重慶第二師范學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁(yè)，共3頁(yè)重慶第二師范學(xué)院

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(hào)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)的性能評(píng)估中，以下關(guān)于時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度的說(shuō)法，不正確的是：（）A.時(shí)間復(fù)雜度反映了算法執(zhí)行時(shí)間與輸入規(guī)模之間的關(guān)系B.空間復(fù)雜度反映了算法所需存儲(chǔ)空間與輸入規(guī)模之間的關(guān)系C.時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度越低越好，不需要考慮其他因素D.可以通過(guò)優(yōu)化算法來(lái)降低時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度2、插入排序在小規(guī)模數(shù)據(jù)時(shí)性能較好。以下關(guān)于插入排序的描述，正確的是（）A.對(duì)于近乎有序的數(shù)組，效率很高B.最壞情況下的時(shí)間復(fù)雜度為O(nlogn)C.平均情況下的時(shí)間復(fù)雜度為O(n^2)D.是一種空間復(fù)雜度較高的排序算法3、設(shè)計(jì)一個(gè)直流穩(wěn)壓電源，能夠輸出穩(wěn)定的直流電壓，具有過(guò)壓保護(hù)、過(guò)流保護(hù)等功能。4、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用中，圖算法有著廣泛的用途。假設(shè)我們正在使用圖算法解決問(wèn)題。以下關(guān)于圖算法的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.最短路徑算法（如Dijkstra算法和Floyd算法）可以用于求解圖中兩點(diǎn)之間的最短路徑B.最小生成樹(shù)算法（如Prim算法和Kruskal算法）可以用于構(gòu)建圖的最小代價(jià)連通子圖C.拓?fù)渑判蛩惴梢杂糜谂袛嘁粋€(gè)有向圖是否存在環(huán)D.所有的圖算法的時(shí)間復(fù)雜度都相同，與圖的類型和規(guī)模無(wú)關(guān)5、在選擇數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)時(shí)，需要考慮多種因素。以下關(guān)于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)選擇的描述，不準(zhǔn)確的是：（）A.如果需要頻繁地在頭部和尾部進(jìn)行插入和刪除操作，雙端隊(duì)列可能是一個(gè)合適的選擇B.當(dāng)數(shù)據(jù)的查找操作遠(yuǎn)多于插入和刪除操作，且數(shù)據(jù)量較大時(shí)，二叉搜索樹(shù)可能比鏈表更合適C.對(duì)于需要快速合并操作的場(chǎng)景，如多個(gè)有序序列的合并，優(yōu)先隊(duì)列可能是一個(gè)好的選擇D.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的選擇只取決于操作的類型和頻率，不需要考慮數(shù)據(jù)的特點(diǎn)和規(guī)模6、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字圖像處理中圖像特征提取和分類系統(tǒng)，分析特征的有效性和分類準(zhǔn)確率。7、堆是一種特殊的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，常用于實(shí)現(xiàn)優(yōu)先隊(duì)列。以下關(guān)于堆的性質(zhì)，正確的是：（）A.大根堆中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)的值都大于或等于其孩子節(jié)點(diǎn)的值B.小根堆中，根節(jié)點(diǎn)的值一定是堆中最小的值C.堆可以用數(shù)組實(shí)現(xiàn)，通過(guò)特定的計(jì)算方式可以快速定位節(jié)點(diǎn)的父子關(guān)系D.對(duì)堆進(jìn)行插入和刪除操作后，不需要重新調(diào)整堆的結(jié)構(gòu)以保持其性質(zhì)8、隊(duì)列也是一種特殊的線性表，與棧的操作原則不同。以下關(guān)于隊(duì)列的描述，錯(cuò)誤的是：（）A.隊(duì)列遵循先進(jìn)先出（FIFO）原則，即最先入隊(duì)的元素最先出隊(duì)B.環(huán)形隊(duì)列可以有效地解決順序隊(duì)列中假溢出的問(wèn)題，提高存儲(chǔ)空間的利用率C.隊(duì)列在任務(wù)調(diào)度、消息傳遞、緩沖區(qū)管理等方面有重要作用D.隊(duì)列的插入和刪除操作只能在隊(duì)頭和隊(duì)尾進(jìn)行，不能在隊(duì)列中間進(jìn)行，且其操作效率總是低于棧9、運(yùn)用集成電路工藝，設(shè)計(jì)一款用于航空航天的抗輻射數(shù)字集成電路，確保在惡劣環(huán)境下正常工作。10、設(shè)計(jì)一個(gè)音頻均衡器，能夠?qū)σ纛l信號(hào)進(jìn)行10段均衡調(diào)節(jié)，給出系統(tǒng)方案和濾波器參數(shù)計(jì)算。11、設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的智能路燈控制系統(tǒng)，能夠根據(jù)環(huán)境光照強(qiáng)度自動(dòng)調(diào)節(jié)路燈的亮度，實(shí)現(xiàn)節(jié)能控制。12、設(shè)計(jì)一個(gè)基于51單片機(jī)的智能安防系統(tǒng)，能夠檢測(cè)門(mén)窗的開(kāi)關(guān)狀態(tài)、人體紅外信號(hào)，并通過(guò)GSM模塊發(fā)送報(bào)警短信。13、設(shè)計(jì)一個(gè)基于GPS的定位導(dǎo)航系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)獲取位置信息并進(jìn)行路徑規(guī)劃，提供系統(tǒng)的硬件選型和軟件實(shí)現(xiàn)方案。14、設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的雷達(dá)測(cè)距系統(tǒng)，能夠測(cè)量目標(biāo)物體的距離，并顯示測(cè)量結(jié)果，分析其測(cè)量精度和誤差來(lái)源。15、運(yùn)用集成電路知識(shí)，設(shè)計(jì)一款用于智能手表的低功耗藍(lán)牙通信芯片，具備穩(wěn)定的連接和低能耗特性。二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）對(duì)于一個(gè)具有n個(gè)頂點(diǎn)的無(wú)向圖，如何使用深度優(yōu)先搜索算法找出所有的橋？2、（本題5分）深入分析在一個(gè)具有n個(gè)元素的順序表中，如何進(jìn)行排序算法的性能比較和分析。3、（本題5分）解釋什么是哈夫曼編碼，并說(shuō)明其在數(shù)據(jù)壓縮中的作用和優(yōu)勢(shì)。三、綜合題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）一個(gè)圖書(shū)館管理系統(tǒng)需要記錄大量的圖書(shū)信息，包括圖書(shū)編號(hào)、書(shū)名、作者、出版社、出版日期、館藏?cái)?shù)量等。同時(shí)，系統(tǒng)要支持快速查找特定圖書(shū)、按照館藏?cái)?shù)量進(jìn)行排序、新增和刪除圖書(shū)記錄等操作。請(qǐng)選擇合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)圖書(shū)信息，并設(shè)計(jì)相應(yīng)的算法和代碼來(lái)實(shí)現(xiàn)上述功能，同時(shí)分析時(shí)間和空間復(fù)雜度。2、（本題5分）一個(gè)物流配送中心需要對(duì)貨物的配送路徑進(jìn)行規(guī)劃。配送地點(diǎn)以圖的形式表示，邊的權(quán)重表示兩地之間的距離。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)算法實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）使用迪杰斯特拉算法找到從起點(diǎn)到終點(diǎn)的最短路徑；（2）判斷圖中是否存在負(fù)權(quán)邊，如果有，如何處理；（3）使用弗洛伊德算法計(jì)算所有點(diǎn)對(duì)之間的最短路徑；（4）如果新增一個(gè)配送地點(diǎn)，如何更新最短路徑。分析算法的時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。3、（本題5分）一個(gè)在線教育平臺(tái)需要對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)成績(jī)、課程選擇和學(xué)習(xí)進(jìn)度進(jìn)行管理。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)這些信息，以便能夠快速地查詢學(xué)生的學(xué)習(xí)情況、分析課程的受歡迎程度，并為學(xué)生推薦合適的課程。4、（本題5分）某物流倉(cāng)庫(kù)需要對(duì)貨物的存儲(chǔ)位置和出入庫(kù)記錄進(jìn)行管理。貨物信息和位置以圖的鄰接矩陣形式存儲(chǔ)。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)算法實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）查找某類貨物的存儲(chǔ)位置；（2）記錄貨物的出入庫(kù)時(shí)間和數(shù)量；（3）當(dāng)倉(cāng)庫(kù)布局調(diào)整時(shí)，更新貨物的存儲(chǔ)位置；（4）統(tǒng)計(jì)某種貨物在一段時(shí)間內(nèi)的出入庫(kù)總量。分析算法的時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。5、（本題5分）一個(gè)健身房管理系統(tǒng)需要記錄會(huì)員的信息、鍛煉計(jì)劃、課程預(yù)約和消費(fèi)記錄。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)優(yōu)化會(huì)員管理和服務(wù)提供。四、設(shè)計(jì)題（本大題共3個(gè)小題，共30