天津城建大學(xué)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)W》2023-2024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2頁，共2頁天津城建大學(xué)

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)W》2023-2024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批閱人一、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、字符串是一種常見的數(shù)據(jù)類型，在字符串的操作中，模式匹配是重要的問題。關(guān)于樸素的模式匹配算法，以下描述錯(cuò)誤的是（）A.時(shí)間復(fù)雜度較高B.從主串的第一個(gè)字符開始依次匹配C.每次匹配失敗后，模式串需要回溯到起始位置D.是一種高效的模式匹配算法2、設(shè)計(jì)一個(gè)基于ADC和微控制器的光照強(qiáng)度測量系統(tǒng)，能夠測量0-10000lux的光照強(qiáng)度，精度達(dá)到1lux。3、設(shè)計(jì)一個(gè)基于光電編碼器的電機(jī)位置測量系統(tǒng)，能夠精確測量電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度和位置。4、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字信號處理中IIR濾波器和FIR濾波器的性能比較方案，在相同條件下分析濾波效果和資源消耗。5、設(shè)計(jì)一個(gè)基于STM32的物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備，能夠連接云平臺實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的上傳和下發(fā)，描述設(shè)備的硬件和軟件實(shí)現(xiàn)。6、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的操作中，可能會(huì)出現(xiàn)時(shí)間和空間的權(quán)衡。以下關(guān)于時(shí)間和空間權(quán)衡的描述，不準(zhǔn)確的是：（）A.有時(shí)候?yàn)榱颂岣卟僮鞯臅r(shí)間效率，可能需要犧牲一些存儲(chǔ)空間，例如使用緩存來加速數(shù)據(jù)訪問B.某些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在節(jié)省空間的同時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致操作的時(shí)間復(fù)雜度增加，例如壓縮存儲(chǔ)的數(shù)組C.在任何情況下，都應(yīng)該優(yōu)先考慮時(shí)間效率，而忽略空間的消耗，因?yàn)闀r(shí)間往往比空間更寶貴D.時(shí)間和空間的權(quán)衡需要根據(jù)具體的應(yīng)用場景和需求來決定，沒有絕對的最優(yōu)策略7、設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的智能空氣質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)，能夠監(jiān)測多種污染物濃度并進(jìn)行報(bào)警。8、設(shè)計(jì)一個(gè)基于模擬濾波器和數(shù)字濾波器的組合濾波系統(tǒng)，有效濾除復(fù)雜噪聲。9、設(shè)計(jì)一個(gè)通信系統(tǒng)信道編碼的性能評估方案，包括不同編碼方式的誤碼率測試和糾錯(cuò)能力分析。10、假設(shè)正在開發(fā)一個(gè)文本編輯軟件，需要能夠快速地對輸入的文本進(jìn)行插入、刪除和查找操作。同時(shí)，要能夠高效地實(shí)現(xiàn)文本的回退和重做功能。為了滿足這些需求，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最優(yōu)的選擇？（）A.順序表，存儲(chǔ)文本數(shù)據(jù)，操作簡單直接B.雙向鏈表，方便在任意位置進(jìn)行插入和刪除C.棧，用于實(shí)現(xiàn)回退和重做功能D.散列表，快速查找文本中的特定字符或字符串11、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，鏈表是一種常見的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。以下關(guān)于鏈表的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.鏈表由一系列節(jié)點(diǎn)組成，每個(gè)節(jié)點(diǎn)包含數(shù)據(jù)和指向下一個(gè)節(jié)點(diǎn)的指針B.鏈表的插入和刪除操作在特定位置時(shí)，時(shí)間復(fù)雜度為O(1)C.鏈表可以方便地進(jìn)行動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配，無需事先確定存儲(chǔ)空間大小D.鏈表在查找特定元素時(shí)，時(shí)間復(fù)雜度總是優(yōu)于順序表12、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字信號調(diào)制解調(diào)高速電路，能夠?qū)崿F(xiàn)更高的數(shù)據(jù)傳輸速率，提高通信效率。13、在樹型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，二叉樹是一種重要的類型。關(guān)于二叉樹的性質(zhì)，以下正確的是：（）A.一棵深度為k的滿二叉樹，其節(jié)點(diǎn)總數(shù)為2^k-1B.二叉樹的中序遍歷結(jié)果是節(jié)點(diǎn)值的升序排列（假設(shè)節(jié)點(diǎn)值為整數(shù)）C.任何一棵二叉樹，其葉子節(jié)點(diǎn)數(shù)一定等于度為2的節(jié)點(diǎn)數(shù)加1D.二叉樹的前序遍歷和后序遍歷結(jié)果一定不同14、設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的智能車庫照明系統(tǒng)，根據(jù)車輛進(jìn)出自動(dòng)控制燈光的開啟和關(guān)閉。15、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)模無關(guān)二、簡答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）詳細(xì)論述在具有n個(gè)頂點(diǎn)的圖中，如何使用深度優(yōu)先搜索算法查找所有的連通分量，并給出具體的算法步驟和代碼實(shí)現(xiàn)。2、（本題5分）解釋如何在一個(gè)具有n個(gè)元素的鏈表中，使用冒泡排序算法進(jìn)行排序，并分析其時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。3、（本題5分）詳細(xì)解釋在一個(gè)具有n個(gè)元素的二叉樹中，如何通過前序遍歷計(jì)算二叉樹的高度。三、綜合題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）一個(gè)科研項(xiàng)目管理系統(tǒng)需要對項(xiàng)目的進(jìn)展情況和參與人員進(jìn)行跟蹤。項(xiàng)目信息包括項(xiàng)目編號、項(xiàng)目名稱、負(fù)責(zé)人、起止時(shí)間、進(jìn)展?fàn)顟B(tài)等，參與人員信息包括人員編號、姓名、參與項(xiàng)目等。這些信息以十字鏈表的形式存儲(chǔ)。請?jiān)O(shè)計(jì)算法實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）查詢某個(gè)項(xiàng)目的詳細(xì)信息；（2）添加新的項(xiàng)目或人員；（3）刪除已完成的項(xiàng)目或離職人員；（4）統(tǒng)計(jì)每個(gè)負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)的項(xiàng)目數(shù)量。分析算法的時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。2、（本題5分）某公司的員工管理系統(tǒng)需要存儲(chǔ)員工的個(gè)人信息，如姓名、工號、部門、職位、薪資等。請?jiān)O(shè)計(jì)合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲(chǔ)員工信息，支持按部門、職位等條件進(jìn)行快速查詢和排序，并能夠方便地進(jìn)行員工信息的添加、刪除和修改操作。3、（本題5分）一個(gè)在線視頻會(huì)議系統(tǒng)需要對參會(huì)人員的狀態(tài)和發(fā)言順序進(jìn)行管理。參會(huì)人員信息包括人員編號、姓名、狀態(tài)（在線/離線）、發(fā)言順序等。這些信息以三元組表的形式存儲(chǔ)。請?jiān)O(shè)計(jì)算法實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）查詢在線參會(huì)人員名單；（2）調(diào)整參會(huì)人員的發(fā)言順序；（3）人員離線時(shí)更新狀態(tài)；（4）統(tǒng)計(jì)發(fā)言次數(shù)超過一定閾值的人員數(shù)量。分析算法的時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。4、（本題5分）一家超市的庫存管理系統(tǒng)需要記錄商品的庫存信息，包括商品編碼、商品名稱、庫存數(shù)量、進(jìn)貨價(jià)格、銷售價(jià)格等。請?jiān)O(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲(chǔ)庫存數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)商品的快速盤點(diǎn)、庫存預(yù)警、進(jìn)貨和銷售操作，并統(tǒng)計(jì)商品的利潤。5、（本題5分）某音樂播放平臺需要管理大量的音樂文件信息，包括歌曲ID、歌曲名稱、歌手、專輯、播放次數(shù)、下載次數(shù)等。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲(chǔ)這些音樂信息，能夠快速查找特定歌曲、按照歌手或?qū)］嫹诸悺⒏虏シ藕拖螺d次數(shù)，并統(tǒng)計(jì)熱門歌曲。四、設(shè)計(jì)題（本大題共3個(gè)