于A/D轉(zhuǎn)換器的電壓測量系統(tǒng)，能夠高精度測量直流或交流電壓，并進(jìn)行數(shù)字顯示。13、設(shè)計(jì)一個(gè)用于太陽能路燈的控制器，能夠根據(jù)光照強(qiáng)度自動控制路燈開關(guān)和亮度調(diào)節(jié)，給出電路原理和控制策略。14、設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的光通信收發(fā)模塊，工作波長為850nm，傳輸速率為1Gbps，說明模塊的組成和關(guān)鍵技術(shù)。15、運(yùn)用通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，設(shè)計(jì)一個(gè)智能工廠的工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，滿足生產(chǎn)設(shè)備的高速通信和協(xié)同工作需求。二、簡答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）詳細(xì)說明如何在一個(gè)具有n個(gè)頂點(diǎn)的有向圖中，使用Dijkstra算法求解單源最短路徑問題，并分析其時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。2、（本題5分）解釋在平衡二叉搜索樹中，插入操作導(dǎo)致不平衡時(shí)的單旋轉(zhuǎn)和雙旋轉(zhuǎn)的適用情況。3、（本題5分）詳細(xì)闡述在具有n個(gè)元素的鏈表中，如何實(shí)現(xiàn)鏈表的復(fù)制操作，并給出具體的算法步驟和代碼實(shí)現(xiàn)。三、綜合題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）一個(gè)在線游戲的玩家信息管理系統(tǒng)需要存儲玩家的信息，如玩家編號、玩家昵稱、游戲等級、游戲積分、在線狀態(tài)等。系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)快速查找特定玩家、按照游戲積分對玩家進(jìn)行排名、新增玩家、刪除玩家以及更新玩家的在線狀態(tài)和游戲等級。請確定合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并詳細(xì)說明算法和代碼實(shí)現(xiàn)，同時(shí)討論性能優(yōu)化策略。2、（本題5分）一個(gè)在線訂餐系統(tǒng)需要處理餐廳的菜單信息、用戶訂單、配送地址和支付狀態(tài)。設(shè)計(jì)合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，實(shí)現(xiàn)訂單的快速處理和配送優(yōu)化。3、（本題5分）一家電商平臺的評論管理系統(tǒng)需要記錄商品的評論信息，包括評論ID、商品ID、用戶ID、評論內(nèi)容、評論時(shí)間、評分等。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲評論數(shù)據(jù)，能夠快速查找商品的評論、按評分排序、刪除不良評論，并統(tǒng)計(jì)商品的平均評分。4、（本題5分）一個(gè)學(xué)校的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備管理系統(tǒng)需要存儲設(shè)備的信息，如設(shè)備編號、設(shè)備名稱、設(shè)備類型、購買日期、使用狀態(tài)等。系統(tǒng)要支持快速查找特定設(shè)備、按照購買日期對設(shè)備進(jìn)行排序、新增設(shè)備、維修設(shè)備、報(bào)廢設(shè)備。請確定恰當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并詳細(xì)闡述算法和代碼實(shí)現(xiàn)，以及性能優(yōu)化策略。5、（本題5分）在一個(gè)在線教育平臺中，需要管理課程資源、學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)度、作業(yè)和考試成績等。設(shè)計(jì)一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲這些信息，支持課程資源的上傳、下載和更新，學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)度的跟蹤，作業(yè)的布置和批改，考試成績的記錄和分析，并能夠根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)情況提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)建議。四、設(shè)計(jì)題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（