中國人民警察大學(xué)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及算法實驗（Python）》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第2頁，共2頁中國人民警察大學(xué)

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及算法實驗（Python）》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25個小題，每小題1分，共25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、在有向圖的最短路徑算法中，迪杰斯特拉算法具有一定的特點。以下關(guān)于迪杰斯特拉算法的描述，錯誤的是（）A.它能求出從源點到其他所有頂點的最短路徑B.每次都選擇距離源點最近的未確定最短路徑的頂點進行擴展C.算法的時間復(fù)雜度為O(V2)，其中V是頂點的數(shù)量D.該算法不能處理帶有負(fù)權(quán)邊的圖2、設(shè)計一個基于傳感器的智能車位檢測系統(tǒng)，能夠?qū)崟r檢測車位的占用情況，并將信息顯示在顯示屏上。3、歸并排序是一種基于分治思想的排序算法。以下關(guān)于歸并排序的描述，不正確的是（）A.空間復(fù)雜度為O(n)B.是一種穩(wěn)定的排序算法C.最壞、最好和平均時間復(fù)雜度均為O(nlogn)D.不能用于鏈表的排序4、設(shè)計一個基于運放的指數(shù)放大器電路，能夠?qū)崿F(xiàn)輸入信號的指數(shù)放大，放大倍數(shù)可調(diào)，輸入信號頻率范圍為0-100Hz。5、設(shè)計一個電子血壓計數(shù)據(jù)分析電路，能夠?qū)ρ獕河嫓y量的數(shù)據(jù)進行分析和統(tǒng)計，為醫(yī)療診斷提供參考。6、設(shè)計一個簡單的數(shù)字鎖相放大器，能夠從噪聲中提取微弱信號，給出電路設(shè)計和性能指標(biāo)。7、運用集成電路設(shè)計流程，設(shè)計一款用于智能手機的音頻編解碼器芯片，支持多種音頻格式的解碼和編碼。8、設(shè)計一個基于ZigBee技術(shù)的智能養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，能夠?qū)崟r監(jiān)測養(yǎng)殖場內(nèi)的溫度、濕度、氨氣濃度等參數(shù)。9、二分查找是一種效率較高的查找算法。以下關(guān)于二分查找的條件，錯誤的是：（）A.數(shù)組必須是有序的B.每次查找都能將查找范圍縮小一半C.二分查找適用于任何類型的數(shù)據(jù)D.二分查找的時間復(fù)雜度為O(logn)10、利用電力電子技術(shù)設(shè)計一個逆變電路，將直流電源轉(zhuǎn)換為交流電源，輸出符合特定要求的電壓和頻率。11、設(shè)計一個基于數(shù)字鎖相環(huán)的時鐘同步系統(tǒng)，能夠使多個設(shè)備的時鐘保持同步，分析其同步精度和穩(wěn)定性。12、圖是一種復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，包含頂點和邊。假設(shè)存在一個無向圖，頂點分別為A、B、C、D、E，邊的集合為{(A,B),(A,C),(B,D),(C,D),(D,E)}。使用深度優(yōu)先搜索算法從頂點A開始遍歷，以下哪個遍歷順序是可能的？（）A.A-B-C-D-EB.A-C-B-D-EC.A-B-D-C-ED.A-E-D-C-B13、設(shè)計一個簡單的數(shù)字圖像去噪系統(tǒng)，能夠有效去除圖像中的噪聲，給出系統(tǒng)設(shè)計和去噪效果分析。14、設(shè)計一個射頻識別系統(tǒng)中的防碰撞算法實現(xiàn)方案，分析算法的效率和系統(tǒng)響應(yīng)時間。15、隨著技術(shù)的發(fā)展，新的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不斷涌現(xiàn)。以下關(guān)于新型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的描述，不正確的是：（）A.新型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)通常是為了解決特定的問題或提高性能而提出的B.新型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)一定比傳統(tǒng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)更優(yōu)秀，應(yīng)完全取代傳統(tǒng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)C.了解新型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有助于拓展思維和應(yīng)對復(fù)雜的應(yīng)用場景D.新型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用需要根據(jù)具體需求進行評估和選擇16、設(shè)計一個基于STM32的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，能夠連接多種傳感器并將數(shù)據(jù)上傳到云平臺，闡述系統(tǒng)架構(gòu)和通信方式。17、設(shè)計一個簡單的無線通信系統(tǒng)，使用藍(lán)牙技術(shù)實現(xiàn)兩個設(shè)備之間的文本數(shù)據(jù)傳輸，傳輸距離不小于10米，數(shù)據(jù)傳輸速率不低于1Mbps。18、設(shè)計一個太陽能路燈控制器節(jié)能電路，能夠根據(jù)環(huán)境光照強度和交通流量自動調(diào)節(jié)路燈的亮度，實現(xiàn)節(jié)能。19、運用通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，設(shè)計一個智能工廠的5G專網(wǎng)方案，滿足工業(yè)生產(chǎn)中對低延遲、高可靠通信的需求。20、設(shè)計一個智能溫度傳感器，能夠?qū)崟r測量環(huán)境溫度并通過無線方式將數(shù)據(jù)傳輸?shù)浇邮斩?，具備低功耗和高精度的特點。21、設(shè)計一個簡單的直流穩(wěn)壓電源，輸出電壓為+5V、+12V和-12V，最大輸出電流為1A，電壓調(diào)整率小于1%，負(fù)載調(diào)整率小于5%。22、想象一個需要快速判斷一個字符串是否為回文的場景。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.利用棧將字符串逆序，然后與原字符串比較B.使用雙指針從字符串兩端向中間移動進行比較C.將字符串存儲在樹中，進行遍歷比較D.通過哈希函數(shù)計算字符串的特征值進行判斷23、設(shè)計一個音頻放大器電路，能夠放大輸入的音頻信號，輸出功率在10W以上，并且具有音量調(diào)節(jié)功能。24、設(shè)計一個電子秤電路，能夠測量物體的重量，測量范圍為0kg到10kg，精度為±0.01kg。25、設(shè)計一個基于FPGA的視頻圖像處理系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)圖像縮放、旋轉(zhuǎn)、灰度化等基本操作。二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）解釋棧的基本概念和特點，舉例說明棧在表達(dá)式求值、函數(shù)調(diào)用等方面的應(yīng)用，并闡述其實現(xiàn)原理。2、（本題5分）詳細(xì)說明插入排序算法的優(yōu)化方法，并舉例說明其效果。3、（本題5分）論述在順序存儲和鏈?zhǔn)酱鎯Y(jié)構(gòu)下，線性表的插入、刪除操作的實現(xiàn)方法和時間復(fù)雜度的差異。4、（本題5分）論述在一個具有n個頂點的無向圖中，如何使用廣度優(yōu)先搜索算法來生成連通分量。三、設(shè)計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計一個程序，實現(xiàn)對二叉搜索樹的平衡調(diào)整，當(dāng)輸入的二叉搜索樹不平衡時進行調(diào)整并展示結(jié)果。2、（本題5分）分析在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，利用優(yōu)先隊列實現(xiàn)Dijkstra算法求解最短路徑問題的設(shè)計。3、（本題5分）研究線段樹在區(qū)間求和操作中的更新策略，優(yōu)化時間復(fù)雜度。4、（本題5分）設(shè)計一個程序，判斷鏈表是否存在環(huán)，如果存在，找到環(huán)的入口節(jié)點，輸出節(jié)點值。5、（本題5分）設(shè)計一個程序，使用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲一個電商平臺的用戶購物偏好信息，根據(jù)用戶的偏好為其推薦個性化的商品。四、綜合題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）在一個物流配送系統(tǒng)中，需要記錄每個訂單的詳細(xì)信息，包括訂單號、客戶信息、商品清單、配送地址、預(yù)計送達(dá)時間等。設(shè)計一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲訂單信息，實現(xiàn)訂單的添加、刪除、查找和更新操作，并能夠根據(jù)配送地址和預(yù)計送達(dá)時間進行高效的排序和查詢。2、（本題10分）在一個大型在線游戲中，需要管理玩家的角色信息、裝備信息和游戲進程。設(shè)計合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲這些數(shù)據(jù)，使得能夠