南通科技職業(yè)學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)編程實(shí)踐》2023-2024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2頁(yè)，共2頁(yè)南通科技職業(yè)學(xué)院

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)編程實(shí)踐》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(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、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的高速數(shù)據(jù)加密系統(tǒng)，支持AES或RSA加密算法，給出硬件實(shí)現(xiàn)和性能分析。2、使用單片機(jī)設(shè)計(jì)一個(gè)水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，能夠檢測(cè)水中的酸堿度、溶解氧等參數(shù)，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)上傳數(shù)據(jù)。3、設(shè)計(jì)一個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中的衛(wèi)星軌道參數(shù)計(jì)算和預(yù)測(cè)模塊，分析軌道精度。4、設(shè)計(jì)一個(gè)基于計(jì)數(shù)器的定時(shí)器系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)定時(shí)啟動(dòng)、停止和定時(shí)時(shí)間的設(shè)定功能。5、哈希表的裝填因子越大，發(fā)生沖突的可能性就越大。假設(shè)一個(gè)哈希表的容量為10，當(dāng)前存儲(chǔ)了8個(gè)元素，裝填因子是多少？（）A.0.8B.0.2C.8D.26、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)、組織數(shù)據(jù)的方式。在研究數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)時(shí)，線性表是一種基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。以下關(guān)于線性表的描述，錯(cuò)誤的是（）A.線性表可以順序存儲(chǔ)，也可以鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)B.順序存儲(chǔ)的線性表可以隨機(jī)訪問(wèn)任意元素，時(shí)間復(fù)雜度為O(1)C.鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)的線性表在插入和刪除操作時(shí)，不需要移動(dòng)大量元素，效率較高D.線性表的長(zhǎng)度是固定的，不能動(dòng)態(tài)變化7、二叉搜索樹(shù)是一種特殊的二叉樹(shù)，其左子樹(shù)的所有節(jié)點(diǎn)值都小于根節(jié)點(diǎn)值，右子樹(shù)的所有節(jié)點(diǎn)值都大于根節(jié)點(diǎn)值。在對(duì)二叉搜索樹(shù)進(jìn)行中序遍歷時(shí)，得到的節(jié)點(diǎn)值序列是：（）A.無(wú)序的B.升序的C.降序的D.隨機(jī)的8、設(shè)計(jì)一個(gè)基于鎖相環(huán)的頻率合成器系統(tǒng)，能夠輸出頻率范圍為10MHz-1GHz，頻率分辨率為1Hz，相位噪聲小于-120dBc/Hz@1kHz偏移。9、設(shè)計(jì)一個(gè)基于STM8S的智能家電控制器，能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程控制和智能場(chǎng)景切換，給出硬件電路和通信協(xié)議。10、字符串的操作和處理在計(jì)算機(jī)編程中經(jīng)常遇到。對(duì)于字符串的匹配算法，以下描述哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.樸素的字符串匹配算法通過(guò)逐個(gè)字符比較來(lái)查找模式串在主串中的位置，時(shí)間復(fù)雜度較高B.KMP（Knuth-Morris-Pratt）算法通過(guò)利用已經(jīng)匹配的部分信息來(lái)提高匹配效率C.BM（Boyer-Moore）算法從右向左比較字符，在某些情況下性能優(yōu)于KMP算法D.所有的字符串匹配算法在最壞情況下的時(shí)間復(fù)雜度都是O(m*n)，其中m是模式串長(zhǎng)度，n是主串長(zhǎng)度11、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電視信號(hào)的傳輸系統(tǒng)，包括調(diào)制、編碼和發(fā)射模塊，滿足特定的傳輸標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量要求。12、設(shè)計(jì)一個(gè)基于模擬移相器和濾波器的相位補(bǔ)償系統(tǒng)，改善系統(tǒng)的相位特性。13、設(shè)計(jì)一個(gè)基于ZigBee的智能路燈節(jié)能系統(tǒng)，能夠根據(jù)道路上的行人和車(chē)輛情況自動(dòng)調(diào)節(jié)路燈亮度，實(shí)現(xiàn)節(jié)能效果。14、設(shè)計(jì)一個(gè)射頻電路中的功率放大器，工作在特定頻段，具有較高的輸出功率和效率，進(jìn)行穩(wěn)定性分析。15、設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)字圖像處理技術(shù)的車(chē)牌識(shí)別系統(tǒng)，能夠?qū)斎氲能?chē)輛圖像進(jìn)行車(chē)牌定位、字符分割和識(shí)別，闡述算法流程和實(shí)現(xiàn)方法。16、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）應(yīng)用電路，能夠?qū)崿F(xiàn)音頻信號(hào)的濾波、降噪等處理功能。17、設(shè)計(jì)一個(gè)基于運(yùn)放的求和放大器電路，能夠?qū)崿F(xiàn)多個(gè)輸入信號(hào)的求和運(yùn)算，增益可調(diào)。18、設(shè)計(jì)一個(gè)光控開(kāi)關(guān)電路，當(dāng)環(huán)境光照強(qiáng)度低于一定值時(shí)，自動(dòng)打開(kāi)照明設(shè)備，當(dāng)光照強(qiáng)度高于一定值時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉照明設(shè)備。19、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字頻率計(jì)自動(dòng)測(cè)量電路，能夠自動(dòng)測(cè)量輸入信號(hào)的頻率，并將測(cè)量結(jié)果顯示出來(lái)。20、在一個(gè)有向圖中，頂點(diǎn)表示城市，邊表示城市之間的道路，邊的權(quán)重表示道路的長(zhǎng)度。如果要使用迪杰斯特拉算法找到從源頂點(diǎn)到其他所有頂點(diǎn)的最短路徑，以下哪個(gè)步驟是算法的核心？（）A.每次選擇距離源頂點(diǎn)最近的未訪問(wèn)頂點(diǎn)B.從源頂點(diǎn)開(kāi)始依次訪問(wèn)所有頂點(diǎn)C.不斷更新頂點(diǎn)的距離值D.隨機(jī)選擇一個(gè)頂點(diǎn)作為起始點(diǎn)21、假設(shè)正在構(gòu)建一個(gè)基因序列分析工具，需要存儲(chǔ)大量的基因序列數(shù)據(jù)，并能夠快速地比較不同基因序列的相似性和差異性。在這種情況下，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最有助于提高分析效率的？（）A.后綴樹(shù)，用于高效的字符串匹配和比較B.前綴樹(shù)，快速查找基因序列的前綴C.二叉平衡樹(shù)，保持基因序列的有序存儲(chǔ)D.哈希圖，快速定位特定的基因序列22、考慮一個(gè)文件系統(tǒng)，需要有效地管理文件和目錄的結(jié)構(gòu)，支持快速的文件查找、創(chuàng)建和刪除操作。對(duì)于這樣的文件系統(tǒng)，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是核心的組成部分？（）A.目錄樹(shù)，組織文件和目錄的層次結(jié)構(gòu)B.鏈表，存儲(chǔ)文件的屬性信息C.棧，處理文件操作的順序D.隊(duì)列，管理文件的訪問(wèn)請(qǐng)求23、二叉樹(shù)的遍歷可以通過(guò)遞歸和非遞歸方式實(shí)現(xiàn)。對(duì)于中序遍歷，以下哪種非遞歸實(shí)現(xiàn)方式是常見(jiàn)的？（）A.使用棧來(lái)輔助B.使用隊(duì)列來(lái)輔助C.直接遍歷D.無(wú)法非遞歸實(shí)現(xiàn)24、在樹(shù)型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，二叉樹(shù)是一種重要的類(lèi)型。關(guān)于二叉樹(shù)的性質(zhì)，以下正確的是：（）A.一棵深度為k的滿二叉樹(shù)，其節(jié)點(diǎn)總數(shù)為2^k-1B.二叉樹(shù)的中序遍歷結(jié)果是節(jié)點(diǎn)值的升序排列（假設(shè)節(jié)點(diǎn)值為整數(shù)）C.任何一棵二叉樹(shù)，其葉子節(jié)點(diǎn)數(shù)一定等于度為2的節(jié)點(diǎn)數(shù)加1D.二叉樹(shù)的前序遍歷和后序遍歷結(jié)果一定不同25、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，假設(shè)我們需要存儲(chǔ)和操作一個(gè)公司員工的信息，包括員工編號(hào)、姓名、年齡、職位等。要求能夠快速地按照員工編號(hào)查找和修改員工信息。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)最適合？（）A.數(shù)組B.鏈表C.哈希表D.二叉搜索樹(shù)26、在一個(gè)哈希表中，解決沖突的方法有多種，以下哪種方法在處理沖突時(shí)可能會(huì)導(dǎo)致“二次聚集”現(xiàn)象？（）A.線性探測(cè)法B.鏈地址法C.再哈希法D.建立公共溢出區(qū)27、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字音頻編碼和解碼系統(tǒng)，采用特定的編碼算法，比較編碼前后的音頻質(zhì)量和數(shù)據(jù)壓縮率。28、運(yùn)用電子信息工程知識(shí)，設(shè)計(jì)一個(gè)汽車(chē)電子防盜系統(tǒng)，具備車(chē)輛定位、遠(yuǎn)程鎖車(chē)和報(bào)警等功能。29、運(yùn)用集成電路設(shè)計(jì)技術(shù)，設(shè)計(jì)一款低功耗的數(shù)字時(shí)鐘芯片，具備時(shí)分秒顯示、定時(shí)功能以及低電壓工作模式。30、設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的智能電表，能夠測(cè)量電能參數(shù)并進(jìn)行顯示和通信，給出電表的硬件電路和軟件程序。二、綜合題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）某在線論壇需要對(duì)帖子和回復(fù)進(jìn)行管理。帖子和回復(fù)以雙向鏈表的形式存儲(chǔ)。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)算法實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）按照發(fā)布時(shí)間順序輸出帖子和回復(fù)；（2）將熱門(mén)帖子置頂；（3）刪除某個(gè)違規(guī)的帖子或回復(fù)；（4）統(tǒng)計(jì)每個(gè)帖子的回復(fù)數(shù)量。分析算法的時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。2、（本題5分）某電商倉(cāng)庫(kù)的庫(kù)存管理系統(tǒng)需要存儲(chǔ)商品的庫(kù)存信息，包含商品編號(hào)、商品名稱(chēng)、庫(kù)存數(shù)量、進(jìn)貨價(jià)格、出貨價(jià)格等。系統(tǒng)要能夠快速查詢(xún)特定商品的庫(kù)存、按照庫(kù)存數(shù)量對(duì)商品進(jìn)行排序、進(jìn)行商品的入庫(kù)和出庫(kù)操作、修改商品的價(jià)格信息。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)合理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，并提供代碼實(shí)現(xiàn)以及性能評(píng)估。3、（本題5分）一個(gè)在線健身平臺(tái)需要管理用戶(hù)的健身計(jì)劃、運(yùn)動(dòng)記錄、飲食記錄和身體指標(biāo)等。設(shè)計(jì)一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)這些信息，支持健身計(jì)劃的制定和修改，運(yùn)動(dòng)和飲食記錄的錄入，身體指標(biāo)的測(cè)量和分析，并能夠根據(jù)用戶(hù)數(shù)據(jù)提供個(gè)性化的健身建議和目標(biāo)設(shè)定。4、（本題5分）某在線教育平臺(tái)需要對(duì)課程的章節(jié)內(nèi)容和學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度進(jìn)行管理。課程信息包括課程編號(hào)、章節(jié)標(biāo)題、內(nèi)容、學(xué)習(xí)進(jìn)度等，學(xué)生信息包括學(xué)生編號(hào)、學(xué)習(xí)的課程等。這些信息以塊狀鏈表的形式存儲(chǔ)。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)算法實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）查詢(xún)某個(gè)學(xué)生在某門(mén)課程中的學(xué)習(xí)進(jìn)度；（2）更新學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度；（3）按照學(xué)習(xí)進(jìn)度對(duì)學(xué)生進(jìn)行排序；（4）統(tǒng)計(jì)某門(mén)課程的學(xué)習(xí)完成率。分析算法的時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。5、（本題5分）在一個(gè)在線游戲中，玩家的角色信息需要被實(shí)時(shí)更新和存儲(chǔ)。角色信息包括角色I(xiàn)D、角色名、等級(jí)、經(jīng)驗(yàn)值、裝備列表、技能列表等。設(shè)計(jì)一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)這些角色數(shù)據(jù)，以便能夠快速查詢(xún)角色的詳細(xì)信息、按照等級(jí)進(jìn)行排序、更新角色的經(jīng)驗(yàn)值和裝備，并處理多個(gè)玩家同時(shí)進(jìn)行的操作。三、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）闡述如何在一個(gè)具有n個(gè)頂點(diǎn)的圖中，使用鄰接表存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)獲取頂點(diǎn)的度，并分析其時(shí)間復(fù)雜度。2、（本題5分）詳細(xì)闡述在一個(gè)具有n個(gè)元素的二叉樹(shù)中，如何進(jìn)行層次遍歷的非遞歸實(shí)現(xiàn)。3、（本題5分）詳細(xì)說(shuō)明如何在一個(gè)具有n個(gè)頂點(diǎn)的圖中，使用鄰接矩陣存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)判斷兩個(gè)頂點(diǎn)之間是否存在邊，并分析其時(shí)間復(fù)雜度。4、（本題5分）解釋圖的最小生成樹(shù)問(wèn)題的高級(jí)算法，