貴陽學院《數(shù)據(jù)結構與算法課設》2023-2024學年第一學期期末試卷

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《數(shù)據(jù)結構與算法課設》2023-2024學年第一學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個小題，每小題1分，共15分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的．）1、考慮一個搜索引擎的索引構建過程，需要對大量的網(wǎng)頁內容進行分詞、索引和存儲，以便能夠快速地根據(jù)用戶的查詢關鍵詞返回相關的網(wǎng)頁。以下哪種數(shù)據(jù)結構和算法常用于搜索引擎的索引構建和查詢處理？（）A.倒排索引和分詞算法B.正排索引和冒泡排序C.索引鏈表和選擇排序D.索引數(shù)組和插入排序2、在動態(tài)數(shù)組的實現(xiàn)中，當數(shù)組容量不足時需要進行擴容。關于動態(tài)數(shù)組的擴容策略，以下描述哪一項是不正確的？（）A.常見的擴容策略是按照一定的比例增加數(shù)組的容量，如擴大為原來的兩倍B.擴容操作會涉及到數(shù)據(jù)的復制，可能會影響性能C.為了避免頻繁擴容，可以在創(chuàng)建動態(tài)數(shù)組時預留一定的額外空間D.擴容操作的時間復雜度總是O(n)，其中n是數(shù)組中的元素數(shù)量3、利用模擬電路技術，設計一個用于音頻前置放大器的噪聲抑制電路，降低背景噪聲。4、設計一個基于單片機的步進電機控制系統(tǒng)，能夠實現(xiàn)正反轉、調速和定位控制功能。5、若要對n個不同的關鍵字進行冒泡排序，在最壞情況下，其比較次數(shù)為？（）A.n(n-1)/2B.nlog2nC.n^2D.n6、設計一個基于運算放大器的差分放大器電路，具有高共模抑制比和良好的線性度。7、設計一個電子指南針電路，能夠指示方向，精度為±1°，并且具有校準功能。8、設計一個基于霍爾傳感器的電流測量電路，能夠測量0-10A的直流電流，精度達到0.1A。9、設計一個基于數(shù)字電路的交通信號燈控制系統(tǒng)，要求能夠實現(xiàn)紅、綠、黃三種燈的定時切換，并考慮特殊情況（如緊急車輛通行）的控制邏輯。10、設計一個數(shù)字頻率計多功能電路，能夠同時測量頻率、周期、占空比等參數(shù)，并且具有數(shù)據(jù)存儲和打印功能。11、設計一個光纖通信中的色散補償模塊，實現(xiàn)對色散的有效補償，分析系統(tǒng)性能改善情況。12、設計一個基于STM32單片機的心率監(jiān)測系統(tǒng)，能夠實時采集人體心率數(shù)據(jù)，并通過藍牙將數(shù)據(jù)傳輸?shù)绞謾CAPP進行顯示和分析。13、利用模擬電路技術，設計一個用于醫(yī)療儀器的精密電流源，提供穩(wěn)定、精確的電流輸出。14、在數(shù)據(jù)結構的應用場景中，假設我們正在開發(fā)一個在線圖書館管理系統(tǒng)，需要高效地存儲和檢索大量的圖書信息，包括書名、作者、出版年份、分類等。為了能夠快速根據(jù)書名或作者查找特定的圖書，同時能夠方便地按照出版年份進行排序和瀏覽，以下哪種數(shù)據(jù)結構最適合用于存儲這些圖書數(shù)據(jù)？（）A.數(shù)組B.鏈表C.二叉搜索樹D.哈希表15、根據(jù)傳感器原理，設計一個用于智能家居的人體紅外感應系統(tǒng)，能夠實現(xiàn)自動開燈、關空調等智能控制。二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）在一個具有n個頂點的無向圖中，如何使用深度優(yōu)先搜索算法找出所有的連通分量，給出算法步驟和代碼框架。2、（本題5分）深入分析在一個具有n個頂點和e條邊的帶權無向圖中，如何使用弗洛伊德算法求解所有頂點對之間的最短路徑。3、（本題5分）詳細闡述如何在一個帶權有向圖中計算兩個頂點之間的最短路徑經過的邊數(shù)。4、（本題5分）分析在字符串匹配中，AC自動機的構建和應用。三、綜合題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）一個電商倉庫管理系統(tǒng)需要記錄貨物的入庫時間、存放位置、數(shù)量和保質期等信息。設計數(shù)據(jù)結構來優(yōu)化貨物的存儲和查找，及時處理過期貨物和庫存盤點。2、（本題5分）一個大型企業(yè)的人力資源管理系統(tǒng)需要對員工的績效評估和培訓記錄進行管理。員工信息包括員工編號、姓名、績效評估、培訓課程等。這些信息以優(yōu)先隊列的形式存儲。請設計算法實現(xiàn)以下功能：（1）按照績效評估得分對員工進行排序；（2）為績效優(yōu)秀的員工安排優(yōu)先培訓課程；（3）刪除離職員工的信息；（4）統(tǒng)計參加過特定培訓課程的員工人數(shù)。分析算法的時間復雜度和空間復雜度。3、（本題5分）在一個在線游戲中，玩家的角色信息需要被實時更新和存儲。角色信息包括角色ID、角色名、等級、經驗值、裝備列表、技能列表等。設計一種數(shù)據(jù)結構來存儲這些角色數(shù)據(jù)，以便能夠快速查詢角色的詳細信息、按照等級進行排序、更新角色的經驗值和裝備，并處理多個玩家同時進行的操作。4、（本題5分）某在線購物網(wǎng)站的促銷活動系統(tǒng)需要根據(jù)用戶的消費記錄和行為，為用戶發(fā)放優(yōu)惠券。設計一種數(shù)據(jù)結構和算法，實現(xiàn)優(yōu)惠券的精準發(fā)放和管理。5、（本題5分）在一個大型企業(yè)的項目管理系統(tǒng)中，需要記錄項目信息、任務分配和進度情況。項目信息包括項目ID、項目名稱、負責人、開始時間、結束時間，任務分配包括任務ID、項目ID、責任人、任務描述，進度情況包括任務ID、完成百分比、更新時間。請設計數(shù)據(jù)結構來管理項目數(shù)據(jù)，實現(xiàn)項目的查詢、任務的跟蹤、進度的更新，并生成項目進度報告。四、設計題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）使用圖數(shù)據(jù)結構設計一個城市公園設施布局規(guī)劃系統(tǒng)，滿足游客的需求和設施的合理分布