浙大城市學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)》2021-2022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)浙大城市學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)》

2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個(gè)小題，每小題1分，共15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、插入排序在小型數(shù)據(jù)集上表現(xiàn)較好。以下關(guān)于插入排序的描述，不正確的是（）A.將待排序元素插入到已排序部分的合適位置B.插入排序的平均時(shí)間復(fù)雜度為O(n2)，但在近乎有序的情況下性能較好C.插入排序是一種穩(wěn)定的排序算法D.插入排序在處理大規(guī)模數(shù)據(jù)時(shí)效率很高2、哈夫曼樹(shù)是一種最優(yōu)二叉樹(shù)，常用于數(shù)據(jù)壓縮。以下關(guān)于哈夫曼樹(shù)的特點(diǎn)，錯(cuò)誤的是（）A.帶權(quán)路徑長(zhǎng)度最小B.沒(méi)有度為1的節(jié)點(diǎn)C.權(quán)值越大的節(jié)點(diǎn)離根節(jié)點(diǎn)越近D.哈夫曼樹(shù)的構(gòu)建過(guò)程是唯一的3、圖是一種復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用于表示對(duì)象之間的關(guān)系。在圖的存儲(chǔ)方式中，鄰接矩陣和鄰接表是常見(jiàn)的兩種方法。對(duì)于一個(gè)具有n個(gè)頂點(diǎn)的無(wú)向圖，如果采用鄰接矩陣存儲(chǔ)，其空間復(fù)雜度為：（）A.O(n)B.O(nlogn)C.O(n^2)D.O(n^3)4、堆排序是基于二叉堆數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的排序算法。假設(shè)我們正在使用堆排序?qū)?shù)組進(jìn)行排序。以下關(guān)于堆排序的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.堆排序首先將數(shù)組構(gòu)建成一個(gè)最大堆或最小堆，然后逐步取出堆頂元素并調(diào)整堆B.堆排序的時(shí)間復(fù)雜度為O(nlogn)，空間復(fù)雜度為O(1)C.堆排序在排序過(guò)程中不需要額外的輔助空間，是一種原地排序算法D.堆排序適用于對(duì)大規(guī)模數(shù)據(jù)進(jìn)行排序，但在數(shù)據(jù)量較小時(shí)性能不如其他排序算法5、設(shè)計(jì)一個(gè)音頻混音器，能夠?qū)⒍鄠€(gè)音頻輸入信號(hào)進(jìn)行混合，并調(diào)節(jié)各通道的音量，給出電路設(shè)計(jì)和混音算法。6、設(shè)計(jì)一個(gè)基于STM8S的智能家電控制器，能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程控制和智能場(chǎng)景切換，給出硬件電路和通信協(xié)議。7、設(shè)計(jì)一個(gè)基于ZigBee技術(shù)的智能溫室控制系統(tǒng)，能夠調(diào)節(jié)溫室內(nèi)的溫度、濕度、光照和二氧化碳濃度。8、利用數(shù)字電路技術(shù)，設(shè)計(jì)一個(gè)智能公交站牌系統(tǒng)，顯示車輛實(shí)時(shí)位置和預(yù)計(jì)到達(dá)時(shí)間。9、設(shè)計(jì)一個(gè)具有自動(dòng)增益控制和動(dòng)態(tài)范圍壓縮功能的音頻處理系統(tǒng)，提高音頻質(zhì)量，給出系統(tǒng)設(shè)計(jì)和性能評(píng)估。10、設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）的圖像識(shí)別系統(tǒng)，能夠識(shí)別簡(jiǎn)單的物體形狀和顏色。11、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的數(shù)字信號(hào)加密系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)字信號(hào)的加密和解密，闡述加密算法和硬件實(shí)現(xiàn)。12、設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的智能電表抄表系統(tǒng)，支持遠(yuǎn)程抄表和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。13、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的高速數(shù)據(jù)通信接口，支持PCIe或以太網(wǎng)接口，給出硬件設(shè)計(jì)和驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)。14、設(shè)計(jì)一個(gè)基于音頻功率放大器芯片的音響系統(tǒng)，輸出功率不小于50W，具備高低音調(diào)節(jié)功能。15、運(yùn)用集成電路知識(shí)，設(shè)計(jì)一款用于智能手表的低功耗藍(lán)牙通信芯片，具備穩(wěn)定的連接和低能耗特性。二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）解釋堆的概念，包括大根堆和小根堆，給出堆的調(diào)整算法步驟，并說(shuō)明堆在排序算法中的應(yīng)用。2、（本題5分）分析在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，如何利用棧和隊(duì)列實(shí)現(xiàn)圖的遍歷。3、（本題5分）論述在樹(shù)的遍歷中，如何使用Morris遍歷算法優(yōu)化空間復(fù)雜度。4、（本題5分）解釋在一個(gè)具有n個(gè)頂點(diǎn)的有向圖中，如何使用拓?fù)渑判蚺袛嗍欠翊嬖谟邢颦h(huán)，并分析其時(shí)間復(fù)雜度。三、綜合題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）某學(xué)校的圖書(shū)館管理系統(tǒng)需要記錄大量的圖書(shū)信息，包括圖書(shū)編號(hào)、書(shū)名、作者、出版社、出版年份、館藏?cái)?shù)量、借閱狀態(tài)等。請(qǐng)為該系統(tǒng)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，能夠快速查找特定圖書(shū)、按作者或出版社分類查詢、統(tǒng)計(jì)熱門(mén)圖書(shū)，并支持新書(shū)的入庫(kù)和舊書(shū)的刪除操作。2、（本題5分）一個(gè)圖書(shū)館的讀者借閱管理系統(tǒng)需要存儲(chǔ)讀者的借閱信息，包括讀者編號(hào)、讀者姓名、借閱圖書(shū)編號(hào)、借閱日期、應(yīng)還日期等。系統(tǒng)要支持快速查找讀者的借閱記錄、按照應(yīng)還日期對(duì)借閱記錄進(jìn)行排序、新增借閱、歸還圖書(shū)操作。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，并給出代碼實(shí)現(xiàn)和性能評(píng)估。3、（本題5分）在一個(gè)社交媒體平臺(tái)中，需要管理用戶的關(guān)注關(guān)系和發(fā)布的動(dòng)態(tài)信息。設(shè)計(jì)一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)用戶之間的關(guān)注關(guān)系和動(dòng)態(tài)信息，支持快速查詢用戶的關(guān)注者和被關(guān)注者列表，以及獲取用戶發(fā)布的最新動(dòng)態(tài)，并能夠高效地推送動(dòng)態(tài)給關(guān)注者。4、（本題5分）假設(shè)有一個(gè)電商網(wǎng)站，需要實(shí)時(shí)處理大量的訂單信息。訂單信息包括訂單號(hào)、商品名稱、購(gòu)買(mǎi)數(shù)量、客戶姓名、收貨地址等。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)和管理這些訂單數(shù)據(jù)，并實(shí)現(xiàn)訂單的快速插入、查找、修改和刪除操作，同時(shí)能夠高效地統(tǒng)計(jì)不同商品的銷售數(shù)量。5、（本題5分）一個(gè)學(xué)校的選課系統(tǒng)需要管理課程和學(xué)生的選課信息，包括課程編號(hào)、課程名稱、授課教師、選課學(xué)生名單等。系統(tǒng)要支持快速查找特定課程的選課情況、按照選課人數(shù)對(duì)課程進(jìn)行排序、學(xué)生選課和退課操作。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)合理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，并提供代碼實(shí)現(xiàn)和性能分析。四、設(shè)計(jì)題（本大題共4個(gè)小題，共40分)1、（本題10分）設(shè)計(jì)檢測(cè)圖是否存在歐拉回路的算法，并通過(guò)實(shí)際例子說(shuō)明