西南交通大學(xué)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法》2023-2024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)西南交通大學(xué)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法》

2023-2024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15個(gè)小題，每小題2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、在圖的存儲(chǔ)中，鄰接多重表常用于無(wú)向圖的存儲(chǔ)。以下關(guān)于鄰接多重表的優(yōu)點(diǎn)，描述錯(cuò)誤的是（）A.便于刪除和插入邊B.節(jié)省存儲(chǔ)空間C.便于判斷兩個(gè)頂點(diǎn)之間是否有邊D.對(duì)有向圖的存儲(chǔ)效果更好2、利用數(shù)字電路技術(shù)，設(shè)計(jì)一個(gè)智能停車(chē)場(chǎng)管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)車(chē)輛的自動(dòng)識(shí)別、車(chē)位引導(dǎo)和收費(fèi)管理。3、設(shè)計(jì)一個(gè)基于藍(lán)牙技術(shù)的無(wú)線耳機(jī)音頻傳輸系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)高質(zhì)量的音頻傳輸和穩(wěn)定的連接。4、歸并排序是一種基于分治思想的排序算法。對(duì)于歸并排序的描述，不正確的是（）A.歸并排序?qū)⒋判蛐蛄胁粩喾殖蓛砂?，然后合并B.歸并排序在最壞、最好和平均情況下的時(shí)間復(fù)雜度均為O(nlogn)C.歸并排序需要額外的存儲(chǔ)空間來(lái)輔助排序D.歸并排序是一種不穩(wěn)定的排序算法5、設(shè)計(jì)一個(gè)集成電路測(cè)試中的功能測(cè)試向量生成方案，提高測(cè)試覆蓋率和準(zhǔn)確性。6、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字圖像處理中的目標(biāo)檢測(cè)系統(tǒng)，能夠準(zhǔn)確檢測(cè)出特定目標(biāo)，分析檢測(cè)的準(zhǔn)確率和實(shí)時(shí)性。7、棧是一種特殊的線性表，遵循特定的操作原則。以下關(guān)于棧的描述，錯(cuò)誤的是（）A.棧的操作遵循后進(jìn)先出（LIFO）原則B.入棧和出棧操作的時(shí)間復(fù)雜度都為O(1)C.?？梢杂脭?shù)組或鏈表來(lái)實(shí)現(xiàn)D.棧只能用于實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的數(shù)值計(jì)算，不能用于復(fù)雜的算法8、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字溫度計(jì)，采用DS18B20溫度傳感器，能夠通過(guò)液晶顯示屏顯示溫度值，說(shuō)明硬件連接和軟件編程。9、設(shè)計(jì)一個(gè)基于光電編碼器的工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)位置檢測(cè)系統(tǒng)，精度達(dá)到0.01°。10、設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）的音頻均衡器，能夠?qū)Σ煌l段的音頻信號(hào)進(jìn)行增益調(diào)節(jié)。11、設(shè)計(jì)一個(gè)通信系統(tǒng)信道編碼的性能評(píng)估方案，包括不同編碼方式的誤碼率測(cè)試和糾錯(cuò)能力分析。12、設(shè)計(jì)一個(gè)基于DSP的音頻特效處理系統(tǒng)，如混響、回聲等，給出算法流程和效果展示。13、假設(shè)要對(duì)一組整數(shù)進(jìn)行排序，這些整數(shù)的范圍較小（例如0到100），并且數(shù)據(jù)量較大。以下哪種排序算法在這種情況下可能表現(xiàn)最佳？（）A.冒泡排序B.插入排序C.快速排序D.計(jì)數(shù)排序14、設(shè)計(jì)一個(gè)音頻均衡器電路，能夠?qū)Σ煌l段的音頻信號(hào)進(jìn)行獨(dú)立調(diào)節(jié)，給出電路結(jié)構(gòu)和參數(shù)計(jì)算。15、設(shè)計(jì)一個(gè)太陽(yáng)能熱水器控制器節(jié)能優(yōu)化電路，能夠根據(jù)天氣情況和用戶需求自動(dòng)優(yōu)化熱水器的工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能優(yōu)化。二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）什么是二叉搜索樹(shù)的插入操作的自平衡版本？有哪些常見(jiàn)的自平衡二叉搜索樹(shù)？2、（本題5分）解釋什么是桶排序數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，說(shuō)明其原理和應(yīng)用場(chǎng)景，并闡述如何進(jìn)行排序操作。3、（本題5分）解釋如何在一個(gè)具有n個(gè)頂點(diǎn)的有向圖中，使用拓?fù)渑判蛩惴ㄅ袛嗍欠翊嬖谟邢颦h(huán)，并分析其時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。三、綜合題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）一個(gè)物流配送中心需要對(duì)貨物的配送路徑進(jìn)行規(guī)劃。配送地點(diǎn)以圖的形式表示，邊的權(quán)重表示兩地之間的距離。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)算法實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）使用迪杰斯特拉算法找到從起點(diǎn)到終點(diǎn)的最短路徑；（2）判斷圖中是否存在負(fù)權(quán)邊，如果有，如何處理；（3）使用弗洛伊德算法計(jì)算所有點(diǎn)對(duì)之間的最短路徑；（4）如果新增一個(gè)配送地點(diǎn)，如何更新最短路徑。分析算法的時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。2、（本題5分）一個(gè)在線游戲需要對(duì)玩家的游戲數(shù)據(jù)（如得分、等級(jí)、游戲時(shí)間等）進(jìn)行實(shí)時(shí)排序和更新。考慮使用平衡二叉排序樹(shù)來(lái)存儲(chǔ)這些數(shù)據(jù)。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)算法實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）插入一個(gè)新玩家的數(shù)據(jù)；（2）刪除一個(gè)指定玩家的數(shù)據(jù)；（3）根據(jù)得分對(duì)玩家進(jìn)行降序排序；（4）更新某個(gè)玩家的游戲時(shí)間。分析算法的時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。3、（本題5分）一個(gè)在線訂餐系統(tǒng)需要處理餐廳的菜單信息、用戶訂單、配送地址和支付狀態(tài)。設(shè)計(jì)合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，實(shí)現(xiàn)訂單的快速處理和配送優(yōu)化。4、（本題5分）某社交網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)需要存儲(chǔ)用戶之間的好友關(guān)系，并能夠快速地查詢(xún)某個(gè)用戶的好友列表、共同好友以及二度好友。請(qǐng)選擇合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并設(shè)計(jì)相應(yīng)的算法來(lái)實(shí)現(xiàn)這些功能。5、（本題5分）一家物流公司的配送中心需要管理貨物的配送信息，包括配送單號(hào)、貨物信息、收件人信息、配送員信息、配送狀態(tài)、預(yù)計(jì)送達(dá)時(shí)間等。設(shè)計(jì)合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)配送數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)配送信息的快速查詢(xún)、狀態(tài)更新、人員調(diào)度，并統(tǒng)計(jì)按時(shí)送達(dá)率。四、設(shè)計(jì)題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）設(shè)計(jì)一個(gè)哈希表程序，支持不同類(lèi)型的數(shù)據(jù)作為鍵值對(duì)，處理哈希沖突并展示插