湖北醫(yī)藥學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與數(shù)據(jù)庫(kù)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁(yè)，共3頁(yè)湖北醫(yī)藥學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與數(shù)據(jù)庫(kù)》

2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共15個(gè)小題，每小題2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)基于運(yùn)算放大器的差分放大器電路，具有高共模抑制比和低噪聲特性。2、線段樹(shù)是一種用于處理區(qū)間查詢和更新的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。關(guān)于線段樹(shù)的應(yīng)用，以下描述哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.可以用于快速計(jì)算數(shù)組某一區(qū)間的和、最大值、最小值等B.對(duì)于頻繁的區(qū)間更新操作，線段樹(shù)能夠高效地處理C.線段樹(shù)的構(gòu)建和查詢操作的時(shí)間復(fù)雜度均為O(logn)D.線段樹(shù)只能用于處理數(shù)值類(lèi)型的數(shù)據(jù)，不能處理其他類(lèi)型的數(shù)據(jù)3、設(shè)計(jì)一個(gè)基于無(wú)線通信技術(shù)的智能物流跟蹤與管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)貨物運(yùn)輸過(guò)程的實(shí)時(shí)監(jiān)控和調(diào)度。4、假設(shè)在一個(gè)實(shí)時(shí)交通監(jiān)控系統(tǒng)中，需要不斷地接收車(chē)輛的位置信息，并快速判斷某一區(qū)域內(nèi)車(chē)輛的擁堵情況。為了有效地存儲(chǔ)和處理這些實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以提供快速的查詢和更新操作？（）A.紅黑樹(shù)B.線段樹(shù)C.B樹(shù)D.圖5、設(shè)計(jì)一個(gè)通信系統(tǒng)中的軟件定義無(wú)線電（SDR）平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)靈活的調(diào)制解調(diào)功能。6、在鏈表這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)包含數(shù)據(jù)和指向下一個(gè)節(jié)點(diǎn)的指針。假設(shè)存在一個(gè)單向鏈表，包含元素10、20、30、40、50，其中頭節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)的值為10。如果要?jiǎng)h除值為30的節(jié)點(diǎn)，需要對(duì)鏈表進(jìn)行相應(yīng)的操作。以下哪種操作步驟是正確的？（）A.從頭節(jié)點(diǎn)開(kāi)始遍歷，找到值為30的節(jié)點(diǎn)，將其直接刪除B.從頭節(jié)點(diǎn)開(kāi)始遍歷，找到值為30的節(jié)點(diǎn)，將其前一個(gè)節(jié)點(diǎn)的指針指向其后一個(gè)節(jié)點(diǎn)C.從尾節(jié)點(diǎn)開(kāi)始遍歷，找到值為30的節(jié)點(diǎn)，將其刪除D.無(wú)需遍歷，直接刪除值為30的節(jié)點(diǎn)7、設(shè)計(jì)一個(gè)基于ADC的電壓測(cè)量系統(tǒng)，測(cè)量范圍為0-10V，精度為0.01V，通過(guò)數(shù)碼管顯示測(cè)量結(jié)果。8、鏈表是另一種重要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，與數(shù)組相比具有不同的特點(diǎn)。以下關(guān)于鏈表的描述，不正確的是：（）A.鏈表中的元素通過(guò)指針鏈接在一起，存儲(chǔ)位置可以是不連續(xù)的，插入和刪除操作只需修改指針，效率較高B.單向鏈表只能從表頭向表尾遍歷，而雙向鏈表可以從表頭和表尾雙向遍歷，更加靈活C.鏈表的查找操作需要從頭節(jié)點(diǎn)依次遍歷，效率相對(duì)較低，但在不知道元素位置的情況下仍能進(jìn)行插入和刪除D.鏈表不需要預(yù)先分配連續(xù)的存儲(chǔ)空間，因此不會(huì)出現(xiàn)存儲(chǔ)空間浪費(fèi)的情況，且其內(nèi)存使用效率總是高于數(shù)組9、設(shè)計(jì)一個(gè)基于模擬乘法器和運(yùn)放的有效值測(cè)量電路，能夠測(cè)量交流信號(hào)的有效值。10、設(shè)計(jì)一個(gè)通信系統(tǒng)中的信道編碼模塊，實(shí)現(xiàn)某種糾錯(cuò)編碼算法，分析其糾錯(cuò)能力和編碼效率。11、考慮到一個(gè)圖的遍歷問(wèn)題，假設(shè)需要判斷一個(gè)圖是否存在環(huán)，并且找出所有的環(huán)。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法常用于解決這類(lèi)問(wèn)題？（）A.深度優(yōu)先搜索結(jié)合棧B.廣度優(yōu)先搜索結(jié)合隊(duì)列C.拓?fù)渑判蚪Y(jié)合棧D.強(qiáng)連通分量算法結(jié)合并查集12、假設(shè)正在實(shí)現(xiàn)一個(gè)文件系統(tǒng)，需要快速查找文件的目錄信息，并且支持文件和目錄的添加、刪除和修改操作。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最適合用于存儲(chǔ)目錄結(jié)構(gòu)的？（）A.平衡二叉樹(shù)，保持查找效率平衡B.紅黑樹(shù)，自平衡的二叉搜索樹(shù)C.B樹(shù)，適合外存存儲(chǔ)和大量數(shù)據(jù)查找D.哈希表，快速定位目錄項(xiàng)13、平衡二叉樹(shù)是為了改進(jìn)二叉搜索樹(shù)可能存在的不平衡問(wèn)題而提出的。以下關(guān)于平衡二叉樹(shù)的說(shuō)法，正確的是：（）A.平衡二叉樹(shù)在插入和刪除操作后，通過(guò)旋轉(zhuǎn)等操作始終保持樹(shù)的高度平衡B.平衡二叉樹(shù)的查找效率一定高于普通二叉搜索樹(shù)C.平衡二叉樹(shù)的構(gòu)建和維護(hù)比較簡(jiǎn)單，不需要復(fù)雜的算法D.所有的平衡二叉樹(shù)都是完全二叉樹(shù)14、設(shè)計(jì)一個(gè)具有溫度補(bǔ)償功能的壓力傳感器測(cè)量電路，提高測(cè)量精度，給出電路設(shè)計(jì)和溫度補(bǔ)償算法。15、設(shè)計(jì)一個(gè)直流穩(wěn)壓電源，能夠輸出穩(wěn)定的直流電壓，具有過(guò)壓保護(hù)、過(guò)流保護(hù)等功能。二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）詳細(xì)說(shuō)明在一棵二叉樹(shù)中，如何進(jìn)行前序遍歷、中序遍歷和后序遍歷，并分別給出它們的遞歸算法和非遞歸算法的實(shí)現(xiàn)思路。2、（本題5分）描述二叉樹(shù)的后序遍歷在二叉樹(shù)的計(jì)算節(jié)點(diǎn)高度、平衡檢查等操作中的應(yīng)用。3、（本題5分）對(duì)于一個(gè)具有n個(gè)元素的數(shù)組，如何使用計(jì)數(shù)排序算法進(jìn)行排序？請(qǐng)?jiān)敿?xì)說(shuō)明其適用條件和步驟。三、綜合題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）在一個(gè)在線旅游行程規(guī)劃系統(tǒng)中，用戶可以自定義旅游行程，包括景點(diǎn)、住宿、交通等安排。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)用戶的行程規(guī)劃，支持行程的修改、分享和評(píng)價(jià)，能夠根據(jù)用戶需求提供合理的行程建議和優(yōu)化方案。2、（本題5分）某物流倉(cāng)庫(kù)需要對(duì)貨物的存儲(chǔ)位置和出入庫(kù)記錄進(jìn)行管理。貨物信息和位置以圖的鄰接矩陣形式存儲(chǔ)。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)算法實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）查找某類(lèi)貨物的存儲(chǔ)位置；（2）記錄貨物的出入庫(kù)時(shí)間和數(shù)量；（3）當(dāng)倉(cāng)庫(kù)布局調(diào)整時(shí)，更新貨物的存儲(chǔ)位置；（4）統(tǒng)計(jì)某種貨物在一段時(shí)間內(nèi)的出入庫(kù)總量。分析算法的時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。3、（本題5分）某航空公司的訂票系統(tǒng)需要對(duì)航班信息和乘客訂票情況進(jìn)行管理。航班信息包括航班號(hào)、起降時(shí)間、起降地點(diǎn)、座位數(shù)量等，乘客訂票信息包括乘客姓名、身份證號(hào)、航班號(hào)、座位號(hào)等。這些信息以哈希表和鏈表的組合形式存儲(chǔ)。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)算法實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）查詢某個(gè)航班的剩余座位數(shù)量；（2）為乘客預(yù)訂指定航班的座位；（3）取消乘客的訂票；（4）統(tǒng)計(jì)每個(gè)航班的訂票人數(shù)。分析算法的時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。4、（本題5分）某電商平臺(tái)的商家管理系統(tǒng)需要存儲(chǔ)商家的信息，如商家編號(hào)、商家名稱(chēng)、主營(yíng)商品、信譽(yù)評(píng)級(jí)、銷(xiāo)售額等。系統(tǒng)要能夠快速查找特定商家、按照銷(xiāo)售額對(duì)商家進(jìn)行排序、新增商家、修改商家信息、對(duì)違規(guī)商家進(jìn)行處理。請(qǐng)?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(píng)估。5、（本題5分）一家物流公司的配送中心需要管理貨物的配送信息，包括配送單號(hào)、貨物信息、收件人信息、配送員信息、配送狀態(tài)、預(yù)計(jì)送達(dá)時(shí)間等。設(shè)計(jì)合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)配送數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)配送信息的快速查詢、狀態(tài)更新、人員調(diào)度，并統(tǒng)計(jì)按時(shí)送達(dá)率。四、設(shè)計(jì)題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，使用數(shù)據(jù)結(jié)