青海師范大學(xué)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁青海師范大學(xué)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》

2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級_______學(xué)號_______姓名_______題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共30個小題，每小題1分，共30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、隊列也是一種特殊的線性表，其操作遵循先進先出的原則。對于隊列的特點和應(yīng)用，以下說法錯誤的是（）A.隊列可以用于實現(xiàn)廣度優(yōu)先搜索算法B.循環(huán)隊列可以解決順序隊列的假溢出問題C.隊列在插入元素時總是在隊尾進行，刪除元素時總是在隊頭進行D.隊列中的元素存儲順序和入隊順序一定相同2、假設(shè)要實現(xiàn)一個函數(shù)，判斷一個字符串是否是另一個字符串的子序列。例如，“ace”是“abcde”的子序列。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法的組合可能是最有效的？（）A.雙指針法，分別在兩個字符串上移動指針進行比較，簡單直接B.哈希表，將字符串的字符存儲并進行查找，效率較低C.棧，存儲已匹配的字符，操作復(fù)雜D.隊列，用于存儲待匹配的字符，不太適合此場景3、設(shè)計一個基于FPGA的圖像旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)，能夠?qū)D像進行任意角度的旋轉(zhuǎn)。4、根據(jù)數(shù)字信號處理理論，設(shè)計一個數(shù)字濾波器，用于去除音頻信號中的噪聲，要求濾波器具有陡峭的截止頻率和較小的通帶波紋。5、在圖的存儲結(jié)構(gòu)中，鄰接多重表主要用于解決鄰接表在某些操作上的不便。假設(shè)需要頻繁地判斷兩個頂點之間是否存在邊，以下關(guān)于鄰接多重表的特點，哪個是相關(guān)的優(yōu)勢（）A.節(jié)省存儲空間B.便于邊的刪除和插入C.快速判斷邊的存在性D.以上都不是6、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)組進行排序。以下關(guān)于快速排序的描述，哪一項是不準確的？（）A.快速排序通過選擇一個基準元素，將數(shù)組分成兩部分，然后對這兩部分分別排序B.快速排序在平均情況下的時間復(fù)雜度為O(nlogn)，但在最壞情況下會退化為O(n^2)C.選擇合適的基準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順序不變7、在一個需要快速判斷兩個字符串是否具有相同字符集合的場景中，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法的組合可能是最有效的？（）A.利用哈希表統(tǒng)計每個字符串中字符的出現(xiàn)次數(shù)，然后比較B.對字符串進行排序，然后比較排序后的結(jié)果C.使用樹存儲字符串的字符，然后進行比較D.通過棧對字符串進行處理和比較8、設(shè)計一個正弦波信號發(fā)生器，輸出頻率在1kHz至100kHz連續(xù)可調(diào)，采用集成運放實現(xiàn)，說明電路結(jié)構(gòu)和調(diào)試方法。9、紅黑樹也是一種自平衡的二叉搜索樹。假設(shè)我們正在研究一個紅黑樹。以下關(guān)于紅黑樹的描述，哪一項是不準確的？（）A.紅黑樹通過對節(jié)點顏色的約束來保持一定程度的平衡B.紅黑樹的插入和刪除操作相對復(fù)雜，但能保證較好的性能C.紅黑樹的查找操作的時間復(fù)雜度在平均情況下優(yōu)于AVL樹D.紅黑樹在頻繁插入和刪除節(jié)點的情況下，性能比AVL樹更穩(wěn)定10、對于一個具有n個節(jié)點的二叉搜索樹，其平均查找長度的期望值在什么量級？（）A.O(1)B.O(logn)C.O(n)D.O(nlogn)11、假設(shè)要設(shè)計一個算法來找出一個整數(shù)數(shù)組中所有出現(xiàn)次數(shù)超過一半的元素。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法的結(jié)合可能是最有效的？（）A.哈希表記錄元素出現(xiàn)次數(shù)，然后篩選出次數(shù)超過一半的元素B.排序數(shù)組，然后通過遍歷找出出現(xiàn)次數(shù)超過一半的元素C.棧，存儲元素并進行比較，難以實現(xiàn)此功能D.隊列，先進先出，不適合統(tǒng)計元素出現(xiàn)次數(shù)12、設(shè)計一個基于CPLD的數(shù)字信號發(fā)生器，能夠產(chǎn)生多種復(fù)雜的數(shù)字信號，包括信號類型選擇和參數(shù)設(shè)置。13、設(shè)計一個基于DSP的音頻降噪系統(tǒng)，能夠有效降低背景噪聲，給出算法原理和代碼實現(xiàn)。14、設(shè)計一個射頻電路中的功率放大器線性化方案，提高放大器的線性度和效率。15、設(shè)計一個基于單片機的智能小車控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)小車的自動避障、循跡和遠程控制功能。16、利用數(shù)字邏輯電路設(shè)計一個數(shù)字時鐘分頻器，將輸入時鐘信號分頻為不同頻率的輸出信號。17、設(shè)計一個基于數(shù)字圖像處理的目標跟蹤系統(tǒng)，能夠在視頻中實時跟蹤特定目標的運動軌跡。18、設(shè)計一個基于FPGA的交通信號燈控制系統(tǒng)，能夠根據(jù)不同的時間段和車流量自動調(diào)整信號燈的時長，實現(xiàn)智能化交通控制。19、設(shè)計一個基于Wi-Fi的無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)實時視頻傳輸和遠程控制，闡述系統(tǒng)組成和網(wǎng)絡(luò)配置。20、設(shè)計一個基于光電二極管的光強測量系統(tǒng)，能夠測量不同波長的光強，精度達到0.1μW/cm2。21、設(shè)計一個太陽能充電器電路，能夠?qū)⑻柲苻D(zhuǎn)換為電能，為手機、平板電腦等設(shè)備充電，輸出電壓為5V。22、設(shè)計一個數(shù)字電壓表高精度測量電路，能夠?qū)崿F(xiàn)更高精度的直流電壓測量，精度達到±0.01V。23、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(guān)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(fù)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(yù)留一定的額外空間D.擴容操作的時間復(fù)雜度總是O(n)，其中n是數(shù)組中的元素數(shù)量24、在排序算法中，冒泡排序是一種簡單的排序方法。以下關(guān)于冒泡排序的說法，不正確的是：（）A.冒泡排序通過反復(fù)比較相鄰元素并交換位置，將最大（或最?。┰刂鸩健案　钡綌?shù)組的一端B.冒泡排序在最好情況下的時間復(fù)雜度為O(n)，在最壞情況下的時間復(fù)雜度為O(n^2)C.冒泡排序是一種穩(wěn)定的排序算法，即相同元素的相對順序在排序前后保持不變D.冒泡排序的空間復(fù)雜度較高，需要額外的大量存儲空間25、設(shè)計一個簡單的無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，工作頻率在ISM頻段，傳輸距離不小于100米，數(shù)據(jù)傳輸速率不低于1Mbps，說明系統(tǒng)組成和關(guān)鍵技術(shù)。26、設(shè)計一個基于藍牙技術(shù)的無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，實現(xiàn)短距離設(shè)備之間的數(shù)據(jù)通信，給出系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計。27、在一個社交網(wǎng)絡(luò)分析程序中，需要表示用戶之間的關(guān)注關(guān)系，并能夠快速地找出某個用戶的直接關(guān)注者和被關(guān)注者，以及計算用戶之間的最短路徑。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)最適合用于構(gòu)建這樣的社交網(wǎng)絡(luò)模型？（）A.鄰接矩陣，直觀表示節(jié)點之間的連接關(guān)系B.鄰接表，節(jié)省存儲空間并支持快速遍歷C.十字鏈表，便于雙向操作和動態(tài)修改D.雙向鏈表，方便查找前后節(jié)點的關(guān)系28、設(shè)計一個基于單片機的智能風(fēng)扇控制系統(tǒng)，能夠根據(jù)環(huán)境溫度自動調(diào)節(jié)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速。29、在排序算法的改進和優(yōu)化中，常常結(jié)合多種算法的優(yōu)點。以下關(guān)于混合排序算法的敘述，錯誤的是（）A.可以將快速排序和插入排序結(jié)合，在小規(guī)模數(shù)據(jù)時使用插入排序B.混合排序算法能夠在不同情況下發(fā)揮不同算法的優(yōu)勢，提高整體性能C.設(shè)計混合排序算法時，需要考慮不同算法之間的切換時機和條件D.混合排序算法一定比單一的排序算法性能更好30、設(shè)計一個基于模擬移相器的相位調(diào)節(jié)系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對輸入信號相位的連續(xù)調(diào)節(jié)。二、綜合題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）假設(shè)一個電商平臺要進行促銷活動，需要根據(jù)用戶的購買歷史和瀏覽記錄為其推薦相關(guān)商品。請設(shè)計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲用戶的行為數(shù)據(jù)，并實現(xiàn)推薦算法，能夠快速為用戶生成個性化的商品推薦列表。2、（本題5分）某機場的航班管理系統(tǒng)需要存儲航班的信息，如航班編號、出發(fā)地、目的地、起飛時間、降落時間、航班狀態(tài)等。系統(tǒng)要能夠快速查找特定航班、按照起飛時間對航班進行排序、新增航班、修改航班信息、取消航班。請設(shè)計合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，并給出代碼實現(xiàn)和性能評估。3、（本題5分）一個快遞公司的包裹跟蹤系統(tǒng)需要記錄包裹的單號、運輸路徑、當前位置和預(yù)計送達時間。設(shè)計合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)包裹狀態(tài)的實時查詢和跟蹤。4、（本題5分）一個在線心理咨詢平臺需要記錄咨詢者的問題、咨詢師的回答和咨詢進度。設(shè)計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來保護用戶隱私，并支持咨詢記錄的查詢和統(tǒng)計。5、（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(shè)計一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，實現(xiàn)優(yōu)惠券的精準發(fā)放和管理。三、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）描述二叉樹的后序遍歷在二叉樹的計算節(jié)點高度、平衡檢查等操作中的應(yīng)用。2、（本題5分）解釋在一個具有n個頂點的圖中，如何使用深度優(yōu)先搜索找出所有的連通分量。3、（本題5分）在圖的存儲中，如何表示稀疏圖和稠密圖？各有哪些適用的算法？4、（本