瓊臺(tái)師范學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁(yè)，共3頁(yè)瓊臺(tái)師范學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法》

2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共20個(gè)小題，每小題1分，共20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)數(shù)據(jù)壓縮算法中，需要構(gòu)建一個(gè)頻率表來(lái)統(tǒng)計(jì)字符出現(xiàn)的頻率。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)最適合存儲(chǔ)字符及其頻率信息？（）A.二叉樹，根據(jù)頻率構(gòu)建B.哈希表，快速查找字符頻率C.棧，按順序存儲(chǔ)頻率D.隊(duì)列，先進(jìn)先出處理字符2、快速排序是一種高效的排序算法。對(duì)于快速排序的性能和特點(diǎn)，以下描述哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.快速排序通過(guò)選擇一個(gè)基準(zhǔn)元素，將數(shù)組分為小于基準(zhǔn)和大于基準(zhǔn)的兩部分，然后對(duì)這兩部分分別進(jìn)行排序B.快速排序在平均情況下的時(shí)間復(fù)雜度為O(nlogn)，最壞情況下的時(shí)間復(fù)雜度為O(n^2)C.快速排序是一種不穩(wěn)定的排序算法，可能會(huì)改變相同元素的相對(duì)順序D.快速排序的空間復(fù)雜度主要取決于遞歸調(diào)用的棧空間，最壞情況下為O(n)3、設(shè)計(jì)一個(gè)基于ARMCortex-M系列的低功耗手持設(shè)備，實(shí)現(xiàn)特定的功能如計(jì)步、心率監(jiān)測(cè)等，描述設(shè)備的硬件選型和軟件優(yōu)化。4、設(shè)計(jì)一個(gè)基于模擬比較器和定時(shí)器的脈沖寬度測(cè)量系統(tǒng)，能夠測(cè)量脈沖的寬度。5、設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)字邏輯的交通燈倒計(jì)時(shí)顯示系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)顯示每個(gè)信號(hào)燈的剩余時(shí)間。6、基于通信中的頻譜資源管理技術(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)動(dòng)態(tài)頻譜分配系統(tǒng)，提高頻譜利用率。7、設(shè)計(jì)一個(gè)基于LTC3862的降壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器，輸入電壓為12V，輸出電壓為5V/3A，給出電路設(shè)計(jì)和效率分析。8、設(shè)計(jì)一個(gè)基于藍(lán)牙低能耗（BLE）技術(shù)的健康監(jiān)測(cè)設(shè)備，能夠采集人體生理參數(shù)（如心率、血壓等）并傳輸?shù)绞謾C(jī)端。9、設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的智能門鎖系統(tǒng)，支持密碼、指紋、刷卡等多種開鎖方式，并具有報(bào)警功能。10、設(shè)計(jì)一個(gè)4G通信模塊的接口電路，能夠?qū)崿F(xiàn)與微處理器的通信，詳細(xì)說(shuō)明硬件連接和通信協(xié)議。11、設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的溫度監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)采集環(huán)境溫度，當(dāng)溫度超過(guò)設(shè)定閾值時(shí)，啟動(dòng)相應(yīng)的降溫或升溫設(shè)備。12、設(shè)計(jì)一個(gè)基于ADC的溫度測(cè)量系統(tǒng)，測(cè)量范圍為-50℃-150℃，精度為0.1℃，通過(guò)液晶顯示屏顯示測(cè)量結(jié)果。13、根據(jù)傳感器技術(shù)，設(shè)計(jì)一個(gè)用于農(nóng)業(yè)的土壤濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)土壤濕度并自動(dòng)控制灌溉設(shè)備。14、利用射頻技術(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)無(wú)線充電器，能夠?yàn)樘囟ㄔO(shè)備進(jìn)行高效的無(wú)線充電，分析充電效率和安全性。15、二分查找是一種在有序數(shù)組中進(jìn)行查找的高效算法。對(duì)于一個(gè)包含n個(gè)元素的有序數(shù)組，二分查找的最壞時(shí)間復(fù)雜度為：（）A.O(n)B.O(nlogn)C.O(logn)D.O(1)16、設(shè)計(jì)一個(gè)基于PLC的自動(dòng)化灌溉系統(tǒng)，能夠根據(jù)土壤濕度自動(dòng)控制灌溉設(shè)備的啟停。17、設(shè)計(jì)一個(gè)基于藍(lán)牙模塊的智能血糖儀，能夠測(cè)量血糖值，并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)绞謾C(jī)APP進(jìn)行記錄和分析。18、在一個(gè)分布式系統(tǒng)中，多個(gè)節(jié)點(diǎn)需要共享和同步數(shù)據(jù)，同時(shí)要處理數(shù)據(jù)的沖突和一致性問(wèn)題。為了實(shí)現(xiàn)高效的數(shù)據(jù)共享和一致性維護(hù)，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和技術(shù)可能是最關(guān)鍵的？（）A.分布式哈希表和一致性哈希算法B.分布式鏈表和鎖機(jī)制C.分布式隊(duì)列和消息傳遞D.分布式棧和版本控制19、利用數(shù)字電路技術(shù)，設(shè)計(jì)一個(gè)自動(dòng)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。20、假設(shè)正在實(shí)現(xiàn)一個(gè)緩存系統(tǒng)，需要存儲(chǔ)最近訪問(wèn)過(guò)的數(shù)據(jù)，當(dāng)緩存滿時(shí)刪除最久未使用的數(shù)據(jù)。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和策略可以用于實(shí)現(xiàn)這個(gè)緩存？（）A.隊(duì)列，先進(jìn)先出刪除數(shù)據(jù)B.棧，后進(jìn)先出刪除數(shù)據(jù)C.鏈表結(jié)合LRU（最近最少使用）策略D.數(shù)組，隨機(jī)刪除數(shù)據(jù)二、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）詳細(xì)說(shuō)明在一個(gè)具有n個(gè)頂點(diǎn)和e條邊的帶權(quán)無(wú)向圖中，如何使用克魯斯卡爾算法構(gòu)造最小生成樹，并分析算法的時(shí)間復(fù)雜度。2、（本題5分）論述在哈希表中，當(dāng)沖突發(fā)生時(shí)，如何選擇合適的沖突解決方法以提高性能。3、（本題5分）深入分析在一個(gè)具有n個(gè)元素的順序表中，如何進(jìn)行歸并排序，并分析其空間復(fù)雜度。4、（本題5分）詳細(xì)說(shuō)明在圖的存儲(chǔ)中，如何處理帶有多重邊和自環(huán)的情況。5、（本題5分）解釋如何判斷一個(gè)二叉樹是否為對(duì)稱二叉樹，給出算法步驟和代碼實(shí)現(xiàn)。三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)算法，利用二叉搜索樹存儲(chǔ)員工的工作任務(wù)信息，能夠快速查找特定任務(wù)的完成情況。2、（本題5分）使用鏈表實(shí)現(xiàn)一個(gè)棧結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)相應(yīng)的入棧、出棧和獲取棧大小的函數(shù)，并進(jìn)行功能測(cè)試。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)算法，利用堆結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì)一組數(shù)據(jù)進(jìn)行排序，并輸出排序后的結(jié)果。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，在有序鏈表中查找兩個(gè)節(jié)點(diǎn)值之和等于給定值的節(jié)點(diǎn)對(duì)，輸出節(jié)點(diǎn)對(duì)。5、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，模擬實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的文件系統(tǒng)，使用樹結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)文件和目錄，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)建、刪除、查找等操作。四、綜合題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）一個(gè)在線游戲的排行榜系統(tǒng)需要記錄玩家的得分和排名信息。玩家信息包括玩家ID、得分、排名。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)排行榜的實(shí)時(shí)更新，能夠快速查詢玩家的排名、計(jì)算排名變化，并支持新玩家的加入和舊玩家的退出。2、（本題10分）某在線招聘平臺(tái)需要管理企業(yè)的招聘信息、求職者簡(jiǎn)歷和面試安排。設(shè)計(jì)合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，實(shí)現(xiàn)高效的人才