青海師范大學(xué)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

自覺(jué)遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無(wú)效密自覺(jué)遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無(wú)效密封線第1頁(yè)，共3頁(yè)青海師范大學(xué)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》

2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級(jí)_______學(xué)號(hào)_______姓名_______題號(hào)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、隊(duì)列也是一種特殊的線性表，其操作遵循先進(jìn)先出的原則。對(duì)于隊(duì)列的特點(diǎn)和應(yīng)用，以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A.隊(duì)列可以用于實(shí)現(xiàn)廣度優(yōu)先搜索算法B.循環(huán)隊(duì)列可以解決順序隊(duì)列的假溢出問(wèn)題C.隊(duì)列在插入元素時(shí)總是在隊(duì)尾進(jìn)行，刪除元素時(shí)總是在隊(duì)頭進(jìn)行D.隊(duì)列中的元素存儲(chǔ)順序和入隊(duì)順序一定相同2、假設(shè)要實(shí)現(xiàn)一個(gè)函數(shù)，判斷一個(gè)字符串是否是另一個(gè)字符串的子序列。例如，“ace”是“abcde”的子序列。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.雙指針?lè)?，分別在兩個(gè)字符串上移動(dòng)指針進(jìn)行比較，簡(jiǎn)單直接B.哈希表，將字符串的字符存儲(chǔ)并進(jìn)行查找，效率較低C.棧，存儲(chǔ)已匹配的字符，操作復(fù)雜D.隊(duì)列，用于存儲(chǔ)待匹配的字符，不太適合此場(chǎng)景3、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的圖像旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)，能夠?qū)D像進(jìn)行任意角度的旋轉(zhuǎn)。4、根據(jù)數(shù)字信號(hào)處理理論，設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字濾波器，用于去除音頻信號(hào)中的噪聲，要求濾波器具有陡峭的截止頻率和較小的通帶波紋。5、在圖的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)中，鄰接多重表主要用于解決鄰接表在某些操作上的不便。假設(shè)需要頻繁地判斷兩個(gè)頂點(diǎn)之間是否存在邊，以下關(guān)于鄰接多重表的特點(diǎn)，哪個(gè)是相關(guān)的優(yōu)勢(shì)（）A.節(jié)省存儲(chǔ)空間B.便于邊的刪除和插入C.快速判斷邊的存在性D.以上都不是6、快速排序也是一種常用的排序算法。假設(shè)我們正在使用快速排序?qū)?shù)組進(jìn)行排序。以下關(guān)于快速排序的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.快速排序通過(guò)選擇一個(gè)基準(zhǔn)元素，將數(shù)組分成兩部分，然后對(duì)這兩部分分別排序B.快速排序在平均情況下的時(shí)間復(fù)雜度為O(nlogn)，但在最壞情況下會(huì)退化為O(n^2)C.選擇合適的基準(zhǔn)元素可以提高快速排序的性能，通常選擇數(shù)組的中間元素作為基準(zhǔn)D.快速排序是一種穩(wěn)定的排序算法，能夠保證相同元素的相對(duì)順序不變7、在一個(gè)需要快速判斷兩個(gè)字符串是否具有相同字符集合的場(chǎng)景中，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.利用哈希表統(tǒng)計(jì)每個(gè)字符串中字符的出現(xiàn)次數(shù)，然后比較B.對(duì)字符串進(jìn)行排序，然后比較排序后的結(jié)果C.使用樹(shù)存儲(chǔ)字符串的字符，然后進(jìn)行比較D.通過(guò)棧對(duì)字符串進(jìn)行處理和比較8、設(shè)計(jì)一個(gè)正弦波信號(hào)發(fā)生器，輸出頻率在1kHz至100kHz連續(xù)可調(diào)，采用集成運(yùn)放實(shí)現(xiàn)，說(shuō)明電路結(jié)構(gòu)和調(diào)試方法。9、紅黑樹(shù)也是一種自平衡的二叉搜索樹(shù)。假設(shè)我們正在研究一個(gè)紅黑樹(shù)。以下關(guān)于紅黑樹(shù)的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.紅黑樹(shù)通過(guò)對(duì)節(jié)點(diǎn)顏色的約束來(lái)保持一定程度的平衡B.紅黑樹(shù)的插入和刪除操作相對(duì)復(fù)雜，但能保證較好的性能C.紅黑樹(shù)的查找操作的時(shí)間復(fù)雜度在平均情況下優(yōu)于AVL樹(shù)D.紅黑樹(shù)在頻繁插入和刪除節(jié)點(diǎn)的情況下，性能比AVL樹(shù)更穩(wěn)定10、對(duì)于一個(gè)具有n個(gè)節(jié)點(diǎn)的二叉搜索樹(shù)，其平均查找長(zhǎng)度的期望值在什么量級(jí)？（）A.O(1)B.O(logn)C.O(n)D.O(nlogn)11、假設(shè)要設(shè)計(jì)一個(gè)算法來(lái)找出一個(gè)整數(shù)數(shù)組中所有出現(xiàn)次數(shù)超過(guò)一半的元素。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法的結(jié)合可能是最有效的？（）A.哈希表記錄元素出現(xiàn)次數(shù)，然后篩選出次數(shù)超過(guò)一半的元素B.排序數(shù)組，然后通過(guò)遍歷找出出現(xiàn)次數(shù)超過(guò)一半的元素C.棧，存儲(chǔ)元素并進(jìn)行比較，難以實(shí)現(xiàn)此功能D.隊(duì)列，先進(jìn)先出，不適合統(tǒng)計(jì)元素出現(xiàn)次數(shù)12、設(shè)計(jì)一個(gè)基于CPLD的數(shù)字信號(hào)發(fā)生器，能夠產(chǎn)生多種復(fù)雜的數(shù)字信號(hào)，包括信號(hào)類型選擇和參數(shù)設(shè)置。13、設(shè)計(jì)一個(gè)基于DSP的音頻降噪系統(tǒng)，能夠有效降低背景噪聲，給出算法原理和代碼實(shí)現(xiàn)。14、設(shè)計(jì)一個(gè)射頻電路中的功率放大器線性化方案，提高放大器的線性度和效率。15、設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的智能小車控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)小車的自動(dòng)避障、循跡和遠(yuǎn)程控制功能。16、利用數(shù)字邏輯電路設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字時(shí)鐘分頻器，將輸入時(shí)鐘信號(hào)分頻為不同頻率的輸出信號(hào)。17、設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)字圖像處理的目標(biāo)跟蹤系統(tǒng)，能夠在視頻中實(shí)時(shí)跟蹤特定目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)軌跡。18、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)，能夠根據(jù)不同的時(shí)間段和車流量自動(dòng)調(diào)整信號(hào)燈的時(shí)長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)智能化交通控制。19、設(shè)計(jì)一個(gè)基于Wi-Fi的無(wú)線視頻監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)視頻傳輸和遠(yuǎn)程控制，闡述系統(tǒng)組成和網(wǎng)絡(luò)配置。20、設(shè)計(jì)一個(gè)基于光電二極管的光強(qiáng)測(cè)量系統(tǒng)，能夠測(cè)量不同波長(zhǎng)的光強(qiáng)，精度達(dá)到0.1μW/cm2。21、設(shè)計(jì)一個(gè)太陽(yáng)能充電器電路，能夠?qū)⑻?yáng)能轉(zhuǎn)換為電能，為手機(jī)、平板電腦等設(shè)備充電，輸出電壓為5V。22、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電壓表高精度測(cè)量電路，能夠?qū)崿F(xiàn)更高精度的直流電壓測(cè)量，精度達(dá)到±0.01V。23、在動(dòng)態(tài)數(shù)組的實(shí)現(xiàn)中，當(dāng)數(shù)組容量不足時(shí)需要進(jìn)行擴(kuò)容。關(guān)于動(dòng)態(tài)數(shù)組的擴(kuò)容策略，以下描述哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.常見(jiàn)的擴(kuò)容策略是按照一定的比例增加數(shù)組的容量，如擴(kuò)大為原來(lái)的兩倍B.擴(kuò)容操作會(huì)涉及到數(shù)據(jù)的復(fù)制，可能會(huì)影響性能C.為了避免頻繁擴(kuò)容，可以在創(chuàng)建動(dòng)態(tài)數(shù)組時(shí)預(yù)留一定的額外空間D.擴(kuò)容操作的時(shí)間復(fù)雜度總是O(n)，其中n是數(shù)組中的元素?cái)?shù)量24、在排序算法中，冒泡排序是一種簡(jiǎn)單的排序方法。以下關(guān)于冒泡排序的說(shuō)法，不正確的是：（）A.冒泡排序通過(guò)反復(fù)比較相鄰元素并交換位置，將最大（或最小）元素逐步“浮”到數(shù)組的一端B.冒泡排序在最好情況下的時(shí)間復(fù)雜度為O(n)，在最壞情況下的時(shí)間復(fù)雜度為O(n^2)C.冒泡排序是一種穩(wěn)定的排序算法，即相同元素的相對(duì)順序在排序前后保持不變D.冒泡排序的空間復(fù)雜度較高，需要額外的大量存儲(chǔ)空間25、設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，工作頻率在ISM頻段，傳輸距離不小于100米，數(shù)據(jù)傳輸速率不低于1Mbps，說(shuō)明系統(tǒng)組成和關(guān)鍵技術(shù)。26、設(shè)計(jì)一個(gè)基于藍(lán)牙技術(shù)的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)短距離設(shè)備之間的數(shù)據(jù)通信，給出系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計(jì)。27、在一個(gè)社交網(wǎng)絡(luò)分析程序中，需要表示用戶之間的關(guān)注關(guān)系，并能夠快速地找出某個(gè)用戶的直接關(guān)注者和被關(guān)注者，以及計(jì)算用戶之間的最短路徑。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)最適合用于構(gòu)建這樣的社交網(wǎng)絡(luò)模型？（）A.鄰接矩陣，直觀表示節(jié)點(diǎn)之間的連接關(guān)系B.鄰接表，節(jié)省存儲(chǔ)空間并支持快速遍歷C.十字鏈表，便于雙向操作和動(dòng)態(tài)修改D.雙向鏈表，方便查找前后節(jié)點(diǎn)的關(guān)系28、設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的智能風(fēng)扇控制系統(tǒng)，能夠根據(jù)環(huán)境溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速。29、在排序算法的改進(jìn)和優(yōu)化中，常常結(jié)合多種算法的優(yōu)點(diǎn)。以下關(guān)于混合排序算法的敘述，錯(cuò)誤的是（）A.可以將快速排序和插入排序結(jié)合，在小規(guī)模數(shù)據(jù)時(shí)使用插入排序B.混合排序算法能夠在不同情況下發(fā)揮不同算法的優(yōu)勢(shì)，提高整體性能C.設(shè)計(jì)混合排序算法時(shí)，需要考慮不同算法之間的切換時(shí)機(jī)和條件D.混合排序算法一定比單一的排序算法性能更好30、設(shè)計(jì)一個(gè)基于模擬移相器的相位調(diào)節(jié)系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)輸入信號(hào)相位的連續(xù)調(diào)節(jié)。二、綜合題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）假設(shè)一個(gè)電商平臺(tái)要進(jìn)行促銷活動(dòng)，需要根據(jù)用戶的購(gòu)買歷史和瀏覽記錄為其推薦相關(guān)商品。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)用戶的行為數(shù)據(jù)，并實(shí)現(xiàn)推薦算法，能夠快速為用戶生成個(gè)性化的商品推薦列表。2、（本題5分）某機(jī)場(chǎng)的航班管理系統(tǒng)需要存儲(chǔ)航班的信息，如航班編號(hào)、出發(fā)地、目的地、起飛時(shí)間、降落時(shí)間、航班狀態(tài)等。系統(tǒng)要能夠快速查找特定航班、按照起飛時(shí)間對(duì)航班進(jìn)行排序、新增航班、修改航班信息、取消航班。請(qǐng)?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(píng)估。3、（本題5分）一個(gè)快遞公司的包裹跟蹤系統(tǒng)需要記錄包裹的單號(hào)、運(yùn)輸路徑、當(dāng)前位置和預(yù)計(jì)送達(dá)時(shí)間。設(shè)計(jì)合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)包裹狀態(tài)的實(shí)時(shí)查詢和跟蹤。4、（本題5分）一個(gè)在線心理咨詢平臺(tái)需要記錄咨詢者的問(wèn)題、咨詢師的回答和咨詢進(jìn)度。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)保護(hù)用戶隱私，并支持咨詢記錄的查詢和統(tǒng)計(jì)。5、（本題5分）某在線購(gòu)物網(wǎng)站的促銷活動(dòng)系統(tǒng)需要根據(jù)用戶的消費(fèi)記錄和行為，為用戶發(fā)放優(yōu)惠券。設(shè)計(jì)一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，實(shí)現(xiàn)優(yōu)惠券的精準(zhǔn)發(fā)放和管理。三、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）描述二叉樹(shù)的后序遍歷在二叉樹(shù)的計(jì)算節(jié)點(diǎn)高度、平衡檢查等操作中的應(yīng)用。2、（本題5分）解釋在一個(gè)具有n個(gè)頂點(diǎn)的圖中，如何使用深度優(yōu)先搜索找出所有的連通分量。3、（本題5分）在圖的存儲(chǔ)中，如何表示稀疏圖和稠密圖？各有哪些適用的算法？4、（本