玉林師范學院《數(shù)據(jù)結構》2023-2024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頁玉林師范學院

《數(shù)據(jù)結構》2023-2024學年第一學期期末試卷題號一二三四總分得分一、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、以下哪種排序算法在平均情況下和最壞情況下的時間復雜度差異最大？（）A.冒泡排序B.插入排序C.快速排序D.選擇排序2、設計一個智能溫度傳感器，能夠通過數(shù)字接口輸出溫度數(shù)據(jù)，并具有低功耗特性，闡述傳感器的原理和電路設計。3、設計一個基于傳感器融合的姿態(tài)測量系統(tǒng)，能夠同時采集加速度、角速度等數(shù)據(jù)，準確測量物體的姿態(tài)。4、在數(shù)據(jù)結構的應用中，圖算法有著廣泛的用途。假設我們正在使用圖算法解決問題。以下關于圖算法的描述，哪一項是不準確的？（）A.最短路徑算法（如Dijkstra算法和Floyd算法）可以用于求解圖中兩點之間的最短路徑B.最小生成樹算法（如Prim算法和Kruskal算法）可以用于構建圖的最小代價連通子圖C.拓撲排序算法可以用于判斷一個有向圖是否存在環(huán)D.所有的圖算法的時間復雜度都相同，與圖的類型和規(guī)模無關5、使用單片機設計一個汽車防盜報警系統(tǒng)，能夠檢測車輛的異常狀態(tài)并發(fā)出警報，同時通過短信通知車主。6、設計一個基于ARM的嵌入式系統(tǒng)，實現(xiàn)視頻采集和編碼，存儲到SD卡中，闡述系統(tǒng)架構和軟件實現(xiàn)流程。7、設計一個光控開關電路，當環(huán)境光照強度低于一定值時，自動打開照明設備，當光照強度高于一定值時，自動關閉照明設備。8、設計一個基于555定時器的脈沖發(fā)生器，輸出脈沖頻率和占空比可調，說明電路原理和調試要點。9、利用通信技術，設計一個無線傳感器網絡節(jié)點，能夠采集環(huán)境數(shù)據(jù)并通過無線網絡將數(shù)據(jù)傳輸?shù)絽R聚節(jié)點。10、樹狀數(shù)組是一種用于高效計算前綴和的數(shù)據(jù)結構。假設我們正在使用樹狀數(shù)組進行計算。以下關于樹狀數(shù)組的描述，哪一項是不準確的？（）A.樹狀數(shù)組通過二進制的位運算來實現(xiàn)快速的更新和查詢操作B.對于一個大規(guī)模數(shù)組，樹狀數(shù)組的空間復雜度比直接計算前綴和的方法低C.樹狀數(shù)組可以用于解決動態(tài)的區(qū)間更新和查詢問題D.樹狀數(shù)組的查詢和更新操作的時間復雜度都為O(n)11、根據(jù)通信原理，設計一個衛(wèi)星通信車載終端的收發(fā)系統(tǒng)，能夠在移動中保持穩(wěn)定的通信連接。12、設計一個電子秤數(shù)據(jù)傳輸電路，能夠將電子秤的測量數(shù)據(jù)傳輸?shù)诫娔X或其他設備進行分析和處理。13、利用射頻電路設計一個衛(wèi)星通信接收前端，包括低噪聲放大器、下變頻器等部分，給出性能指標和實現(xiàn)方案。14、在圖的數(shù)據(jù)結構中，鄰接矩陣和鄰接表是兩種常見的存儲方式。關于這兩種存儲方式，以下描述哪一項是不正確的？（）A.鄰接矩陣使用二維數(shù)組來表示圖中節(jié)點之間的關系，空間復雜度較高B.鄰接表使用鏈表或數(shù)組來存儲節(jié)點的鄰接節(jié)點，適用于稀疏圖C.對于稠密圖，鄰接表的存儲方式比鄰接矩陣更節(jié)省空間D.無論是鄰接矩陣還是鄰接表，在判斷兩個節(jié)點是否相鄰時，時間復雜度都是O(1)15、在數(shù)據(jù)結構中，假設我們需要存儲和操作一個公司員工的信息，包括員工編號、姓名、年齡、職位等。要求能夠快速地按照員工編號查找和修改員工信息。以下哪種數(shù)據(jù)結構最適合？（）A.數(shù)組B.鏈表C.哈希表D.二叉搜索樹二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）對于一個具有n個頂點和e條邊的無向圖，采用鄰接矩陣和鄰接表存儲時，它們在空間復雜度上有何不同？2、（本題5分）詳細闡述在具有n個頂點的無向圖中，如何使用廣度優(yōu)先搜索算法計算圖的直徑，并給出具體的算法步驟和代碼實現(xiàn)。3、（本題5分）闡述后綴樹在多模式匹配中的應用和實現(xiàn)思路。4、（本題5分）解釋如何在一個二叉搜索樹中查找第k大的元素，給出算法步驟和實現(xiàn)代碼，并分析其時間復雜度。三、綜合題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）某公司的項目任務分配系統(tǒng)需要對多個項目的任務和員工分配情況進行管理。任務信息包括任務編號、任務描述、負責人、截止日期等，員工信息包括員工編號、姓名、負責任務等?？紤]使用線索二叉樹來存儲這些信息。請設計算法實現(xiàn)以下功能：（1）插入新的任務或員工信息；（2）刪除已完成的任務或離職員工信息；（3）按照截止日期對任務進行排序；（4）查找某個員工負責的所有任務。分析所設計算法的時間復雜度和空間復雜度。2、（本題5分）某電商平臺需要對用戶的購買記錄進行分析，以了解用戶的消費習慣。購買記錄以鏈表形式存儲，每個節(jié)點包含用戶ID、商品ID、購買時間和購買金額等信息。請設計算法實現(xiàn)以下功能：（1）統(tǒng)計每個用戶的總消費金額；（2）找出消費金額最高的前10個用戶；（3）按照購買時間對購買記錄進行排序。分析算法的時間復雜度和空間復雜度。3、（本題5分）一家超市的庫存管理系統(tǒng)需要記錄商品的庫存信息，包括商品編碼、商品名稱、庫存數(shù)量、進貨價格、銷售價格等。請設計數(shù)據(jù)結構來存儲庫存數(shù)據(jù)，實現(xiàn)商品的快速盤點、庫存預警、進貨和銷售操作，并統(tǒng)計商品的利潤。4、（本題5分）某電商平臺的商品評價系統(tǒng)需要對大量的商品評價進行管理和分析。評價信息包括評價者ID、商品ID、評價內容、評價時間等。這些信息以跳表的形式存儲。請設計算法實現(xiàn)以下功能：（1）按評價時間順序輸出評價；（2）查找指定商品的所有評價；（3）刪除違規(guī)或無效的評價；（4）統(tǒng)計某個評價者的評價數(shù)量。分析算法的時間復雜度和空間復雜度。5、（本題5分）在一個社交媒體平臺中，需要管理用戶的關注關系和發(fā)布的動態(tài)信息。設計一種數(shù)據(jù)結構來存儲用戶之間的關注關系和動態(tài)信息，支持快速查詢用戶的關注者和被關注者列表，以及獲取用戶發(fā)布的最新動態(tài)，并能夠高效地推送動態(tài)給關注者。四、設計題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）利用圖數(shù)據(jù)結構設計一個物流中心貨物配送路徑規(guī)劃