四川外國語大學(xué)成都學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法分析》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號(hào)學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號(hào)…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第2頁，共2頁四川外國語大學(xué)成都學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法分析》

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、設(shè)計(jì)一個(gè)基于運(yùn)算放大器的電流源電路，輸出電流穩(wěn)定，精度高，可調(diào)節(jié)范圍寬。2、設(shè)計(jì)一個(gè)基于藍(lán)牙5.0的低功耗無線傳感器節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)環(huán)境數(shù)據(jù)的采集和傳輸，描述節(jié)點(diǎn)的硬件設(shè)計(jì)和功耗優(yōu)化措施。3、設(shè)計(jì)一個(gè)基于ZigBee技術(shù)的智能工廠環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測溫度、濕度、粉塵濃度等環(huán)境參數(shù)。4、使用單片機(jī)設(shè)計(jì)一個(gè)智能溫度控制系統(tǒng)，能夠根據(jù)設(shè)定溫度自動(dòng)控制加熱或制冷設(shè)備，保證環(huán)境溫度穩(wěn)定在一定范圍內(nèi)。5、在排序算法的穩(wěn)定性方面，插入排序是一種穩(wěn)定的排序算法。這意味著在排序過程中（）A.相同元素的相對(duì)順序不會(huì)改變B.排序速度較快C.不需要額外的存儲(chǔ)空間D.以上都不是6、設(shè)計(jì)一個(gè)可編程邏輯器件（PLD）實(shí)現(xiàn)的簡單數(shù)字邏輯功能，如加法器、計(jì)數(shù)器等，進(jìn)行功能驗(yàn)證和性能評(píng)估。7、設(shè)計(jì)一個(gè)基于加速度傳感器的振動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)，能夠監(jiān)測設(shè)備的振動(dòng)情況，并進(jìn)行故障預(yù)警。8、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?？臻g，最壞情況下為O(n)9、考慮到一個(gè)文件系統(tǒng)的目錄結(jié)構(gòu)管理，需要快速查找、插入和刪除文件和文件夾，并能夠方便地遍歷整個(gè)目錄層次。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)適合用于實(shí)現(xiàn)文件系統(tǒng)的目錄結(jié)構(gòu)？（）A.三叉樹B.四叉樹C.N叉樹D.線段樹10、考慮到一個(gè)圖像識(shí)別系統(tǒng)，需要對(duì)圖像中的像素進(jìn)行快速的鄰域訪問和操作，以檢測圖像的特征。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以有效地支持這種鄰域操作？（）A.二維數(shù)組B.十字鏈表C.鄰接表D.矩陣11、設(shè)計(jì)一個(gè)基于藍(lán)牙技術(shù)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，能夠采集環(huán)境溫度、濕度和光照等信息，并將數(shù)據(jù)發(fā)送到手機(jī)終端，說明節(jié)點(diǎn)的硬件設(shè)計(jì)和軟件流程。12、設(shè)計(jì)一個(gè)基于模擬比較器和定時(shí)器的脈沖寬度測量系統(tǒng)，能夠測量脈沖的寬度。13、設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的電子秤系統(tǒng)，能夠測量0-10kg的物體重量，精度達(dá)到1g。14、設(shè)計(jì)一個(gè)基于藍(lán)牙Mesh網(wǎng)絡(luò)的智能照明系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)群組控制和場景設(shè)置，說明系統(tǒng)組成和網(wǎng)絡(luò)配置。15、設(shè)計(jì)一個(gè)基于PLC的污水處理控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)污水處理過程中的液位、流量、水質(zhì)等參數(shù)的監(jiān)測和控制。16、設(shè)計(jì)一個(gè)基于鎖相環(huán)（PLL）的頻率合成器，輸出頻率范圍為100kHz至1GHz，頻率分辨率小于1kHz，給出電路結(jié)構(gòu)和參數(shù)計(jì)算過程。17、利用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，設(shè)計(jì)一個(gè)語音識(shí)別系統(tǒng)，能夠準(zhǔn)確識(shí)別特定的語音指令并執(zhí)行相應(yīng)的操作。18、運(yùn)用通信網(wǎng)絡(luò)原理，設(shè)計(jì)一個(gè)企業(yè)數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)布線方案，確保高速、可靠的數(shù)據(jù)傳輸。19、設(shè)計(jì)一個(gè)程控濾波器，中心頻率和帶寬可程控調(diào)節(jié)，給出電路實(shí)現(xiàn)和控制方法。20、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)過程中，實(shí)踐和實(shí)驗(yàn)是加深理解的重要手段。以下關(guān)于實(shí)踐和實(shí)驗(yàn)的描述，錯(cuò)誤的是：（）A.通過實(shí)際編寫代碼實(shí)現(xiàn)各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，可以更好地掌握其原理和細(xì)節(jié)B.進(jìn)行性能測試和對(duì)比實(shí)驗(yàn)，能夠直觀地了解不同數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法在不同情況下的表現(xiàn)C.在實(shí)踐中遇到問題和錯(cuò)誤，可以幫助發(fā)現(xiàn)自己的理解誤區(qū)，進(jìn)一步提高能力D.理論學(xué)習(xí)已經(jīng)足夠，實(shí)踐和實(shí)驗(yàn)只是浪費(fèi)時(shí)間，對(duì)掌握數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)沒有幫助二、簡答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）解釋如何對(duì)一個(gè)鏈表進(jìn)行排序，選擇合適的排序算法（如歸并排序）給出算法步驟和實(shí)現(xiàn)代碼，并分析其時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。2、（本題5分）論述AVL樹的刪除操作中可能出現(xiàn)的四種情況及相應(yīng)的調(diào)整策略。3、（本題5分）在一個(gè)具有n個(gè)元素的雙向鏈表中，如何高效地刪除所有值為特定值的節(jié)點(diǎn)，分析其時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。4、（本題5分）闡述如何在一個(gè)鏈表中實(shí)現(xiàn)快速選擇的并行算法，給出算法步驟和實(shí)現(xiàn)代碼，并分析其性能提升和資源消耗。5、（本題5分）簡述哈希表的哈希沖突解決方法中鏈地址法的優(yōu)化策略及適用場景。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)程序，利用線段樹和字典樹的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對(duì)多語言文本的快速檢索和統(tǒng)計(jì)。2、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，利用后綴樹結(jié)構(gòu)快速查找文本中某個(gè)子串的所有出現(xiàn)位置。3、（本題5分）使用鏈表和Prim算法，設(shè)計(jì)一個(gè)程序，為一個(gè)物流配送中心規(guī)劃最優(yōu)的貨物配送路線。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，使用迪杰斯特拉算法求解給定有向圖中某一頂點(diǎn)到其他頂點(diǎn)的最短路徑，并輸出路徑和距離。5、（本題5分）以哈希表為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)一個(gè)在線教育平臺(tái)課程評(píng)價(jià)統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)，能夠快速統(tǒng)計(jì)課程的好評(píng)率和差評(píng)率。四、綜合題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）一個(gè)電商網(wǎng)站的推薦系統(tǒng)需要根據(jù)用戶的瀏覽歷史和購買行為為用戶推薦相關(guān)商品。用戶的行為數(shù)據(jù)以字符串的形式存儲(chǔ)，使用后綴樹來處理這些數(shù)據(jù)。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)算法實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）查找具有相似瀏覽歷史的用戶；（2）根據(jù)用戶的當(dāng)前瀏覽行為預(yù)測可能感興趣的商品；（3）更新用戶的行為數(shù)據(jù)；（4）處理大量用戶數(shù)據(jù)時(shí)，如何優(yōu)化后綴樹的性能。分析算法的時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。2、（本題10分）某電商平臺(tái)的庫存管理系統(tǒng)需要實(shí)時(shí)監(jiān)控商品庫存數(shù)量，當(dāng)庫存低于閾值時(shí)自動(dòng)補(bǔ)貨。設(shè)計(jì)合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，實(shí)現(xiàn)庫存的準(zhǔn)確管理和及時(shí)補(bǔ)貨。3、（本題10分）某社交網(wǎng)絡(luò)的消息推送系統(tǒng)需要對(duì)用戶的消息進(jìn)行管理。消息包括發(fā)送者