西安電子科技大學(xué)長(zhǎng)安學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》2022-2023學(xué)年第一學(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(yè)，共3頁(yè)西安電子科技大學(xué)長(zhǎng)安學(xué)院

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》2022-2023學(xué)年第一學(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、設(shè)計(jì)一個(gè)程控交換系統(tǒng)中的呼叫處理模塊，實(shí)現(xiàn)呼叫的建立、保持和釋放功能，考慮信令交互和資源管理。2、設(shè)計(jì)一個(gè)基于光電編碼器的位移測(cè)量系統(tǒng)，能夠準(zhǔn)確測(cè)量物體的直線位移，并進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示和記錄。3、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的視頻圖像增強(qiáng)系統(tǒng)，能夠?qū)斎氲囊曨l圖像進(jìn)行對(duì)比度增強(qiáng)、亮度調(diào)整等處理。4、在圖的遍歷算法中，深度優(yōu)先搜索和廣度優(yōu)先搜索是兩種基本方法。以下關(guān)于深度優(yōu)先搜索的描述，不正確的是（）A.采用棧來(lái)實(shí)現(xiàn)B.可能會(huì)出現(xiàn)重復(fù)訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)的情況C.對(duì)于連通圖，能遍歷到所有節(jié)點(diǎn)D.可以用于求解圖的連通分量5、并查集是一種用于處理不相交集合的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。假設(shè)我們正在使用并查集解決問(wèn)題。以下關(guān)于并查集的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.并查集通過(guò)路徑壓縮和按秩合并兩種優(yōu)化方法提高操作效率B.可以使用并查集判斷兩個(gè)元素是否屬于同一個(gè)集合C.并查集的查找操作的時(shí)間復(fù)雜度在經(jīng)過(guò)優(yōu)化后可以達(dá)到O(1)D.并查集只能用于處理整數(shù)元素，不能處理其他類型的數(shù)據(jù)6、設(shè)計(jì)一個(gè)溫度傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)分析與預(yù)警電路，能夠?qū)囟葌鞲衅骶W(wǎng)絡(luò)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，當(dāng)溫度異常時(shí)發(fā)出預(yù)警信號(hào)。7、設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)字信號(hào)處理的音頻均衡系統(tǒng)，能夠根據(jù)用戶需求對(duì)音頻頻譜進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。8、利用數(shù)字電路技術(shù)，設(shè)計(jì)一個(gè)智能停車(chē)場(chǎng)管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)車(chē)輛的自動(dòng)識(shí)別、車(chē)位引導(dǎo)和收費(fèi)管理。9、根據(jù)數(shù)字信號(hào)處理理論，設(shè)計(jì)一個(gè)圖像銳化處理系統(tǒng)，增強(qiáng)圖像的邊緣和細(xì)節(jié)信息。10、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的高速數(shù)據(jù)通信接口，實(shí)現(xiàn)與外部設(shè)備的高速數(shù)據(jù)傳輸。11、設(shè)計(jì)一個(gè)移動(dòng)通信系統(tǒng)中的切換控制模塊，能夠根據(jù)信號(hào)強(qiáng)度和質(zhì)量實(shí)現(xiàn)平滑切換，分析切換成功率。12、設(shè)計(jì)一個(gè)音頻均衡器電路，能夠?qū)Σ煌l段的音頻信號(hào)進(jìn)行獨(dú)立調(diào)節(jié)，給出電路結(jié)構(gòu)和參數(shù)計(jì)算。13、設(shè)計(jì)一個(gè)高速串行通信接口，采用USBType-C接口，傳輸速率達(dá)到10Gbps，說(shuō)明硬件實(shí)現(xiàn)和協(xié)議棧。14、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的圖像縮放系統(tǒng)，能夠?qū)斎雸D像進(jìn)行任意比例的縮放。15、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的性能評(píng)估中，除了時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度，還有其他指標(biāo)。關(guān)于這些評(píng)估指標(biāo)，以下描述哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.平均查找長(zhǎng)度常用于評(píng)估查找算法的性能B.算法的穩(wěn)定性也是一個(gè)重要的評(píng)估指標(biāo)，特別是在排序算法中C.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的可維護(hù)性和可讀性在實(shí)際應(yīng)用中通常不重要D.對(duì)于特定的應(yīng)用場(chǎng)景，還需要考慮數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與其他部分的集成和協(xié)作效率二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）詳細(xì)說(shuō)明在圖的遍歷中，如何處理帶有權(quán)值的邊，例如在最短路徑算法中的應(yīng)用。2、（本題5分）詳細(xì)說(shuō)明如何在一個(gè)數(shù)組中找到連續(xù)子數(shù)組的最大和，給出算法步驟和實(shí)現(xiàn)代碼，并分析其時(shí)間復(fù)雜度。3、（本題5分）解釋圖的連通性問(wèn)題的變體，如弱連通圖、橋和割點(diǎn)等概念及檢測(cè)方法。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)大型企業(yè)的人力資源管理系統(tǒng)中，需要存儲(chǔ)員工的信息，包括員工編號(hào)、姓名、部門(mén)、職位、工資、績(jī)效評(píng)估等。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)管理員工數(shù)據(jù)，能夠快速查找特定員工、按部門(mén)或職位分類、更新員工信息，并計(jì)算部門(mén)的平均工資。2、（本題5分）某社交網(wǎng)絡(luò)的消息推送系統(tǒng)需要對(duì)用戶的消息進(jìn)行管理。消息包括發(fā)送者ID、接收者ID、消息內(nèi)容、發(fā)送時(shí)間等。這些消息以環(huán)形隊(duì)列的形式存儲(chǔ)。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)算法實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）按照發(fā)送時(shí)間順序推送消息給接收者；（2）用戶讀取消息后刪除已讀消息；（3）查詢某個(gè)用戶未讀消息的數(shù)量；（4）當(dāng)隊(duì)列滿時(shí)，如何處理新的消息。分析算法的時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。3、（本題5分）在一個(gè)在線論壇的帖子管理系統(tǒng)中，帖子有不同的主題、發(fā)布者、發(fā)布時(shí)間、回復(fù)數(shù)量等屬性。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)帖子信息，支持帖子的發(fā)布、刪除、置頂、加精等操作，能夠快速按主題、發(fā)布時(shí)間、回復(fù)數(shù)量等條件對(duì)帖子進(jìn)行排序和查詢。4、（本題5分）一個(gè)在線教育平臺(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。5、（本題5分）某城市的公交路線管理系統(tǒng)需要存儲(chǔ)公交路線的信息，如路線編號(hào)、起點(diǎn)站、終點(diǎn)站、途經(jīng)站點(diǎn)、發(fā)車(chē)時(shí)間等。系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)快速查找特定路線、按照路線長(zhǎng)度對(duì)路線進(jìn)行排序、新增和刪除路線、修改路線的發(fā)車(chē)時(shí)間等功能。請(qǐng)確定合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并詳細(xì)描述算法設(shè)計(jì)和代碼實(shí)現(xiàn)，同時(shí)分析其時(shí)間和空間復(fù)雜度。四、設(shè)計(jì)題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分