順德職業(yè)技術(shù)學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法設(shè)計(jì)》2023-2024學(xué)年第二學(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，共3頁順德職業(yè)技術(shù)學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法設(shè)計(jì)》

2023-2024學(xué)年第二學(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PLC的自動(dòng)化生產(chǎn)線控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)多個(gè)工位的順序控制、邏輯控制和故障診斷，提供控制程序和I/O分配表。2、設(shè)計(jì)一個(gè)基于無線通信技術(shù)的智能環(huán)境監(jiān)測(cè)站，能夠監(jiān)測(cè)溫度、濕度、氣壓、風(fēng)速等多種環(huán)境參數(shù)。3、棧是一種特殊的線性表，具有特定的操作規(guī)則。以下關(guān)于棧的特點(diǎn)的描述，錯(cuò)誤的是：（）A.棧遵循先進(jìn)后出的原則B.棧的插入和刪除操作只能在棧頂進(jìn)行C.可以用數(shù)組或鏈表來實(shí)現(xiàn)棧D.棧中的元素必須按照從小到大的順序排列4、設(shè)計(jì)一個(gè)基于藍(lán)牙4.2的智能門鎖系統(tǒng)，能夠通過手機(jī)APP進(jìn)行開鎖操作，并記錄開鎖記錄。5、利用電力電子技術(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)電動(dòng)汽車充電樁的功率模塊，實(shí)現(xiàn)高效充電和電能轉(zhuǎn)換。6、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，哈希表是一種用于快速查找的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。以下關(guān)于哈希表的描述，不準(zhǔn)確的是：（）A.哈希表通過哈希函數(shù)將關(guān)鍵字映射到表中的特定位置，實(shí)現(xiàn)快速查找B.哈希表的查找、插入和刪除操作的平均時(shí)間復(fù)雜度都接近O(1)C.哈希沖突是指不同的關(guān)鍵字通過哈希函數(shù)映射到了相同的位置，解決哈希沖突的方法有開放地址法和鏈地址法等D.哈希表的性能不受哈希函數(shù)的選擇和表的裝填因子的影響7、設(shè)計(jì)一個(gè)基于PLC的制藥廠反應(yīng)釜控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)反應(yīng)溫度、壓力、攪拌速度等參數(shù)的精確控制。8、設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的無線充電器，能夠?yàn)槭謾C(jī)等設(shè)備進(jìn)行無線充電，給出充電器的電路原理和設(shè)計(jì)參數(shù)。9、想象一個(gè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的緩存系統(tǒng)，數(shù)據(jù)包按照到達(dá)的先后順序存儲(chǔ)，并且當(dāng)緩存滿時(shí)需要?jiǎng)h除最早到達(dá)的數(shù)據(jù)包。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)適合實(shí)現(xiàn)這個(gè)緩存？（）A.循環(huán)隊(duì)列，能夠?qū)崿F(xiàn)先進(jìn)先出，并且容易判斷滿和空的狀態(tài)B.棧，后進(jìn)先出，不符合數(shù)據(jù)包的處理順序C.優(yōu)先隊(duì)列，根據(jù)優(yōu)先級(jí)處理，不適合按到達(dá)順序處理D.圖，用于表示復(fù)雜的關(guān)系，不適合簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)包緩存10、二叉樹是一種重要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，具有多種遍歷方式。假設(shè)存在一個(gè)二叉樹，其先序遍歷的結(jié)果是ABDECF，中序遍歷的結(jié)果是DBEAFC。請(qǐng)問該二叉樹的后序遍歷結(jié)果是什么？（）A.DEBFCAB.DBEFCAC.DEBCFAD.DFEBCA11、考慮隊(duì)列這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它遵循先進(jìn)先出的原則。假設(shè)一個(gè)銀行需要管理客戶的排隊(duì)等待服務(wù)，每個(gè)客戶按照到達(dá)的順序接受服務(wù)。為了有效地組織和管理客戶的等待過程，以下關(guān)于隊(duì)列的操作，哪個(gè)是最關(guān)鍵的（）A.隨機(jī)刪除隊(duì)列中的元素B.在隊(duì)列中間插入新的客戶C.讀取隊(duì)列頭部的客戶信息D.對(duì)隊(duì)列中的元素進(jìn)行排序12、設(shè)計(jì)一個(gè)基于STM32的智能家居控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)燈光、窗簾、空調(diào)等設(shè)備的控制，描述系統(tǒng)的硬件架構(gòu)和軟件編程。13、設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的圖像采集系統(tǒng)，使用CMOS圖像傳感器采集圖像，并通過USB接口將圖像數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)進(jìn)行顯示和存儲(chǔ)。14、使用單片機(jī)設(shè)計(jì)一個(gè)水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，能夠檢測(cè)水中的酸堿度、溶解氧等參數(shù)，并通過網(wǎng)絡(luò)上傳數(shù)據(jù)。15、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。16、設(shè)計(jì)一個(gè)液晶顯示的背光源系統(tǒng)，能夠提供均勻、穩(wěn)定的光照，具有亮度調(diào)節(jié)和色彩控制功能。17、設(shè)計(jì)一個(gè)提高通信系統(tǒng)信道容量的方案，考慮采用新的技術(shù)和方法，評(píng)估方案的可行性和有效性。18、設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的智能電表，能夠測(cè)量電能參數(shù)并進(jìn)行顯示和通信，給出電表的硬件電路和軟件程序。19、利用數(shù)字邏輯電路設(shè)計(jì)一個(gè)計(jì)數(shù)器和定時(shí)器，實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)和定時(shí)功能，并可設(shè)置不同的工作模式。20、考慮到一個(gè)圖的遍歷問題，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問題？（）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)合并查集二、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）論述跳表在插入和刪除元素時(shí)，如何維護(hù)其結(jié)構(gòu)的平衡性和查找效率。2、（本題5分）鏈表的循環(huán)鏈表有哪些特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)景？如何判斷一個(gè)鏈表是否為循環(huán)鏈表？3、（本題5分）論述跳表中多層結(jié)構(gòu)的構(gòu)建原理和對(duì)查找性能的影響。4、（本題5分）詳細(xì)說明如何在一個(gè)具有n個(gè)元素的隊(duì)列中，實(shí)現(xiàn)元素的循環(huán)移位，并分析其時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。5、（本題5分）解釋如何在一個(gè)具有n個(gè)元素的雙向鏈表中，進(jìn)行插入操作，并分析其時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。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)算法，利用平衡二叉樹存儲(chǔ)員工的績(jī)效評(píng)分，實(shí)現(xiàn)按評(píng)分進(jìn)行排序和查找。2、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用于存儲(chǔ)學(xué)校課程的信息，包括課程名稱、授課教師、上課時(shí)間等，支持課程的安排和沖突檢測(cè)。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，利用伸展樹和深度優(yōu)先搜索算法的結(jié)合，找出一個(gè)圖中所有長(zhǎng)度為k的路徑。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)算法，在一個(gè)無向圖中找出所有的連通子圖，并計(jì)算每個(gè)子圖的節(jié)點(diǎn)數(shù)。5、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)基于鄰接多重表的無向圖存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，并實(shí)現(xiàn)深度優(yōu)先遍歷算法。四、綜合題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）某城市的停車場(chǎng)管理系統(tǒng)需要記錄車輛的入場(chǎng)時(shí)間、出場(chǎng)時(shí)間、車牌號(hào)和停車位置等信息。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲(chǔ)這些信息，實(shí)現(xiàn)車輛的入場(chǎng)登記、出場(chǎng)結(jié)算、車位查詢和停車費(fèi)用計(jì)算，并能夠優(yōu)化車位分配以提高停車場(chǎng)的利用率。2、（本題10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)