三門峽社會管理職業(yè)學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)語言》2023-2024學(xué)年第二學(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1頁，共3頁三門峽社會管理職業(yè)學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)語言》

2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共30個(gè)小題，每小題1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、在一個(gè)大型的電商網(wǎng)站的商品管理系統(tǒng)中，需要快速地查找某個(gè)價(jià)格范圍內(nèi)的商品信息。假設(shè)商品的價(jià)格信息已經(jīng)按照從小到大的順序存儲。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和搜索算法的組合最能高效地實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能？（）A.二叉搜索樹和中序遍歷B.平衡二叉樹和深度優(yōu)先搜索C.有序數(shù)組和二分查找D.哈希表和隨機(jī)查找2、根據(jù)通信原理，設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字對講機(jī)的語音加密系統(tǒng)，保障通信內(nèi)容的安全性。3、設(shè)計(jì)一個(gè)基于USB3.1接口的高速數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)大數(shù)據(jù)量的快速傳輸，包括接口電路設(shè)計(jì)和傳輸協(xié)議。4、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字圖像處理中的圖像融合算法，如基于小波變換的圖像融合，比較融合前后的圖像質(zhì)量。5、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用中，棧和隊(duì)列常用于表達(dá)式求值。假設(shè)我們要計(jì)算一個(gè)算術(shù)表達(dá)式的值。以下關(guān)于表達(dá)式求值的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.中綴表達(dá)式轉(zhuǎn)換為后綴表達(dá)式后，使用?？梢苑奖愕剡M(jìn)行求值計(jì)算B.后綴表達(dá)式求值時(shí)，遇到操作數(shù)入棧，遇到操作符則對棧頂元素進(jìn)行相應(yīng)運(yùn)算C.棧在表達(dá)式求值中主要用于保存操作數(shù)和中間結(jié)果D.無論表達(dá)式的復(fù)雜程度如何，使用棧和隊(duì)列進(jìn)行求值的效率都是相同的6、設(shè)計(jì)一個(gè)用于電動汽車的電池管理系統(tǒng)（BMS），能夠監(jiān)測電池電壓、電流、溫度等參數(shù)，實(shí)現(xiàn)均衡充電和過充過放保護(hù)，闡述系統(tǒng)架構(gòu)和控制策略。7、基于通信中的多址接入技術(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)無線通信網(wǎng)絡(luò)，支持多個(gè)用戶同時(shí)通信，分析網(wǎng)絡(luò)容量和性能。8、設(shè)計(jì)一個(gè)直流穩(wěn)壓電源，能夠?qū)⑤斎氲牟环€(wěn)定直流電壓轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的輸出電壓，輸出電壓可在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，給出電路原理圖和元件參數(shù)選擇。9、設(shè)計(jì)一個(gè)具有溫度補(bǔ)償功能的壓力傳感器測量電路，提高測量精度，給出電路設(shè)計(jì)和溫度補(bǔ)償算法。10、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字時(shí)鐘電路，能夠準(zhǔn)確顯示時(shí)、分、秒，具有鬧鐘功能，并且可以通過按鍵調(diào)整時(shí)間和設(shè)置鬧鐘。11、在一個(gè)多線程環(huán)境中，多個(gè)線程需要同時(shí)訪問和修改一個(gè)共享的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。為了保證數(shù)據(jù)的一致性和線程安全，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最合適的？（）A.線程安全的鏈表，通過加鎖機(jī)制保證并發(fā)訪問的正確性B.普通的數(shù)組，需要額外的同步機(jī)制來保證線程安全C.線程安全的哈希表，提供了內(nèi)置的同步機(jī)制D.樹，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，線程安全實(shí)現(xiàn)難度較大12、鏈表是一種重要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，在很多場景中得到應(yīng)用。關(guān)于鏈表的特點(diǎn)，以下描述錯(cuò)誤的是：（）A.鏈表的存儲空間不必連續(xù)，可以通過指針來鏈接各個(gè)節(jié)點(diǎn)B.對鏈表進(jìn)行插入和刪除操作時(shí)，不需要移動大量元素，效率較高C.鏈表可以方便地實(shí)現(xiàn)隨機(jī)訪問，查找任意位置的元素速度很快D.單鏈表、雙向鏈表和循環(huán)鏈表是常見的鏈表類型，它們各有特點(diǎn)和適用場景13、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字通信中的多載波調(diào)制（OFDM）系統(tǒng)，分析峰均比和抗多徑性能。14、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(diǎn)。以下關(guān)于迪杰斯特拉算法的描述，錯(cuò)誤的是（）A.它能求出從源點(diǎn)到其他所有頂點(diǎn)的最短路徑B.每次都選擇距離源點(diǎn)最近的未確定最短路徑的頂點(diǎn)進(jìn)行擴(kuò)展C.算法的時(shí)間復(fù)雜度為O(V2)，其中V是頂點(diǎn)的數(shù)量D.該算法不能處理帶有負(fù)權(quán)邊的圖15、設(shè)計(jì)一個(gè)基于壓力傳感器的稱重系統(tǒng)，能夠測量較大物體的重量，并具有超載報(bào)警功能。16、在一個(gè)具有n個(gè)節(jié)點(diǎn)的二叉樹中，若每個(gè)節(jié)點(diǎn)的度均不超過2，則該二叉樹中葉子節(jié)點(diǎn)的數(shù)量至少為：（）A.n/2B.(n+1)/2C.n-1D.n17、采用模擬電子技術(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)運(yùn)算跨導(dǎo)放大器（OTA），給出其性能特點(diǎn)和應(yīng)用場景。18、設(shè)計(jì)一個(gè)溫度傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)分析電路，能夠?qū)囟葌鞲衅骶W(wǎng)絡(luò)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，并且具有預(yù)警功能。19、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)20、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用中，解決沖突是一個(gè)常見的問題。以下關(guān)于沖突解決的描述，不正確的是：（）A.在哈希表中，當(dāng)多個(gè)元素映射到同一個(gè)位置時(shí)就會發(fā)生沖突B.除了開放尋址法和鏈地址法，還有其他一些沖突解決方法，如再哈希法C.沖突解決的好壞直接影響哈希表的性能，但對其他數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)沒有影響D.選擇合適的沖突解決方法需要綜合考慮數(shù)據(jù)分布、操作頻率等因素21、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字通信系統(tǒng)中的擾碼生成和解擾電路，分析擾碼對信號頻譜的影響。22、利用數(shù)字電路技術(shù)，設(shè)計(jì)一個(gè)自動售貨機(jī)的控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)商品選擇、支付和出貨功能。23、考慮一個(gè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的處理系統(tǒng)，需要按照數(shù)據(jù)包到達(dá)的先后順序進(jìn)行處理，同時(shí)能夠在任意時(shí)刻獲取最早到達(dá)的數(shù)據(jù)包。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以滿足這種需求？（）A.優(yōu)先隊(duì)列，根據(jù)優(yōu)先級處理數(shù)據(jù)包B.鏈表，順序存儲數(shù)據(jù)包C.棧，先進(jìn)后出處理數(shù)據(jù)包D.環(huán)形隊(duì)列，實(shí)現(xiàn)先進(jìn)先出且循環(huán)利用空間24、對于一個(gè)需要頻繁進(jìn)行插入、刪除和查找操作的數(shù)據(jù)集合，假設(shè)數(shù)據(jù)的規(guī)模較大且分布較為隨機(jī)。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在平均情況下能夠提供較好的性能？（）A.鏈表B.有序數(shù)組C.哈希表D.棧25、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的視頻圖像處理系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)視頻的縮放、旋轉(zhuǎn)和色彩調(diào)整等功能。26、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字通信中的多址接入方案，如CDMA，實(shí)現(xiàn)多個(gè)用戶的同時(shí)通信，分析系統(tǒng)容量和干擾情況。27、設(shè)計(jì)一個(gè)基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的智能家居系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)燈光控制、窗簾控制、家電控制等功能，給出系統(tǒng)的整體架構(gòu)和實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。28、圖是一種復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。假設(shè)我們正在研究一個(gè)無向圖。以下關(guān)于圖的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.圖可以用鄰接矩陣或鄰接表來存儲，不同的存儲方式適用于不同的場景B.圖的深度優(yōu)先搜索和廣度優(yōu)先搜索算法可以用于遍歷圖中的所有節(jié)點(diǎn)C.在無向圖中，兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的邊是雙向的，邊的權(quán)值通常表示節(jié)點(diǎn)之間的距離或關(guān)系強(qiáng)度D.圖的最小生成樹是唯一的，無論使用哪種算法求解29、設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)字電路的交通信號燈控制系統(tǒng)，要求能夠?qū)崿F(xiàn)紅、綠、黃三種燈的定時(shí)切換，并考慮特殊情況（如緊急車輛通行）的控制邏輯。30、設(shè)計(jì)一個(gè)具有故障診斷功能的電源系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測電源狀態(tài)并診斷故障，給出系統(tǒng)設(shè)計(jì)和診斷算法。二、綜合題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）一個(gè)在線招聘系統(tǒng)需要管理職位信息，包括職位編號、職位名稱、工作地點(diǎn)、薪資范圍、招聘人數(shù)等。系統(tǒng)要支持快速查找特定職位、按照薪資范圍對職位進(jìn)行排序、新增職位、修改職位信息、關(guān)閉招聘職位。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。2、（本題5分）一個(gè)圖書館的讀者借閱管理系統(tǒng)需要存儲讀者的借閱信息，包括讀者編號、讀者姓名、借閱圖書編號、借閱日期、應(yīng)還日期等。系統(tǒng)要支持快速查找讀者的借閱記錄、按照應(yīng)還日期對借閱記錄進(jìn)行排序、新增借閱、歸還圖書操作。請?jiān)O(shè)計(jì)合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，并給出代碼實(shí)現(xiàn)和性能評估。3、（本題5分）在一個(gè)在線旅游攻略分享平臺中，需要管理目的地信息、用戶攻略、景點(diǎn)評價(jià)和熱門路線等。設(shè)計(jì)一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲這些信息，支持目的地和景點(diǎn)的添加、刪除和修改，用戶攻略的發(fā)布和分享，景點(diǎn)評價(jià)的管理，以及熱門路線的推薦，并能夠根據(jù)用戶興趣和行為進(jìn)行個(gè)性化的攻略推送。4、（本題5分）在一個(gè)大型企業(yè)的項(xiàng)目管理系統(tǒng)中，需要記錄項(xiàng)目信息、任務(wù)分配和進(jìn)度情況。項(xiàng)目信息包括項(xiàng)目ID、項(xiàng)目名稱、負(fù)責(zé)人、開始時(shí)間、結(jié)束時(shí)間，任務(wù)分配包括任務(wù)ID、項(xiàng)目ID、責(zé)任人、任務(wù)描述，進(jìn)度情況包括任務(wù)ID、完成百分比、更新時(shí)間。請?jiān)O(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來管理項(xiàng)目數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的查詢、任務(wù)的跟蹤、進(jìn)度的更新，并生成項(xiàng)目進(jìn)度報(bào)告。5、（本題5分）一個(gè)大型圖書館需要管理其海量的圖書信息，包括書名、作者、出版社、出版年份、館藏?cái)?shù)量等。這些信息以二叉搜索樹的形式存儲。請?jiān)O(shè)計(jì)算法實(shí)現(xiàn)以下操作：（1）插入一本新的圖書信息；（2）刪除某本指定的圖書信息；（3）查找某作者的所有圖書；（4）更新某本圖書的館藏?cái)?shù)量。分析所設(shè)計(jì)算法的時(shí)間復(fù)雜度。三、簡答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）闡述二叉搜索樹的性質(zhì)和特點(diǎn)，分析其插入、刪除和查找操作的算法步驟及時(shí)間復(fù)雜度，并討論如何保持二叉搜索樹的平衡。2、（本題5分）論述伸展樹在處理隨機(jī)數(shù)據(jù)時(shí)的性能表現(xiàn)和優(yōu)化措施。3、（本題5分）闡述后綴樹的構(gòu)建和應(yīng)用，如在字符串模式匹配中的高效性。4、（本題5分）解釋如何在一個(gè)二叉樹中進(jìn)行