寧夏大學(xué)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)C1》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

自覺(jué)遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無(wú)效密自覺(jué)遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無(wú)效密封線(xiàn)第1頁(yè)，共3頁(yè)寧夏大學(xué)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)C1》

2023-2024學(xué)年第二學(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、對(duì)于一個(gè)用數(shù)組實(shí)現(xiàn)的隊(duì)列，當(dāng)rear指針達(dá)到數(shù)組末尾時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)循環(huán)隊(duì)列，需要進(jìn)行什么樣的操作？（）A.rear指針重新指向數(shù)組開(kāi)頭B.擴(kuò)大數(shù)組容量C.停止入隊(duì)操作D.以上都不對(duì)2、對(duì)于一個(gè)具有n個(gè)元素的有序數(shù)組，采用二分查找算法查找一個(gè)特定元素，其最壞情況下的比較次數(shù)為（）A.log?nB.nC.n/2D.log?n-13、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4、利用數(shù)字電路技術(shù)，設(shè)計(jì)一個(gè)圖書(shū)館自助借還書(shū)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)圖書(shū)的自動(dòng)借閱、歸還和管理。5、在哈希表中，裝填因子是一個(gè)重要的概念，以下關(guān)于裝填因子的描述，正確的是：（）A.裝填因子是哈希表中已存儲(chǔ)元素的數(shù)量與表的容量之比B.裝填因子越大，哈希沖突的概率越小，查找效率越高C.裝填因子對(duì)哈希表的性能沒(méi)有影響，可以忽略不計(jì)D.為了提高哈希表的性能，裝填因子應(yīng)該盡量設(shè)置得小一些6、若要對(duì)n個(gè)不同的關(guān)鍵字進(jìn)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.n7、已知一個(gè)完全二叉樹(shù)的節(jié)點(diǎn)總數(shù)為n，若其深度為h（根節(jié)點(diǎn)所在層為1），則以下關(guān)于h的表達(dá)式正確的是？（）A.log2(n)B.log2(n)+1C.floor(log2(n))D.floor(log2(n))+18、設(shè)計(jì)一個(gè)基于藍(lán)牙的無(wú)線(xiàn)鍵盤(pán)，實(shí)現(xiàn)按鍵輸入的無(wú)線(xiàn)傳輸和與計(jì)算機(jī)的連接，描述硬件和軟件設(shè)計(jì)。9、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的視頻壓縮系統(tǒng)，采用H.264或H.265編碼標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)的壓縮。10、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字圖像處理中的圖像增強(qiáng)算法，并在不同類(lèi)型的圖像上進(jìn)行應(yīng)用和效果評(píng)估。11、假設(shè)正在設(shè)計(jì)一個(gè)程序，用于管理學(xué)生的成績(jī)信息，包括學(xué)號(hào)、姓名、各科成績(jī)等。需要支持快速插入新的學(xué)生成績(jī)、按照成績(jī)進(jìn)行排序以及查找特定學(xué)生的成績(jī)。在這種情況下，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)組合可能是最理想的？（）A.使用鏈表存儲(chǔ)學(xué)生信息，再使用冒泡排序進(jìn)行排序B.用數(shù)組存儲(chǔ)學(xué)生信息，采用快速排序算法排序C.構(gòu)建二叉搜索樹(shù)來(lái)存儲(chǔ)學(xué)生信息，實(shí)現(xiàn)快速查找和排序D.利用哈希表存儲(chǔ)學(xué)生信息，不進(jìn)行排序操作12、堆是一種特殊的樹(shù)形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，分為大頂堆和小頂堆。假設(shè)存在一個(gè)小頂堆，其數(shù)組表示為[1,3,5,7,9,11]。現(xiàn)在要插入一個(gè)值2，為了保持堆的性質(zhì)，需要進(jìn)行一系列調(diào)整操作。以下哪種調(diào)整方式是正確的？（）A.直接將2插入末尾，無(wú)需調(diào)整B.將2與父節(jié)點(diǎn)比較，若小于父節(jié)點(diǎn)則交換位置，直到滿(mǎn)足堆的性質(zhì)C.將2與子節(jié)點(diǎn)比較，若大于子節(jié)點(diǎn)則交換位置，直到滿(mǎn)足堆的性質(zhì)D.重新構(gòu)建整個(gè)堆13、對(duì)于一個(gè)需要頻繁合并和拆分的數(shù)據(jù)集合，假設(shè)我們正在設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能比較合適？（）A.鏈表B.數(shù)組C.樹(shù)D.哈希表14、設(shè)計(jì)一個(gè)基于PLC的食品加工生產(chǎn)線(xiàn)控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)食品的加工、包裝、質(zhì)量檢測(cè)等環(huán)節(jié)的自動(dòng)化控制。15、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的圖像壓縮編碼系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)圖像的高效壓縮，給出硬件設(shè)計(jì)和編碼效率分析。二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）解釋圖的基本概念，包括頂點(diǎn)、邊等，說(shuō)明圖的存儲(chǔ)方式有哪些，并比較它們的優(yōu)缺點(diǎn)。2、（本題5分）深入分析在利用二叉樹(shù)實(shí)現(xiàn)集合的并、交、差運(yùn)算時(shí)，具體的算法思路和實(shí)現(xiàn)方法。3、（本題5分）解釋在一個(gè)帶權(quán)有向圖中，如何使用迪杰斯特拉算法求解單源最短路徑問(wèn)題。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(xiàn)旅游行程規(guī)劃系統(tǒng)中，用戶(hù)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(hù)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(hù)需求提供合理的行程建議和優(yōu)化方案。2、（本題5分）某在線(xiàn)考試系統(tǒng)需要記錄考生的考試信息，包括考生ID、考試科目、考試時(shí)間、答題情況、成績(jī)等。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)這些考試數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)快速查詢(xún)考生成績(jī)、按科目統(tǒng)計(jì)平均分、分析答題情況，并支持新考試的安排和舊考試數(shù)據(jù)的歸檔。3、（本題5分）一個(gè)在線(xiàn)圖書(shū)館的書(shū)籍借閱系統(tǒng)需要對(duì)書(shū)籍的借閱情況和讀者信息進(jìn)行管理。書(shū)籍信息包括書(shū)籍編號(hào)、書(shū)名、作者、借閱狀態(tài)等，讀者信息包括讀者編號(hào)、姓名、借閱記錄等。這些信息以并查集的形式存儲(chǔ)。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)算法實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）讀者借閱書(shū)籍；（2）讀者歸還書(shū)籍；（3）查詢(xún)某本書(shū)是否可借；（4）統(tǒng)計(jì)某讀者的借閱次數(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）一個(gè)圖書(shū)館管理系統(tǒng)需要記錄大量的圖書(shū)信息，包括圖書(shū)編號(hào)、書(shū)名、作者、出版社、出版日期、館藏?cái)?shù)量等。同時(shí)，系統(tǒng)要支持快速查找特定圖書(shū)、按照館藏?cái)?shù)量進(jìn)行排序、新增和刪除圖書(shū)記錄等操作。請(qǐng)選擇合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)圖書(shū)信息，并設(shè)計(jì)相應(yīng)的算法和代碼來(lái)實(shí)現(xiàn)上述功能，同時(shí)分析時(shí)間和空間復(fù)雜度。5、（本題5分）一個(gè)在線(xiàn)教育平臺(tái)需要對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)成績(jī)、課程選擇和學(xué)習(xí)進(jìn)度進(jìn)行管理。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)這些信息，以便能夠快速地查詢(xún)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況、分析課程的受歡迎程度，并為學(xué)生推薦合適的課程。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，使用棧實(shí)現(xiàn)十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換