云南能源職業(yè)技術(shù)學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

裝訂線(xiàn)裝訂線(xiàn)PAGE2第2頁(yè)，共2頁(yè)云南能源職業(yè)技術(shù)學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)》

2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級(jí)_______學(xué)號(hào)_______姓名_______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STM32的智能農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)，能夠根據(jù)土壤濕度、氣象條件等自動(dòng)控制灌溉，提供系統(tǒng)的硬件電路和控制策略。2、當(dāng)使用樹(shù)這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)和組織數(shù)據(jù)時(shí)，二叉搜索樹(shù)是一種常見(jiàn)的類(lèi)型。假設(shè)要在二叉搜索樹(shù)中快速查找一個(gè)特定的值，以下關(guān)于二叉搜索樹(shù)的性質(zhì)，哪個(gè)是關(guān)鍵的（）A.左子樹(shù)的值都小于根節(jié)點(diǎn)，右子樹(shù)的值都大于根節(jié)點(diǎn)B.每個(gè)節(jié)點(diǎn)的度不超過(guò)2C.樹(shù)的高度是固定的D.節(jié)點(diǎn)的值是隨機(jī)分布的3、設(shè)計(jì)一個(gè)基于藍(lán)牙5.0的音頻傳輸系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)高質(zhì)量的無(wú)線(xiàn)音頻傳輸，傳輸距離不小于20米，支持雙聲道。4、設(shè)計(jì)一個(gè)基于運(yùn)算放大器的求和放大器電路，能夠?qū)崿F(xiàn)多個(gè)輸入信號(hào)的加權(quán)求和。5、假設(shè)正在開(kāi)發(fā)一個(gè)文本編輯軟件，需要能夠快速地對(duì)輸入的文本進(jìn)行插入、刪除和查找操作。同時(shí)，要能夠高效地實(shí)現(xiàn)文本的回退和重做功能。為了滿(mǎn)足這些需求，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最優(yōu)的選擇？（）A.順序表，存儲(chǔ)文本數(shù)據(jù)，操作簡(jiǎn)單直接B.雙向鏈表，方便在任意位置進(jìn)行插入和刪除C.棧，用于實(shí)現(xiàn)回退和重做功能D.散列表，快速查找文本中的特定字符或字符串6、設(shè)計(jì)一個(gè)基于微控制器的智能小車(chē)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)小車(chē)的自動(dòng)避障、循跡和速度控制等功能。7、設(shè)計(jì)一個(gè)基于傳感器的智能火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)環(huán)境中的煙霧濃度和溫度，當(dāng)達(dá)到報(bào)警閾值時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)。8、考慮到一個(gè)航班預(yù)訂系統(tǒng)，需要快速查找和預(yù)訂特定日期和航線(xiàn)的航班座位。同時(shí)，還需要能夠根據(jù)座位的可用性進(jìn)行靈活的分配和調(diào)整。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)能夠滿(mǎn)足這樣復(fù)雜的需求？（）A.線(xiàn)段樹(shù)B.二叉堆C.哈希表結(jié)合鏈表D.跳表結(jié)合平衡樹(shù)9、在樹(shù)結(jié)構(gòu)中，二叉樹(shù)是一種重要的類(lèi)型。假設(shè)我們正在研究一個(gè)滿(mǎn)二叉樹(shù)。以下關(guān)于二叉樹(shù)的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.滿(mǎn)二叉樹(shù)的葉子節(jié)點(diǎn)都在同一層，且非葉子節(jié)點(diǎn)都有兩個(gè)子節(jié)點(diǎn)B.二叉樹(shù)的遍歷方式包括前序遍歷、中序遍歷和后序遍歷，它們的時(shí)間復(fù)雜度相同C.二叉查找樹(shù)的左子樹(shù)中的節(jié)點(diǎn)值均小于根節(jié)點(diǎn)值，右子樹(shù)中的節(jié)點(diǎn)值均大于根節(jié)點(diǎn)值D.平衡二叉樹(shù)在插入和刪除節(jié)點(diǎn)時(shí)不需要進(jìn)行調(diào)整，始終保持平衡狀態(tài)10、設(shè)計(jì)一個(gè)基于PLC的立體車(chē)庫(kù)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)車(chē)輛的存取、車(chē)位的分配和安全監(jiān)控功能。11、考慮一個(gè)在線(xiàn)游戲中的玩家對(duì)戰(zhàn)匹配系統(tǒng)，需要根據(jù)玩家的等級(jí)和等待時(shí)間來(lái)進(jìn)行匹配。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以高效地實(shí)現(xiàn)這個(gè)匹配過(guò)程？（）A.優(yōu)先隊(duì)列，按照等級(jí)和等待時(shí)間排序B.數(shù)組，隨機(jī)選擇匹配對(duì)象C.鏈表，逐個(gè)比較進(jìn)行匹配D.二叉樹(shù)，根據(jù)等級(jí)劃分存儲(chǔ)12、設(shè)計(jì)一個(gè)無(wú)線(xiàn)通信模塊加密電路，能夠?qū)o(wú)線(xiàn)通信數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，提高通信的安全性。13、快速排序也是一種常用的排序算法。假設(shè)我們正在使用快速排序?qū)?shù)組進(jìn)行排序。以下關(guān)于快速排序的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.快速排序通過(guò)選擇一個(gè)基準(zhǔn)元素，將數(shù)組分成兩部分，然后對(duì)這兩部分分別排序B.快速排序在平均情況下的時(shí)間復(fù)雜度為O(nlogn)，但在最壞情況下會(huì)退化為O(n^2)C.選擇合適的基準(zhǔn)元素可以提高快速排序的性能，通常選擇數(shù)組的中間元素作為基準(zhǔn)D.快速排序是一種穩(wěn)定的排序算法，能夠保證相同元素的相對(duì)順序不變14、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，查找操作是常見(jiàn)的需求。以下關(guān)于順序查找的描述，不正確的是（）A.從數(shù)組或鏈表的開(kāi)頭依次比較每個(gè)元素，直到找到目標(biāo)元素或遍歷完整個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)B.順序查找適用于無(wú)序的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，時(shí)間復(fù)雜度為O(n)C.順序查找在任何情況下都不是一種有效的查找方法D.順序查找的實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，但效率較低15、設(shè)計(jì)一個(gè)基于光纖通信的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，能夠在長(zhǎng)距離傳輸中保持高速和穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸性能。16、設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的水位控制系統(tǒng)，能夠自動(dòng)控制水泵的啟停，保持水位在設(shè)定范圍內(nèi)。17、設(shè)計(jì)一個(gè)音頻均衡器，能夠?qū)σ纛l信號(hào)進(jìn)行10段均衡調(diào)節(jié)，給出系統(tǒng)方案和濾波器參數(shù)計(jì)算。18、設(shè)計(jì)一個(gè)基于深度學(xué)習(xí)的數(shù)字圖像分類(lèi)系統(tǒng)，分析模型的準(zhǔn)確性和泛化能力。19、圖是一種復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，包含多種類(lèi)型和算法。以下關(guān)于圖的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，錯(cuò)誤的是：（）A.鄰接矩陣適合存儲(chǔ)稠密圖，能夠快速判斷兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間是否有邊B.鄰接表適合存儲(chǔ)稀疏圖，節(jié)省存儲(chǔ)空間C.十字鏈表是鄰接表和逆鄰接表的結(jié)合，適用于有向圖的存儲(chǔ)和操作D.圖的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)只影響存儲(chǔ)空間的使用，對(duì)圖的遍歷算法沒(méi)有影響20、設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)字邏輯的電梯控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電梯的上下運(yùn)行、樓層?？亢统貓?bào)警等功能。21、設(shè)計(jì)一個(gè)基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)溫度、濕度、空氣質(zhì)量等參數(shù)，并將數(shù)據(jù)上傳至云平臺(tái)。22、設(shè)計(jì)一個(gè)基于STM32的智能小車(chē)控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)避障、循跡和藍(lán)牙遙控功能，描述硬件選型和軟件編程思路。23、設(shè)計(jì)一個(gè)基于藍(lán)牙的無(wú)線(xiàn)鼠標(biāo)，能夠與計(jì)算機(jī)進(jìn)行穩(wěn)定的無(wú)線(xiàn)連接，實(shí)現(xiàn)鼠標(biāo)的基本操作功能。24、設(shè)計(jì)一個(gè)基于555定時(shí)器的方波發(fā)生器，輸出頻率在100Hz至1kHz連續(xù)可調(diào)，說(shuō)明電路原理和元件選擇。25、設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的圖像采集系統(tǒng)，使用攝像頭采集圖像數(shù)據(jù)，并通過(guò)接口傳輸?shù)接?jì)算機(jī)進(jìn)行處理和顯示，包括硬件接口設(shè)計(jì)和驅(qū)動(dòng)程序編寫(xiě)。26、在二叉樹(shù)的應(yīng)用中，二叉查找樹(shù)常用于實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)集合的操作。以下關(guān)于二叉查找樹(shù)的操作，錯(cuò)誤的是（）A.查找操作通過(guò)比較節(jié)點(diǎn)值，沿著合適的子樹(shù)進(jìn)行B.插入操作可能會(huì)破壞二叉查找樹(shù)的性質(zhì)，需要進(jìn)行調(diào)整C.刪除操作總是刪除葉子節(jié)點(diǎn)，不會(huì)影響樹(shù)的結(jié)構(gòu)D.可以通過(guò)中序遍歷得到有序的節(jié)點(diǎn)值序列27、樹(shù)是一種重要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，二叉樹(shù)是樹(shù)的一種特殊形式。在二叉樹(shù)中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)最多有兩個(gè)子節(jié)點(diǎn)，分別稱(chēng)為左子節(jié)點(diǎn)和右子節(jié)點(diǎn)。滿(mǎn)二叉樹(shù)是一種特殊的二叉樹(shù)，其所有的葉節(jié)點(diǎn)都在同一層，并且每個(gè)非葉節(jié)點(diǎn)都有兩個(gè)子節(jié)點(diǎn)。對(duì)于一個(gè)深度為4的滿(mǎn)二叉樹(shù)，其節(jié)點(diǎn)總數(shù)為：（）A.15B.16C.31D.3228、在一個(gè)具有n個(gè)節(jié)點(diǎn)的二叉排序樹(shù)中，查找一個(gè)特定元素的平均時(shí)間復(fù)雜度為：（）A.O(n)B.O(logn)C.O(nlogn)D.O(n^2)29、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字頻率合成器，能夠輸出頻率在100kHz至10MHz范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)的正弦波，給出系統(tǒng)架構(gòu)和鎖相環(huán)參數(shù)計(jì)算。30、利用數(shù)字電路技術(shù)，設(shè)計(jì)一個(gè)電梯控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電梯的上下運(yùn)行、樓層?？亢统d報(bào)警等功能。二、綜合題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）某在線(xiàn)考試系統(tǒng)的自動(dòng)判卷功能需要記錄題目信息、考生答案和標(biāo)準(zhǔn)答案。題目信息包括題目ID、題目?jī)?nèi)容、分值，考生答案包括考生ID、題目ID、答案內(nèi)容，標(biāo)準(zhǔn)答案包括題目ID、標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)判卷，能夠快速對(duì)比考生答案和標(biāo)準(zhǔn)答案、計(jì)算考生得分，并統(tǒng)計(jì)題目得分率。2、（本題5分）某城市的停車(chē)場(chǎng)管理系統(tǒng)需要記錄車(chē)輛的入場(chǎng)時(shí)間、出場(chǎng)時(shí)間、車(chē)牌號(hào)和停車(chē)位置等信息。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)這些信息，實(shí)現(xiàn)車(chē)輛的入場(chǎng)登記、出場(chǎng)結(jié)算、車(chē)位查詢(xún)和停車(chē)費(fèi)用計(jì)算，并能夠優(yōu)化車(chē)位分配以提高停車(chē)場(chǎng)的利用率。3、（本題5分）一個(gè)電商平臺(tái)的售后服務(wù)管理系統(tǒng)需要存儲(chǔ)售后訂單的信息，包括售后訂單編號(hào)、商品編號(hào)、售后類(lèi)型（退貨、換貨、維修）、處理進(jìn)度、處理結(jié)果等。系統(tǒng)要支持快速查找特定售后訂單、按照處理進(jìn)度對(duì)訂單進(jìn)行排序、新增售后訂單、更新處理進(jìn)度和結(jié)果、刪除已完成的售后訂單。請(qǐng)選擇恰當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并詳細(xì)說(shuō)明算法和代碼實(shí)現(xiàn)，以及性能評(píng)估。4、（本題5分）某城市的公共自行車(chē)租賃管理系統(tǒng)需要存儲(chǔ)自行車(chē)的信息，如自行車(chē)編號(hào)、租賃點(diǎn)編號(hào)、是否可用、租賃時(shí)間、歸還時(shí)間等。系統(tǒng)要能夠快速查找可用自行車(chē)、按照租賃時(shí)間對(duì)自行車(chē)進(jìn)行排序、記錄自行車(chē)的租賃和歸還操作、統(tǒng)計(jì)租賃次數(shù)。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)和性能分析。5、（本題5分）一個(gè)圖書(shū)館的圖書(shū)借閱系統(tǒng)需要記錄讀者的借閱信息、歸還日期和逾期情況。設(shè)計(jì)合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)管理這些信息，能夠快速地查詢(xún)讀者的借閱記錄、提醒讀者歸還圖書(shū)，并統(tǒng)計(jì)圖書(shū)的借閱頻率。三、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）深入解釋在具有n個(gè)頂點(diǎn)的有向圖中，如何判斷圖是否強(qiáng)連通，并給出具體的算法思想和實(shí)現(xiàn)步驟。2、（本題5分）闡述后綴樹(shù)的空間優(yōu)化方法和實(shí)際應(yīng)用中的考慮因素。3、（本題5分）描述二叉樹(shù)的遍歷算法在二叉樹(shù)的垂直遍歷問(wèn)題中的應(yīng)用。4、（本題5分）論述如何使用遞歸算法實(shí)現(xiàn)斐