石家莊幼兒師范高等?？茖W(xué)?！稊?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)W》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁石家莊幼兒師范高等?？茖W(xué)?！稊?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)W》

2023-2024學(xué)年第一學(xué)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(gè)小題，每小題1分，共15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、想象一個(gè)需要存儲(chǔ)和操作幾何圖形（如點(diǎn)、線、面）的系統(tǒng)，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最適合的？（）A.空間索引（如R-tree），能夠高效地處理空間數(shù)據(jù)B.鏈表，對于復(fù)雜的幾何關(guān)系處理不便C.數(shù)組，存儲(chǔ)固定數(shù)量的幾何對象，不靈活D.棧，不適合存儲(chǔ)和操作幾何圖形2、設(shè)計(jì)一個(gè)基于藍(lán)牙和傳感器的智能環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，監(jiān)測溫度、濕度、光照等環(huán)境參數(shù)。3、歸并排序是一種基于分治思想的排序算法。對于歸并排序的過程和特點(diǎn)，以下描述哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.歸并排序?qū)?shù)組不斷地分成兩半，分別進(jìn)行排序，然后將排序好的兩部分合并起來B.歸并排序在任何情況下的時(shí)間復(fù)雜度均為O(nlogn)，空間復(fù)雜度為O(n)C.歸并排序是一種穩(wěn)定的排序算法，能夠保持相同元素的相對順序D.歸并排序在處理大規(guī)模數(shù)據(jù)時(shí)，性能不如快速排序和冒泡排序4、圖在實(shí)際應(yīng)用中有著多種用途。以下關(guān)于圖的應(yīng)用場景的描述，錯(cuò)誤的是：（）A.圖可以用于表示社交網(wǎng)絡(luò)中的人際關(guān)系B.圖可以用于交通網(wǎng)絡(luò)的路徑規(guī)劃C.圖可以用于表示計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的連接關(guān)系D.圖只能用于表示簡單的線性關(guān)系5、在一個(gè)長度為n的順序表中，刪除第i個(gè)元素（1<=i<=n），需要移動(dòng)的元素個(gè)數(shù)為（）A.iB.n-iC.n-i+1D.n-i-16、采用模擬電子技術(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)電壓基準(zhǔn)源，提供穩(wěn)定的參考電壓，具有低溫度系數(shù)和高電源抑制比。7、設(shè)計(jì)一個(gè)基于DSP的數(shù)字濾波器，能夠?qū)σ纛l信號進(jìn)行低通濾波，截止頻率為2kHz，給出算法實(shí)現(xiàn)和代碼優(yōu)化。8、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的高速數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)快速的數(shù)據(jù)寫入和讀取，給出硬件設(shè)計(jì)和存儲(chǔ)性能測試。9、設(shè)計(jì)一個(gè)基于DSP的數(shù)字音頻均衡器，能夠?qū)崿F(xiàn)10段以上的均衡調(diào)節(jié)，給出算法實(shí)現(xiàn)和性能優(yōu)化。10、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的排序算法中，歸并排序是一種穩(wěn)定的排序方法。假設(shè)我們正在使用歸并排序?qū)?shù)組進(jìn)行排序。以下關(guān)于歸并排序的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.歸并排序的基本思想是將數(shù)組分成兩半，分別排序后再合并B.歸并排序的時(shí)間復(fù)雜度在任何情況下都是O(nlogn)C.歸并排序在合并過程中需要額外的輔助空間，其空間復(fù)雜度為O(n)D.歸并排序是一種原地排序算法，不需要額外的存儲(chǔ)空間11、在二叉搜索樹中，左子樹的所有節(jié)點(diǎn)值都小于根節(jié)點(diǎn)值，右子樹的所有節(jié)點(diǎn)值都大于根節(jié)點(diǎn)值。假設(shè)存在一個(gè)二叉搜索樹，插入一系列值：50、30、70、20、40、60、80。在插入這些值后，要查找值為60的節(jié)點(diǎn)，以下哪種查找路徑是正確的？（）A.50-70-60B.50-30-40-60C.50-70-80-60D.50-30-20-6012、想象一個(gè)游戲中的怪物刷新系統(tǒng)，怪物需要在不同的地點(diǎn)按照一定的時(shí)間間隔刷新。需要一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來管理怪物的刷新時(shí)間和地點(diǎn)信息，并能夠快速判斷下一個(gè)即將刷新的怪物。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能最合適？（）A.堆，特別是最小堆，能夠快速獲取最小的刷新時(shí)間B.鏈表，便于插入和刪除，但查找最小時(shí)間效率低C.數(shù)組，存儲(chǔ)固定數(shù)量的怪物信息，不便于動(dòng)態(tài)管理刷新D.樹，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對于簡單的刷新管理可能過于復(fù)雜13、設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的鋰電池充電管理系統(tǒng)，能夠?qū)︿囯姵剡M(jìn)行恒流恒壓充電，充電終止電壓為4.2V，充電電流可調(diào)節(jié)。14、設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的無線遙控系統(tǒng)，控制距離不小于50米，能夠?qū)崿F(xiàn)對多個(gè)設(shè)備的開關(guān)控制，說明系統(tǒng)組成和編碼方式。15、運(yùn)用數(shù)字信號處理技術(shù)，設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字音頻均衡器，用戶可以根據(jù)自己的喜好調(diào)整不同頻段的音量。二、簡答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）詳細(xì)闡述在具有n個(gè)元素的循環(huán)隊(duì)列中，如何判斷隊(duì)列是否已滿和是否為空，并給出具體的實(shí)現(xiàn)方法和代碼。2、（本題5分）論述如何使用貪心算法解決背包問題的不同變種。3、（本題5分）論述在字符串匹配中，BF算法和KMP算法的原理和實(shí)現(xiàn)步驟，比較它們的效率。4、（本題5分）簡述哈希表的性能優(yōu)化方法，包括哈希函數(shù)的改進(jìn)、處理哈希沖突的策略調(diào)整等。三、綜合題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）某機(jī)場的航班管理系統(tǒng)需要存儲(chǔ)航班的信息，如航班編號、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)間對航班進(jìn)行排序、新增航班、修改航班信息、取消航班。請?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)和性能評估。2、（本題5分）某醫(yī)院的病歷管理系統(tǒng)需要存儲(chǔ)患者的病歷信息，包含患者編號、姓名、性別、年齡、病癥、診斷結(jié)果、治療方案等。系統(tǒng)要支持快速檢索特定患者的病歷、按照病癥的嚴(yán)重程度對病歷進(jìn)行排序、添加新的病歷、刪除舊病歷以及更新病歷內(nèi)容。請選擇恰當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并詳細(xì)說明如何實(shí)現(xiàn)這些功能，包括算法思路和代碼實(shí)現(xiàn)，以及性能評估。3、（本題5分）一個(gè)快遞物流跟蹤系統(tǒng)需要存儲(chǔ)快遞單號、發(fā)件人、收件人、收件地址、當(dāng)前位置、預(yù)計(jì)到達(dá)時(shí)間等信息。系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)快速查找特定快遞單號的信息、按照預(yù)計(jì)到達(dá)時(shí)間對快遞進(jìn)行排序、新增快遞單號、更新快遞的當(dāng)前位置。請確定合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并詳細(xì)描述算法和代碼實(shí)現(xiàn)，同時(shí)考慮性能優(yōu)化。4、（本題5分）一個(gè)電商網(wǎng)站的商品評論管理系統(tǒng)需要存儲(chǔ)商品評論信息，包括評論編號、商品編號、評論內(nèi)容、評論者、評論時(shí)間等。系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)快速查找特定商品的評論、按照評論時(shí)間對評論進(jìn)行排序、新增評論、刪除不良評論。請確定合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并詳細(xì)闡述算法和代碼實(shí)現(xiàn)，同時(shí)討論性能優(yōu)化策略。5、（本題5分）某公司的會(huì)議安排管理系統(tǒng)需要存儲(chǔ)會(huì)議的信息，如會(huì)議編號、會(huì)議主題、會(huì)議時(shí)間、參會(huì)人員、會(huì)議室編號等。系統(tǒng)要能夠快速查找特定會(huì)議、按照會(huì)議時(shí)間對會(huì)議進(jìn)行排序、新增會(huì)議安排、修改會(huì)議信息、取消會(huì)議。請?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)和性能分析。四、設(shè)計(jì)題（本大題共4個(gè)小題，共40分)1、（本題10分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，使用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲(chǔ)一個(gè)電商平臺(tái)的用戶