西安工業(yè)大學(xué)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

站名：站名：年級(jí)專(zhuān)業(yè)：姓名：學(xué)號(hào)：凡年級(jí)專(zhuān)業(yè)、姓名、學(xué)號(hào)錯(cuò)寫(xiě)、漏寫(xiě)或字跡不清者，成績(jī)按零分記?！堋狻€(xiàn)…………第1頁(yè)，共1頁(yè)西安工業(yè)大學(xué)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》

2021-2022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)數(shù)字電壓表電路，能夠測(cè)量直流電壓，測(cè)量范圍為0V到100V，精度為±0.1V。2、設(shè)計(jì)一個(gè)基于藍(lán)牙的無(wú)線(xiàn)鍵盤(pán)，能夠與計(jì)算機(jī)或移動(dòng)設(shè)備進(jìn)行無(wú)線(xiàn)連接，實(shí)現(xiàn)按鍵輸入功能。3、設(shè)計(jì)一個(gè)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(shí)現(xiàn)。4、字典樹(shù)（Trie樹(shù)）常用于字符串的存儲(chǔ)和查找。假設(shè)我們正在使用字典樹(shù)處理字符串集合。以下關(guān)于字典樹(shù)的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.字典樹(shù)利用字符串的公共前綴來(lái)節(jié)省存儲(chǔ)空間和提高查找效率B.插入和查找操作在字典樹(shù)中的時(shí)間復(fù)雜度與字符串的長(zhǎng)度有關(guān)C.字典樹(shù)可以方便地實(shí)現(xiàn)字符串的前綴匹配和搜索功能D.字典樹(shù)適合存儲(chǔ)大量短字符串，對(duì)于長(zhǎng)字符串效果不佳5、設(shè)計(jì)一個(gè)基于編碼器和驅(qū)動(dòng)器的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)，能夠精確控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。6、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的圖像識(shí)別加速系統(tǒng)，提高圖像識(shí)別的速度和準(zhǔn)確率，闡述硬件加速原理和實(shí)現(xiàn)。7、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。8、在一個(gè)編譯器的符號(hào)表管理中，需要快速插入、查找和更新變量、函數(shù)等符號(hào)的信息。為了實(shí)現(xiàn)高效的符號(hào)表操作，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)通常會(huì)被選用？（）A.哈希表B.二叉搜索樹(shù)C.平衡二叉樹(shù)D.鏈表9、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，還需要考慮其他因素。以下關(guān)于性能評(píng)估的描述，不正確的是：（）A.算法的可讀性和可維護(hù)性也是評(píng)估的重要因素，過(guò)于復(fù)雜的算法可能難以理解和修改B.代碼的實(shí)現(xiàn)效率，如編程語(yǔ)言的特性和編譯器的優(yōu)化，也會(huì)對(duì)實(shí)際性能產(chǎn)生影響C.數(shù)據(jù)的分布和特點(diǎn)可能會(huì)影響算法的性能，例如有序數(shù)據(jù)和無(wú)序數(shù)據(jù)對(duì)排序算法的影響不同D.性能評(píng)估只需要關(guān)注理論上的時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度，實(shí)際運(yùn)行時(shí)的情況可以忽略不計(jì)10、設(shè)計(jì)一個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，滿(mǎn)足特定的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模、性能和可靠性要求，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)性能分析和優(yōu)化。11、根據(jù)傳感器原理，設(shè)計(jì)一個(gè)用于火災(zāi)預(yù)警的煙霧傳感器系統(tǒng)，能夠及時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。12、紅黑樹(shù)也是一種自平衡的二叉搜索樹(shù)。假設(shè)我們正在研究一個(gè)紅黑樹(shù)。以下關(guān)于紅黑樹(shù)的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.紅黑樹(shù)通過(guò)對(duì)節(jié)點(diǎn)顏色的約束來(lái)保持一定程度的平衡B.紅黑樹(shù)的插入和刪除操作相對(duì)復(fù)雜，但能保證較好的性能C.紅黑樹(shù)的查找操作的時(shí)間復(fù)雜度在平均情況下優(yōu)于A(yíng)VL樹(shù)D.紅黑樹(shù)在頻繁插入和刪除節(jié)點(diǎn)的情況下，性能比AVL樹(shù)更穩(wěn)定13、設(shè)計(jì)一個(gè)高頻振蕩器電路，工作頻率在50MHz以上，輸出穩(wěn)定的正弦波信號(hào)，給出電路結(jié)構(gòu)和調(diào)試要點(diǎn)。14、在一個(gè)大型電商網(wǎng)站的數(shù)據(jù)庫(kù)中，需要存儲(chǔ)和快速查找商品的信息，包括商品編號(hào)、名稱(chēng)、價(jià)格、庫(kù)存數(shù)量等。為了實(shí)現(xiàn)高效的查找和操作，選擇合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)至關(guān)重要。假設(shè)需要頻繁地根據(jù)商品編號(hào)查找商品的詳細(xì)信息，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最合適的？（）A.鏈表，便于動(dòng)態(tài)插入和刪除元素B.數(shù)組，支持隨機(jī)訪(fǎng)問(wèn)C.二叉搜索樹(shù)，查找效率較高D.哈希表，能夠快速定位特定鍵的值15、當(dāng)使用樹(shù)這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)和組織數(shù)據(jù)時(shí)，二叉搜索樹(shù)是一種常見(jiàn)的類(lèi)型。假設(shè)要在二叉搜索樹(shù)中快速查找一個(gè)特定的值，以下關(guān)于二叉搜索樹(shù)的性質(zhì)，哪個(gè)是關(guān)鍵的（）A.左子樹(shù)的值都小于根節(jié)點(diǎn)，右子樹(shù)的值都大于根節(jié)點(diǎn)B.每個(gè)節(jié)點(diǎn)的度不超過(guò)2C.樹(shù)的高度是固定的D.節(jié)點(diǎn)的值是隨機(jī)分布的二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）解釋如何在一個(gè)有序鏈表中進(jìn)行插入操作，保持鏈表的有序性，給出算法步驟和實(shí)現(xiàn)代碼，并分析其時(shí)間復(fù)雜度。2、（本題5分）詳細(xì)闡述在利用哈希表存儲(chǔ)數(shù)據(jù)時(shí)，如何解決哈希沖突，以及如何提高哈希表的查找效率。3、（本題5分）論述AVL樹(shù)在進(jìn)行旋轉(zhuǎn)操作時(shí)，如何保持二叉搜索樹(shù)的性質(zhì)和中序遍歷的順序不變。三、綜合題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）一個(gè)在線(xiàn)心理咨詢(xún)平臺(tái)需要記錄咨詢(xún)者的問(wèn)題、咨詢(xún)師的回答和咨詢(xún)進(jìn)度。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)保護(hù)用戶(hù)隱私，并支持咨詢(xún)記錄的查詢(xún)和統(tǒng)計(jì)。2、（本題5分）某在線(xiàn)購(gòu)物網(wǎng)站的促銷(xiāo)活動(dòng)系統(tǒng)需要根據(jù)用戶(hù)的消費(fèi)記錄和行為，為用戶(hù)發(fā)放優(yōu)惠券。設(shè)計(jì)一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，實(shí)現(xiàn)優(yōu)惠券的精準(zhǔn)發(fā)放和管理。3、（本題5分）某在線(xiàn)論壇需要對(duì)帖子和回復(fù)進(jìn)行管理。帖子和回復(fù)以雙向鏈表的形式存儲(chǔ)。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)算法實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）按照發(fā)布時(shí)間順序輸出帖子和回復(fù)；（2）將熱門(mén)帖子置頂；（3）刪除某個(gè)違規(guī)的帖子或回復(fù)；（4）統(tǒng)計(jì)每個(gè)帖子的回復(fù)數(shù)量。分析算法的時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。4、（本題5分）某電商平臺(tái)的推薦系統(tǒng)需要根據(jù)用戶(hù)的購(gòu)買(mǎi)歷史、瀏覽記錄和收藏夾等信息為用戶(hù)推薦商品。設(shè)計(jì)一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)用戶(hù)行為信息，實(shí)現(xiàn)商品的推薦算法，并能夠?qū)崟r(shí)更新推薦結(jié)果以適應(yīng)用戶(hù)興趣的變化。5、（本題5分）某公司的項(xiàng)目任務(wù)分配系統(tǒng)需要對(duì)多個(gè)項(xiàng)目的任務(wù)和員工分配情況進(jìn)行管理。任務(wù)信息包括任務(wù)編號(hào)、任務(wù)描述、負(fù)責(zé)人、截止日期等，員工信息包括員工編號(hào)、姓名、負(fù)責(zé)任務(wù)等。考慮使用線(xiàn)索二叉樹(shù)來(lái)存儲(chǔ)這些信息。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)算法實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）插入新的任務(wù)或員工信息；（2）刪除已完成的任務(wù)或離職員工信息；（3）按照截止日期對(duì)任務(wù)進(jìn)行排序；（4）查找某個(gè)員工負(fù)責(zé)的所有任務(wù)。分析所設(shè)計(jì)算法的時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。四、設(shè)計(jì)題（本大題共3個(gè)小題