瓊臺師范學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分批閱人一、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、設(shè)計一個基于數(shù)字圖像處理的人臉識別考勤系統(tǒng)，提高考勤的準(zhǔn)確性和效率。2、設(shè)計一個通信系統(tǒng)中的軟件定義無線電（SDR）平臺，實現(xiàn)靈活的調(diào)制解調(diào)功能。3、在圖的最短路徑問題中，Dijkstra算法是一種常用的算法。以下關(guān)于Dijkstra算法的描述中，不正確的是（）A.該算法適用于有向圖和無向圖B.算法從起始頂點開始，逐步計算到其他頂點的最短路徑C.算法通過不斷更新頂點的距離值來找到最短路徑D.算法的時間復(fù)雜度為O(n^2)，其中n是頂點的數(shù)量4、設(shè)計一個光耦驅(qū)動電路，用于驅(qū)動大功率負(fù)載，給出電路參數(shù)和可靠性分析。5、假設(shè)正在設(shè)計一個網(wǎng)絡(luò)爬蟲程序，需要存儲已經(jīng)訪問過的網(wǎng)頁URL，并快速判斷一個新的URL是否已經(jīng)被訪問過。由于需要處理大量的URL，內(nèi)存使用效率也很重要。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)最適合用于解決這個問題？（）A.集合，快速判斷元素是否存在B.鏈表，順序存儲訪問過的URLC.棧，按照訪問順序存儲URLD.隊列，先進(jìn)先出地處理URL6、設(shè)計一個數(shù)字頻率計，能夠測量輸入信號的頻率，測量范圍為1Hz-10MHz，精度達(dá)到1Hz。7、假設(shè)正在開發(fā)一個文本編輯軟件，需要能夠快速地對輸入的文本進(jìn)行插入、刪除和查找操作。同時，要能夠高效地實現(xiàn)文本的回退和重做功能。為了滿足這些需求，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最優(yōu)的選擇？（）A.順序表，存儲文本數(shù)據(jù)，操作簡單直接B.雙向鏈表，方便在任意位置進(jìn)行插入和刪除C.棧，用于實現(xiàn)回退和重做功能D.散列表，快速查找文本中的特定字符或字符串8、設(shè)計一個基于PLC的流水線控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品的自動輸送、加工、檢測和包裝等操作。9、設(shè)計一個基于FPGA的數(shù)字通信收發(fā)系統(tǒng)，支持常見的通信協(xié)議，如UART、SPI等。10、考慮一個有向無環(huán)圖（DAG），假設(shè)需要對其進(jìn)行拓?fù)渑判?。以下關(guān)于拓?fù)渑判虻慕Y(jié)果，哪個說法是正確的（）A.結(jié)果是唯一的B.結(jié)果可能不唯一C.不存在拓?fù)渑判駾.以上說法都不對11、設(shè)計一個基于STM8的電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，采用PWM控制方式，能夠?qū)崿F(xiàn)正反轉(zhuǎn)和調(diào)速功能，描述系統(tǒng)組成和控制算法。12、在圖的存儲結(jié)構(gòu)中，鄰接多重表主要用于無向圖的存儲。對于鄰接多重表的特點，以下描述哪一項是不正確的？（）A.鄰接多重表能夠減少在無向圖中存儲邊時的冗余信息B.便于對邊進(jìn)行刪除和插入操作C.鄰接多重表的空間復(fù)雜度比鄰接表低D.鄰接多重表在查找邊的信息時效率比鄰接矩陣高13、選擇排序也是一種簡單的排序算法。以下關(guān)于選擇排序的特點，描述錯誤的是（）A.每一輪選擇未排序部分的最小元素與當(dāng)前位置交換B.時間復(fù)雜度始終為O(n^2)C.是一種不穩(wěn)定的排序算法D.不需要額外的存儲空間14、假設(shè)在一個算法競賽中，需要在有限的時間內(nèi)解決一個涉及大量數(shù)據(jù)處理和復(fù)雜邏輯的問題。在選擇數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)時，以下哪個因素通常是最關(guān)鍵的考慮因素？（）A.空間復(fù)雜度B.時間復(fù)雜度C.代碼實現(xiàn)的難度D.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的通用性15、設(shè)計一個基于單片機(jī)的智能電表遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)，能夠通過電力線載波通信將電表數(shù)據(jù)傳輸?shù)郊衅鳎瑢崿F(xiàn)遠(yuǎn)程抄表功能。二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）論述如何利用并查集解決島嶼數(shù)量問題，給出算法思路和代碼實現(xiàn)。2、（本題5分）闡述歸并排序算法的合并過程和遞歸實現(xiàn)，說明其穩(wěn)定性和時間復(fù)雜度，并與其他排序算法進(jìn)行比較。3、（本題5分）解釋什么是哈希表沖突，以及常見的解決哈希表沖突的方法有哪些？4、（本題5分）在一個具有n個元素的雙向鏈表中，如何高效地刪除所有值為特定值的節(jié)點，分析其時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。三、綜合題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）某航空公司的訂票系統(tǒng)需要對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、起降時間、起降地點、座位數(shù)量等，乘客訂票信息包括乘客姓名、身份證號、航班號、座位號等。這些信息以哈希表和鏈表的組合形式存儲。請設(shè)計算法實現(xiàn)以下功能：（1）查詢某個航班的剩余座位數(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)計每個航班的訂票人數(shù)。分析算法的時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。2、（本題5分）某電商倉庫管理系統(tǒng)需要存儲貨物的種類、數(shù)量、存放位置和入庫出庫時間等信息。請設(shè)計合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲貨物信息，支持貨物的入庫、出庫、盤點和庫存查詢操作，并能夠根據(jù)貨物的入庫時間和保質(zhì)期進(jìn)行優(yōu)先出庫處理。3、（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、貨物信息、收件人信息、配送員信息、配送狀態(tài)、預(yù)計送達(dá)時間等。設(shè)計合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲配送數(shù)據(jù)，實現(xiàn)配送信息的快速查詢、狀態(tài)更新、人員調(diào)度，并統(tǒng)計按時送達(dá)率。4、（本題5分）某電商網(wǎng)站的推薦系統(tǒng)需要根據(jù)用戶的瀏覽歷史和購買行為為用戶推薦相關(guān)商品。設(shè)計一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，能夠有效地存儲和分析用戶行為數(shù)據(jù)，實現(xiàn)精準(zhǔn)的商品推薦。5、（本題5分）一個倉庫的貨物分類管理系統(tǒng)需要對不同類型的貨物進(jìn)行分類存儲和管理，包括貨物編號、貨物名稱、貨物類別、貨物數(shù)量、存放位置等信息。系統(tǒng)要支持快速查找特定類別貨物、按照貨物數(shù)量對貨物進(jìn)行排序、新增貨物類別、修改貨物信息、刪除貨物。請選擇恰當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并詳細(xì)說明算法和代碼實現(xiàn)，以及性能分析。四、設(shè)計題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）設(shè)計一個程序，使用循環(huán)隊列存儲圖書館的借閱記錄，實現(xiàn)借閱信息的查詢和管理。2、（本題10分）優(yōu)化并查集的合并策略，提高集合操作的效率，