紹興文理學院元培學院《數(shù)據(jù)結構》2021-2022學年第一學期期末試卷

學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁紹興文理學院元培學院

《數(shù)據(jù)結構》2021-2022學年第一學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、圖是一種復雜的數(shù)據(jù)結構。假設我們正在研究一個無向圖。以下關于圖的描述，哪一項是不準確的？（）A.圖可以用鄰接矩陣或鄰接表來存儲，不同的存儲方式適用于不同的場景B.圖的深度優(yōu)先搜索和廣度優(yōu)先搜索算法可以用于遍歷圖中的所有節(jié)點C.在無向圖中，兩個節(jié)點之間的邊是雙向的，邊的權值通常表示節(jié)點之間的距離或關系強度D.圖的最小生成樹是唯一的，無論使用哪種算法求解2、設計一個基于數(shù)字圖像處理的醫(yī)學圖像分析系統(tǒng)，能夠輔助醫(yī)生進行疾病診斷和治療。3、哈希表是一種用于快速查找的數(shù)據(jù)結構。對于哈希表的性能，以下描述哪一項是不正確的？（）A.哈希函數(shù)的設計直接影響哈希表的性能，好的哈希函數(shù)可以減少沖突B.處理哈希沖突的方法有開放尋址法和鏈地址法等C.哈希表的查找、插入和刪除操作的平均時間復雜度均為O(1)D.哈希表的性能不受表的裝填因子的影響，裝填因子可以任意取值4、設計一個音頻均衡器參數(shù)自動調整與存儲電路，能夠根據(jù)輸入音頻信號自動調整均衡器參數(shù)，并將參數(shù)存儲起來供下次使用。5、設計一個基于Wi-Fi的智能家居安防系統(tǒng)，實現(xiàn)入侵檢測、視頻監(jiān)控和報警功能，闡述系統(tǒng)組成和網絡配置。6、在數(shù)據(jù)結構的操作中，可能會出現(xiàn)時間和空間的權衡。以下關于時間和空間權衡的描述，不準確的是：（）A.有時候為了提高操作的時間效率，可能需要犧牲一些存儲空間，例如使用緩存來加速數(shù)據(jù)訪問B.某些數(shù)據(jù)結構在節(jié)省空間的同時，可能會導致操作的時間復雜度增加，例如壓縮存儲的數(shù)組C.在任何情況下，都應該優(yōu)先考慮時間效率，而忽略空間的消耗，因為時間往往比空間更寶貴D.時間和空間的權衡需要根據(jù)具體的應用場景和需求來決定，沒有絕對的最優(yōu)策略7、假設在一個實時交通監(jiān)控系統(tǒng)中，需要不斷地接收車輛的位置信息，并快速判斷某一區(qū)域內車輛的擁堵情況。為了有效地存儲和處理這些實時數(shù)據(jù)，以下哪種數(shù)據(jù)結構可以提供快速的查詢和更新操作？（）A.紅黑樹B.線段樹C.B樹D.圖8、設計一個數(shù)字存儲示波器觸發(fā)電路，能夠根據(jù)特定的信號條件觸發(fā)示波器的采樣，提高測量的準確性。9、在數(shù)據(jù)結構中，數(shù)組是一種常見的存儲結構。關于數(shù)組的特點和應用，以下描述不正確的是（）A.數(shù)組的元素在內存中是連續(xù)存儲的，便于隨機訪問B.數(shù)組的大小在定義后通常不能改變C.二維數(shù)組在內存中是按行優(yōu)先或列優(yōu)先的順序存儲的D.數(shù)組只能用于存儲相同類型的數(shù)據(jù)，不能存儲不同類型的數(shù)據(jù)10、設計一個基于Arduino的智能家居控制系統(tǒng)，能夠實現(xiàn)燈光控制、溫度監(jiān)測和窗簾控制，描述系統(tǒng)組成和通信協(xié)議。11、設計一個基于單片機的智能灌溉控制器，能夠根據(jù)土壤濕度和作物需水規(guī)律自動控制灌溉水量和時間。12、設計一個基于無線通信技術的智能農業(yè)環(huán)境監(jiān)測與灌溉控制系統(tǒng)，實現(xiàn)精準農業(yè)管理。13、考慮用數(shù)據(jù)結構來實現(xiàn)一個字典功能，要求能夠快速插入、刪除和查找元素。以下哪種數(shù)據(jù)結構可能是最合適的（）A.紅黑樹B.跳表C.堆D.以上數(shù)據(jù)結構都可以14、利用電力電子技術設計一個交流-直流變換器（AC-DCConverter），實現(xiàn)將交流電源轉換為穩(wěn)定的直流電源輸出。15、設計一個電磁波發(fā)射與接收系統(tǒng)，工作頻率在特定頻段，能夠實現(xiàn)一定距離內的有效通信，并分析其傳播特性。二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）詳細論述在具有n個頂點的無向圖中，如何使用克魯斯卡爾（Kruskal）算法生成最小生成樹，并說明算法的基本思想和關鍵步驟。2、（本題5分）詳細說明如何在一個二叉搜索樹中查找最大和最小元素。3、（本題5分）詳細解釋什么是線索二叉樹，說明如何構建線索二叉樹以及如何利用線索進行遍歷操作。4、（本題5分）解釋在一個循環(huán)鏈表中如何查找指定元素，以及如何實現(xiàn)鏈表的反轉操作。三、綜合題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）某在線考試系統(tǒng)需要記錄考生的考試信息，包括考生ID、考試科目、考試時間、答題情況、成績等。請設計合適的數(shù)據(jù)結構來存儲這些考試數(shù)據(jù)，實現(xiàn)快速查詢考生成績、按科目統(tǒng)計平均分、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。2、（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)量對貨物進行排序、新增貨物類別、修改貨物信息、刪除貨物。請選擇恰當?shù)臄?shù)據(jù)結構，并詳細說明算法和代碼實現(xiàn)，以及性能分析。3、（本題5分）一個在線點餐系統(tǒng)需要管理菜品信息、菜單、用戶訂單和支付信息等。設計一種數(shù)據(jù)結構來存儲這些信息，支持菜品的添加、刪除和修改，菜單的生成，用戶訂單的處理和支付信息的記錄，并能夠快速處理高峰時段的大量訂單和優(yōu)化配送路線。4、（本題5分）一個在線圖書館的書籍借閱系統(tǒng)需要對書籍的借閱情況和讀者信息進行管理。書籍信息包括書籍編號、書名、作者、借閱狀態(tài)等，讀者信息包括讀者編號、姓名、借閱記錄等。這些信息以并查集的形式存儲。請設計算法實現(xiàn)以下功能：（1）讀者借閱書籍；（2）讀者歸還書籍；（3）查詢某本書是否可借；（4）統(tǒng)計某讀者的借閱次數(shù)。分析算法的時間復雜度和空間復雜度。5、（本題5分）一個視頻網站需要對用戶的觀看歷史和偏好進行分析，以提供個性化的推薦。用戶的觀看歷史以字典樹的形式存儲。請設計算法實現(xiàn)以下功能：（1）根據(jù)用戶的觀看歷史推薦相關視頻；（2）統(tǒng)計用戶觀看某類視頻的次數(shù)；（3）更新用戶的觀看歷史；（4）處理大量用戶數(shù)據(jù)時，如何優(yōu)化字典樹的存儲和查詢效率。分析算法的時間復雜度和空間復雜度。四、設計題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）構建一個算法，對一個有向無環(huán)圖進行拓撲排序，并輸出所有可能的拓撲序列。2