重慶城市科技學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)2》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第2頁，共2頁重慶城市科技學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)2》

2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷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1分，共20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(shè)計一個數(shù)字圖像處理系統(tǒng)，能夠?qū)斎氲膱D像進行灰度化、二值化、邊緣檢測等基本操作，并顯示處理后的結(jié)果。2、設(shè)計一個基于Wi-Fi技術(shù)的無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)，能夠?qū)崟r傳輸高清視頻，具備遠程控制和存儲功能，說明系統(tǒng)組成和網(wǎng)絡(luò)配置。3、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用中，文件操作也是一個重要方面。以下關(guān)于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與文件操作的描述，不正確的是：（）A.可以將數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的數(shù)據(jù)存儲到文件中，以便長期保存和后續(xù)使用B.在從文件中讀取數(shù)據(jù)并構(gòu)建數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)時，需要考慮數(shù)據(jù)的格式和轉(zhuǎn)換C.對于大型文件，可以采用分塊讀取和處理的方式，避免一次性將全部數(shù)據(jù)讀入內(nèi)存D.文件操作與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的選擇和使用無關(guān)，只需要關(guān)注文件的讀寫方法和權(quán)限4、設(shè)計一個光控開關(guān)電路，當(dāng)環(huán)境光照強度低于一定值時，自動打開照明設(shè)備，當(dāng)光照強度高于一定值時，自動關(guān)閉照明設(shè)備。5、二叉搜索樹是一種具有特殊性質(zhì)的二叉樹。以下關(guān)于二叉搜索樹的性質(zhì)，錯誤的是（）A.左子樹上所有節(jié)點的值均小于根節(jié)點的值B.右子樹上所有節(jié)點的值均大于根節(jié)點的值C.左右子樹也是二叉搜索樹D.中序遍歷二叉搜索樹得到的序列是降序的6、隊列也是一種特殊的線性表，遵循先進先出的原則。在實際應(yīng)用中，隊列常用于（）A.操作系統(tǒng)的作業(yè)調(diào)度B.圖的廣度優(yōu)先搜索算法C.緩存數(shù)據(jù)的管理D.以上都是7、設(shè)計一個基于音頻功率放大器的舞臺音響系統(tǒng)，輸出功率不小于500W，具備音效調(diào)節(jié)功能。8、在一個文本處理程序中，需要對輸入的大量文本進行單詞頻率統(tǒng)計。也就是說，要快速確定每個單詞在文本中出現(xiàn)的次數(shù)。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)最適合用于實現(xiàn)這個功能？（）A.棧，按照后進先出的原則存儲單詞B.隊列，先進先出地處理單詞C.二叉樹，對單詞進行分類存儲D.哈希表，將單詞作為鍵，出現(xiàn)次數(shù)作為值9、假設(shè)要實現(xiàn)一個可以快速查找兩個節(jié)點之間是否存在路徑的圖數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。以下哪種表示方法和搜索算法的組合最適合？（）A.鄰接矩陣和深度優(yōu)先搜索B.鄰接表和廣度優(yōu)先搜索C.鄰接矩陣和廣度優(yōu)先搜索D.鄰接表和深度優(yōu)先搜索10、考慮一個語音識別系統(tǒng)，需要對語音信號進行實時處理和分析，存儲語音片段的特征信息，并能夠快速地進行匹配和識別。對于這樣的系統(tǒng)，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最適合的？（）A.循環(huán)鏈表，存儲連續(xù)的語音片段B.雙鏈表，方便前后雙向訪問語音數(shù)據(jù)C.二叉堆，快速獲取重要的語音特征D.哈希桶，快速定位特定的語音特征11、在排序算法中，冒泡排序是一種簡單的排序方法。假設(shè)一個數(shù)組的初始狀態(tài)接近有序，以下關(guān)于冒泡排序的性能，哪個描述是準確的（）A.時間復(fù)雜度仍然是O(n^2)，效率低下B.時間復(fù)雜度接近O(n)，性能較好C.會自動轉(zhuǎn)換為更高效的排序算法D.無法確定其性能12、設(shè)計一個基于藍牙的無線鍵盤，能夠與計算機或移動設(shè)備進行無線連接，實現(xiàn)按鍵輸入功能。13、設(shè)計一個基于FPGA的視頻壓縮編碼系統(tǒng)，實現(xiàn)H.264或H.265編碼，給出硬件設(shè)計和資源利用。14、設(shè)計一個基于音頻運放的耳機放大器，輸出功率不小于500mW，失真度小于0.1%。15、設(shè)計一個基于FPGA的數(shù)字濾波器，實現(xiàn)低通、高通、帶通和帶阻濾波功能，給出設(shè)計過程和資源利用分析。16、利用數(shù)字邏輯電路設(shè)計一個數(shù)字頻率計，能夠測量輸入信號的頻率，給出測量精度和范圍。17、假設(shè)要實現(xiàn)一個LRU（最近最少使用）緩存淘汰策略，用于管理有限的內(nèi)存空間以存儲經(jīng)常訪問的數(shù)據(jù)。為了有效地實現(xiàn)這個策略，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是關(guān)鍵？（）A.雙向鏈表結(jié)合哈希表B.棧結(jié)合數(shù)組C.隊列結(jié)合樹D.堆結(jié)合鏈表18、平衡二叉樹是為了改進二叉搜索樹在某些情況下性能不佳而提出的。以下關(guān)于平衡二叉樹的敘述中，不正確的是（）A.平衡二叉樹通過旋轉(zhuǎn)操作保持樹的平衡B.平衡二叉樹的左右子樹高度差絕對值不超過1C.插入和刪除操作可能會導(dǎo)致平衡二叉樹失去平衡D.平衡二叉樹的查找效率一定高于二叉搜索樹19、設(shè)計一個基于PLC的工業(yè)機器人控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)機器人的運動控制、軌跡規(guī)劃和任務(wù)執(zhí)行。20、二分查找是一種在有序數(shù)組中進行查找的高效算法。以下關(guān)于二分查找的描述，錯誤的是（）A.每次將查找范圍縮小一半，逐步逼近目標元素B.二分查找的時間復(fù)雜度為O(log?n)C.二分查找要求數(shù)組必須是有序的，且只能用于數(shù)組，不能用于鏈表D.二分查找在所有情況下都比順序查找快二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）論述AVL樹在空間利用效率方面的特點和優(yōu)化方法。2、（本題5分）論述如何使用并查集解決朋友圈問題，給出具體的實現(xiàn)和分析。3、（本題5分）論述在圖的最短路徑算法中，如何處理有向無環(huán)圖中的最短路徑問題。4、（本題5分）在一個雙向鏈表中，如何將鏈表按值從小到大排序？5、（本題5分）深入分析在具有n個元素的數(shù)組中，如何實現(xiàn)歸并排序的非遞歸版本，并比較其與遞歸版本的性能差異。三、設(shè)計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計一個桶排序算法，對給定的一定范圍內(nèi)的整數(shù)進行排序，分析其適用場景和局限性。2、（本題5分）設(shè)計一個基于伸展樹的存儲結(jié)構(gòu)來存儲音樂文件信息，實現(xiàn)文件的添加、刪除和按播放時長查詢操作。3、（本題5分）設(shè)計一個程序，使用合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲一個在線游戲的角色屬性信息，支持角色的升級和屬性修改。4、（本題5分）設(shè)計一個程序，在給定的數(shù)組中找出所有不重復(fù)的元素，輸出這些元素。5、（本題5分）設(shè)計一個程序，利用哈希表存儲大量的英文單詞，實現(xiàn)快速查找和統(tǒng)計單詞出現(xiàn)的頻率。四、綜合題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）某社交平臺需要存儲用戶的好友關(guān)系數(shù)據(jù)。每個用戶有一個唯一的用戶ID，好友關(guān)系是雙向的。請設(shè)計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來表示用戶之間的好友關(guān)系，能夠快速查詢某個用戶的好友列表、判斷兩個用戶是否為好友、添加或刪除好友關(guān)系，并計算用戶的好友數(shù)量。2、（本題10分）某城市的公交路線管理系統(tǒng)需要存儲公交路線的信息，如路線編號、起點站、終點站、途經(jīng)站點、發(fā)車時間等。系統(tǒng)要實現(xiàn)快速查找特定路線、按照路線長度對路線進行排序、新增和刪除路線、修改路線的發(fā)車時間等功能。請確定合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并詳細描述算