新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院三全學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)Ⅲ》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

站名：站名：年級(jí)專業(yè)：姓名：學(xué)號(hào)：凡年級(jí)專業(yè)、姓名、學(xué)號(hào)錯(cuò)寫、漏寫或字跡不清者，成績(jī)按零分記。…………密………………封………………線…………第1頁(yè)，共1頁(yè)新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院三全學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)Ⅲ》

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、在處理復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)時(shí)，可能會(huì)用到一些高級(jí)的技術(shù)和概念。以下關(guān)于高級(jí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)技術(shù)的描述，錯(cuò)誤的是：（）A.并查集是一種用于處理集合合并和查詢的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，常用于解決連通性問(wèn)題B.線段樹(shù)可以用于高效地處理區(qū)間查詢和更新操作，例如求區(qū)間和、區(qū)間最大值等C.字典樹(shù)（Trie樹(shù)）適用于字符串的存儲(chǔ)和查找，能夠快速判斷一個(gè)字符串是否存在D.高級(jí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)技術(shù)通常只適用于特定的領(lǐng)域和問(wèn)題，在一般的編程中很少用到2、若對(duì)一棵二叉排序樹(shù)進(jìn)行中序遍歷，得到的序列是一個(gè)有序序列，這是因?yàn)槎媾判驑?shù)的定義具有以下哪個(gè)特性？（）A.左子樹(shù)節(jié)點(diǎn)值小于根節(jié)點(diǎn)值，右子樹(shù)節(jié)點(diǎn)值大于根節(jié)點(diǎn)值B.根節(jié)點(diǎn)值大于左子樹(shù)所有節(jié)點(diǎn)值，小于右子樹(shù)所有節(jié)點(diǎn)值C.每個(gè)節(jié)點(diǎn)的左子樹(shù)和右子樹(shù)的高度差不超過(guò)1D.所有節(jié)點(diǎn)的值互不相同3、設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)字信號(hào)處理的音頻分離系統(tǒng)，能夠?qū)⒒旌弦纛l中的不同聲源分離出來(lái)。4、假設(shè)要設(shè)計(jì)一個(gè)算法來(lái)計(jì)算表達(dá)式的值，例如“(2+3)*4-5”，需要一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)操作數(shù)和運(yùn)算符，并按照正確的順序進(jìn)行計(jì)算。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最合適的？（）A.隊(duì)列，先進(jìn)先出，難以處理表達(dá)式的優(yōu)先級(jí)B.棧，能夠方便地處理運(yùn)算符的優(yōu)先級(jí)和計(jì)算順序C.數(shù)組，存儲(chǔ)固定數(shù)量的元素，不利于表達(dá)式的靈活計(jì)算D.哈希表，主要用于快速查找，不適合表達(dá)式的計(jì)算5、假設(shè)正在設(shè)計(jì)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包過(guò)濾系統(tǒng)，需要根據(jù)數(shù)據(jù)包的源地址、目的地址、協(xié)議類型等信息進(jìn)行快速的過(guò)濾和處理。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法的組合最適合實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)包的高效過(guò)濾？（）A.決策樹(shù)和分類算法B.位圖和位運(yùn)算C.圖和最短路徑算法D.數(shù)組和遍歷算法6、設(shè)計(jì)一個(gè)5V轉(zhuǎn)±12V的DC-DC電源轉(zhuǎn)換電路，輸出電流不小于0.5A，給出原理圖和元件選型。7、設(shè)計(jì)一個(gè)太陽(yáng)能路燈控制器節(jié)能電路，能夠根據(jù)環(huán)境光照強(qiáng)度和交通流量自動(dòng)調(diào)節(jié)路燈的亮度，實(shí)現(xiàn)節(jié)能。8、設(shè)計(jì)一個(gè)通信系統(tǒng)復(fù)用設(shè)備，能夠?qū)崿F(xiàn)時(shí)分復(fù)用、頻分復(fù)用或波分復(fù)用功能，分析復(fù)用效率和資源利用率。9、設(shè)計(jì)一個(gè)圖像處理中的圖像質(zhì)量主觀評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)方案，包括評(píng)價(jià)人員的選擇和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的制定。10、設(shè)計(jì)一個(gè)通信系統(tǒng)中的擴(kuò)頻通信模塊，實(shí)現(xiàn)某種擴(kuò)頻方式，分析其抗干擾性能和傳輸效率。11、在使用鏈表實(shí)現(xiàn)棧的操作時(shí)，假設(shè)需要彈出棧頂元素。以下關(guān)于鏈表?xiàng)５牟僮?，哪個(gè)是正確的（）A.直接刪除鏈表的頭節(jié)點(diǎn)B.從鏈表的尾部刪除節(jié)點(diǎn)C.遍歷鏈表找到棧頂節(jié)點(diǎn)并刪除D.以上操作都不正確12、設(shè)計(jì)一個(gè)帶通橢圓濾波器電路，中心頻率為1kHz，帶寬為200Hz，通帶波紋小于0.3dB，阻帶衰減不小于60dB，輸入信號(hào)頻率范圍為0-2kHz。13、在選擇排序算法中，每次都從未排序部分選擇最小的元素放到已排序部分的末尾。假設(shè)一個(gè)數(shù)組的元素?cái)?shù)量較大，以下關(guān)于選擇排序的時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度，哪個(gè)是正確的（）A.時(shí)間復(fù)雜度為O(nlogn)，空間復(fù)雜度為O(1)B.時(shí)間復(fù)雜度為O(n^2)，空間復(fù)雜度為O(n)C.時(shí)間復(fù)雜度為O(n^2)，空間復(fù)雜度為O(1)D.時(shí)間復(fù)雜度為O(n)，空間復(fù)雜度為O(1)14、設(shè)計(jì)一個(gè)基于ARM的嵌入式系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)視頻采集和編碼，存儲(chǔ)到SD卡中，闡述系統(tǒng)架構(gòu)和軟件實(shí)現(xiàn)流程。15、在一個(gè)分布式系統(tǒng)中，各個(gè)節(jié)點(diǎn)需要共享一些全局的狀態(tài)信息，并且能夠快速地檢測(cè)到狀態(tài)的變化。為了實(shí)現(xiàn)這種全局狀態(tài)的管理和同步，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能會(huì)被用到？（）A.分布式哈希表B.分布式鏈表C.分布式樹(shù)D.分布式棧二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）簡(jiǎn)述哈希表的哈希沖突解決方法中再哈希法的原理及優(yōu)缺點(diǎn)。2、（本題5分）深入解釋二叉樹(shù)的先序遍歷、中序遍歷和后序遍歷的定義，并分別舉例說(shuō)明它們?cè)趯?shí)際問(wèn)題中的應(yīng)用場(chǎng)景。3、（本題5分）闡述二叉樹(shù)的層次遍歷算法的實(shí)現(xiàn)過(guò)程，分析其時(shí)間復(fù)雜度，并舉例說(shuō)明其應(yīng)用場(chǎng)景。4、（本題5分）解釋數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中隊(duì)列的概念、特點(diǎn)以及常見(jiàn)的操作，舉例說(shuō)明隊(duì)列在計(jì)算機(jī)科學(xué)中的應(yīng)用場(chǎng)景。三、綜合題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）某在線招聘平臺(tái)的簡(jiǎn)歷篩選系統(tǒng)需要根據(jù)職位要求對(duì)求職者的簡(jiǎn)歷進(jìn)行篩選和匹配。簡(jiǎn)歷包括求職者ID、個(gè)人信息、教育背景、工作經(jīng)歷、技能證書(shū)，職位要求包括職位ID、所需技能、工作經(jīng)驗(yàn)、學(xué)歷要求。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)簡(jiǎn)歷和職位要求數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)快速準(zhǔn)確的篩選和匹配，并向招聘者推薦合適的簡(jiǎn)歷。2、（本題5分）某電商平臺(tái)的商品推薦系統(tǒng)需要根據(jù)用戶的瀏覽歷史、購(gòu)買記錄和收藏行為為用戶推薦相關(guān)商品。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)和分析這些用戶行為數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化的商品推薦算法，能夠?qū)崟r(shí)更新推薦結(jié)果以適應(yīng)用戶興趣的變化。3、（本題5分）一個(gè)在線游戲的玩家信息管理系統(tǒng)需要存儲(chǔ)玩家的信息，如玩家編號(hào)、玩家昵稱、游戲等級(jí)、游戲積分、在線狀態(tài)等。系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)快速查找特定玩家、按照游戲積分對(duì)玩家進(jìn)行排名、新增玩家、刪除玩家以及更新玩家的在線狀態(tài)和游戲等級(jí)。請(qǐng)確定合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并詳細(xì)說(shuō)明算法和代碼實(shí)現(xiàn)，同時(shí)討論性能優(yōu)化策略。4、（本題5分）一個(gè)社交網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)需要管理用戶之間的好友關(guān)系。好友關(guān)系以鄰接表的形式存儲(chǔ)在圖結(jié)構(gòu)中。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)算法實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）判斷兩個(gè)用戶是否為好友；（2）找出某個(gè)用戶的所有好友；（3）計(jì)算某個(gè)用戶的好友度數(shù)；（4）找出共同好友最多的兩個(gè)用戶。分析算法的時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。5、（本題5分）一個(gè)股票交易系統(tǒng)需要實(shí)時(shí)處理大量的股票交易數(shù)據(jù)，包括股票代碼、交易時(shí)間、交易價(jià)格、交易數(shù)量、買賣方向等。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)和管理這些交易數(shù)據(jù)，能夠快速查詢特定股票的交易記錄、按時(shí)間排序交易、計(jì)算某段時(shí)間內(nèi)的股票均價(jià)，并支持新交易的插入和舊交易的刪除。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，使用鏈表實(shí)現(xiàn)棧的排序功能，輸入一個(gè)棧進(jìn)行排序并展示結(jié)果。2、（本題