黃岡科技職業(yè)學院《數據結構及其應用》2023-2024學年第二學期期末試卷

學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁黃岡科技職業(yè)學院

《數據結構及其應用》2023-2024學年第二學期期末試卷題號一二三四總分得分一、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、假設要實現一個可以快速查找前K個最大值的算法，以下哪種數據結構可能是最適合的？（）A.最大堆，每次取出堆頂元素即為最大值B.最小堆，維護一個大小為K的堆，堆頂為第K大的值C.二叉搜索樹，遍歷獲取最大值，效率較低D.鏈表，查找最大值操作復雜2、設計一個基于音頻功率放大器的汽車音響系統(tǒng)，具備四路輸出，總功率不小于100W。3、哈希表是一種高效的數據結構。以下關于哈希表的描述，不正確的是：（）A.哈希表通過哈希函數將關鍵字映射到存儲位置B.哈希表的查找、插入和刪除操作的平均時間復雜度都接近O(1)C.哈希沖突是指不同的關鍵字映射到了相同的存儲位置D.哈希表不需要處理哈希沖突4、設計一個音頻均衡器電路，能夠對不同頻段的音頻信號進行獨立的增益調節(jié)，以改善音頻質量。5、假設正在開發(fā)一個文本編輯器，需要支持撤銷和重做操作。以下哪種數據結構可以方便地實現這一功能？（）A.棧，存儲操作歷史B.隊列，按順序記錄操作C.數組，直接存儲操作信息D.二叉搜索樹，快速查找操作記錄6、設計一個基于PLC的風力發(fā)電控制系統(tǒng)，實現對風力發(fā)電機的轉速、功率等參數的監(jiān)測和控制。7、設計一個電磁波發(fā)射與接收系統(tǒng)，工作頻率在特定頻段，能夠實現一定距離內的有效通信，并分析其傳播特性。8、在圖的數據結構中，鄰接矩陣和鄰接表是兩種常見的存儲方式。關于這兩種存儲方式，以下描述哪一項是不正確的？（）A.鄰接矩陣使用二維數組來表示圖中節(jié)點之間的關系，空間復雜度較高B.鄰接表使用鏈表或數組來存儲節(jié)點的鄰接節(jié)點，適用于稀疏圖C.對于稠密圖，鄰接表的存儲方式比鄰接矩陣更節(jié)省空間D.無論是鄰接矩陣還是鄰接表，在判斷兩個節(jié)點是否相鄰時，時間復雜度都是O(1)9、在排序算法的穩(wěn)定性方面，插入排序是一種穩(wěn)定的排序算法。這意味著在排序過程中（）A.相同元素的相對順序不會改變B.排序速度較快C.不需要額外的存儲空間D.以上都不是10、利用鎖相環(huán)技術設計一個頻率合成器，能夠輸出穩(wěn)定的、可調節(jié)的頻率信號，給出頻率合成器的整體架構和各部分的詳細設計。11、根據數字信號處理理論，設計一個圖像銳化處理系統(tǒng)，增強圖像的邊緣和細節(jié)信息。12、在一個分布式系統(tǒng)中，各個節(jié)點需要共享一些全局的狀態(tài)信息，并且能夠快速地檢測到狀態(tài)的變化。為了實現這種全局狀態(tài)的管理和同步，以下哪種數據結構可能會被用到？（）A.分布式哈希表B.分布式鏈表C.分布式樹D.分布式棧13、利用射頻技術設計一個藍牙音頻耳機，實現高質量的無線音頻傳輸和控制功能。14、利用模擬電路技術，設計一個用于音響系統(tǒng)的功率放大器，具備高保真和大功率輸出特性。15、運用集成電路知識，設計一款用于智能手機的攝像頭圖像處理芯片，具備圖像增強、降噪和色彩校正功能。16、設計一個模擬信號數字化系統(tǒng)，包括抽樣、量化和編碼模塊，確定合適的抽樣頻率和量化級數，分析系統(tǒng)性能。17、設計一個基于藍牙模塊的智能家居安防系統(tǒng)，能夠實時監(jiān)測門窗狀態(tài)、入侵情況，并向用戶發(fā)送報警信息。18、在一個用數組實現的小頂堆中，刪除堆頂元素后，為了保持堆的性質，需要進行的調整操作的時間復雜度為？（）A.O(1)B.O(logn)C.O(n)D.O(nlogn)19、設計一個基于單片機的溫度監(jiān)測與控制系統(tǒng)，能夠實時采集環(huán)境溫度，當溫度超過設定閾值時，啟動相應的降溫或升溫設備。20、設計一個基于ARM的工業(yè)自動化控制系統(tǒng)，實現對生產設備的監(jiān)控和控制，描述系統(tǒng)架構和軟件界面。二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）闡述如何在一個有向圖中進行可達性分析，即判斷一個頂點是否可以到達另一個頂點，給出算法步驟和實現代碼，并分析其時間復雜度。2、（本題5分）解釋如何使用桶排序對一定范圍內的整數進行排序，分析其適用條件和時間復雜度。3、（本題5分）闡述如何在一個具有n個元素的數組中，找出所有不重復的元素，分析所使用的算法和時間復雜度。4、（本題5分）解釋什么是左偏樹，并說明其在優(yōu)先隊列中的應用。5、（本題5分）解釋堆的概念，包括大根堆和小根堆，給出堆的調整算法步驟，并說明堆在排序算法中的應用。三、設計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設計一個程序，使用Prim算法構建給定無向圖的最小生成樹，輸出生成樹的邊。2、（本題5分）設計一個程序，用鄰接表表示一個帶權有向圖，實現最短路更新算法。3、（本題5分）設計一個算法，對一個二叉排序樹進行中序遍歷的非遞歸實現。4、（本題5分）設計一個算法，在一個二叉搜索樹中刪除指定值的節(jié)點，并保持二叉搜索樹的性質。5、（本題5分）設計一個程序，使用循環(huán)隊列存儲醫(yī)院的掛號信息，實現掛號的排隊和叫號功能。四、綜合題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）一個超市的促銷活動管理系統(tǒng)需要存儲促銷活動的信息，如活動編號、活動名稱、活動時間、優(yōu)惠方式、參與商品等。系統(tǒng)要支持快速查找特定促銷活動、按照活動時間對活動進行排序、新增促銷活動、修改活動規(guī)則、結束活動。請確定恰當的數據結構，并詳細闡述算法和代碼實現，以及性能優(yōu)化策略。2、（本題10分）一個在線論壇需要存儲帖子和回復信息。每個帖子有帖子ID、標題、內容、作者、發(fā)布時間等，回復有回復ID、帖子ID、內容、回復者、回復時間。請設計數據結構來管理帖子和回復數據，能夠快速查找特定帖子和其回復、按照主題分類、刪除違規(guī)帖子和回復，并統(tǒng)計每個主題的帖子數量。3、（本題