重慶第二師范學院《數據結構》2021-2022學年第一學期期末試卷

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頁重慶第二師范學院

《數據結構》2021-2022學年第一學期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個小題，每小題2分，共30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、在數據結構的性能評估中，以下關于時間復雜度和空間復雜度的說法，不正確的是：（）A.時間復雜度反映了算法執(zhí)行時間與輸入規(guī)模之間的關系B.空間復雜度反映了算法所需存儲空間與輸入規(guī)模之間的關系C.時間復雜度和空間復雜度越低越好，不需要考慮其他因素D.可以通過優(yōu)化算法來降低時間復雜度和空間復雜度2、插入排序在小規(guī)模數據時性能較好。以下關于插入排序的描述，正確的是（）A.對于近乎有序的數組，效率很高B.最壞情況下的時間復雜度為O(nlogn)C.平均情況下的時間復雜度為O(n^2)D.是一種空間復雜度較高的排序算法3、設計一個直流穩(wěn)壓電源，能夠輸出穩(wěn)定的直流電壓，具有過壓保護、過流保護等功能。4、在數據結構的應用中，圖算法有著廣泛的用途。假設我們正在使用圖算法解決問題。以下關于圖算法的描述，哪一項是不準確的？（）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）可以用于構建圖的最小代價連通子圖C.拓撲排序算法可以用于判斷一個有向圖是否存在環(huán)D.所有的圖算法的時間復雜度都相同，與圖的類型和規(guī)模無關5、在選擇數據結構時，需要考慮多種因素。以下關于數據結構選擇的描述，不準確的是：（）A.如果需要頻繁地在頭部和尾部進行插入和刪除操作，雙端隊列可能是一個合適的選擇B.當數據的查找操作遠多于插入和刪除操作，且數據量較大時，二叉搜索樹可能比鏈表更合適C.對于需要快速合并操作的場景，如多個有序序列的合并，優(yōu)先隊列可能是一個好的選擇D.數據結構的選擇只取決于操作的類型和頻率，不需要考慮數據的特點和規(guī)模6、設計一個數字圖像處理中圖像特征提取和分類系統(tǒng)，分析特征的有效性和分類準確率。7、堆是一種特殊的數據結構，常用于實現優(yōu)先隊列。以下關于堆的性質，正確的是：（）A.大根堆中，每個節(jié)點的值都大于或等于其孩子節(jié)點的值B.小根堆中，根節(jié)點的值一定是堆中最小的值C.堆可以用數組實現，通過特定的計算方式可以快速定位節(jié)點的父子關系D.對堆進行插入和刪除操作后，不需要重新調整堆的結構以保持其性質8、隊列也是一種特殊的線性表，與棧的操作原則不同。以下關于隊列的描述，錯誤的是：（）A.隊列遵循先進先出（FIFO）原則，即最先入隊的元素最先出隊B.環(huán)形隊列可以有效地解決順序隊列中假溢出的問題，提高存儲空間的利用率C.隊列在任務調度、消息傳遞、緩沖區(qū)管理等方面有重要作用D.隊列的插入和刪除操作只能在隊頭和隊尾進行，不能在隊列中間進行，且其操作效率總是低于棧9、運用集成電路工藝，設計一款用于航空航天的抗輻射數字集成電路，確保在惡劣環(huán)境下正常工作。10、設計一個音頻均衡器，能夠對音頻信號進行10段均衡調節(jié)，給出系統(tǒng)方案和濾波器參數計算。11、設計一個基于單片機的智能路燈控制系統(tǒng)，能夠根據環(huán)境光照強度自動調節(jié)路燈的亮度，實現節(jié)能控制。12、設計一個基于51單片機的智能安防系統(tǒng)，能夠檢測門窗的開關狀態(tài)、人體紅外信號，并通過GSM模塊發(fā)送報警短信。13、設計一個基于GPS的定位導航系統(tǒng)，能夠實時獲取位置信息并進行路徑規(guī)劃，提供系統(tǒng)的硬件選型和軟件實現方案。14、設計一個簡單的雷達測距系統(tǒng)，能夠測量目標物體的距離，并顯示測量結果，分析其測量精度和誤差來源。15、運用集成電路知識，設計一款用于智能手表的低功耗藍牙通信芯片，具備穩(wěn)定的連接和低能耗特性。二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）對于一個具有n個頂點的無向圖，如何使用深度優(yōu)先搜索算法找出所有的橋？2、（本題5分）深入分析在一個具有n個元素的順序表中，如何進行排序算法的性能比較和分析。3、（本題5分）解釋什么是哈夫曼編碼，并說明其在數據壓縮中的作用和優(yōu)勢。三、綜合題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）一個圖書館管理系統(tǒng)需要記錄大量的圖書信息，包括圖書編號、書名、作者、出版社、出版日期、館藏數量等。同時，系統(tǒng)要支持快速查找特定圖書、按照館藏數量進行排序、新增和刪除圖書記錄等操作。請選擇合適的數據結構來存儲圖書信息，并設計相應的算法和代碼來實現上述功能，同時分析時間和空間復雜度。2、（本題5分）一個物流配送中心需要對貨物的配送路徑進行規(guī)劃。配送地點以圖的形式表示，邊的權重表示兩地之間的距離。請設計算法實現以下功能：（1）使用迪杰斯特拉算法找到從起點到終點的最短路徑；（2）判斷圖中是否存在負權邊，如果有，如何處理；（3）使用弗洛伊德算法計算所有點對之間的最短路徑；（4）如果新增一個配送地點，如何更新最短路徑。分析算法的時間復雜度和空間復雜度。3、（本題5分）一個在線教育平臺需要對學生的學習成績、課程選擇和學習進度進行管理。設計數據結構來存儲這些信息，以便能夠快速地查詢學生的學習情況、分析課程的受歡迎程度，并為學生推薦合適的課程。4、（本題5分）某物流倉庫需要對貨物的存儲位置和出入庫記錄進行管理。貨物信息和位置以圖的鄰接矩陣形式存儲。請設計算法實現以下功能：（1）查找某類貨物的存儲位置；（2）記錄貨物的出入庫時間和數量；（3）當倉庫布局調整時，更新貨物的存儲位置；（4）統(tǒng)計某種貨物在一段時間內的出入庫總量。分析算法的時間復雜度和空間復雜度。5、（本題5分）一個健身房管理系統(tǒng)需要記錄會員的信息、鍛煉計劃、課程預約和消費記錄。設計數據結構來優(yōu)化會員管理和服務提供。四、設計題（本大題共3個小題，共30