吉林城市職業(yè)技術(shù)學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)原理》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

自覺遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密封線第2頁，共2頁吉林城市職業(yè)技術(shù)學(xué)院

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)原理》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級(jí)_______學(xué)號(hào)_______姓名_______題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共20個(gè)小題，每小題1分，共20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、當(dāng)使用數(shù)組實(shí)現(xiàn)隊(duì)列時(shí)，為了避免假溢出，通常采用循環(huán)隊(duì)列的方式。假設(shè)一個(gè)循環(huán)隊(duì)列的容量為10，當(dāng)前隊(duì)頭指針為3，隊(duì)尾指針為8。此時(shí)入隊(duì)一個(gè)元素后，隊(duì)尾指針應(yīng)該指向哪里（）A.9B.0C.7D.12、哈希表是一種用于快速查找的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。對(duì)于哈希表的性能，以下描述哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.哈希函數(shù)的設(shè)計(jì)直接影響哈希表的性能，好的哈希函數(shù)可以減少?zèng)_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(shí)間復(fù)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3、設(shè)計(jì)一個(gè)基于音頻功率放大器的舞臺(tái)音響系統(tǒng)，輸出功率不小于500W，具備音效調(diào)節(jié)功能。4、若要對(duì)n個(gè)不同的關(guān)鍵字進(jìn)行冒泡排序，在最壞情況下，其比較次數(shù)為？（）A.n(n-1)/2B.nlog2nC.n^2D.n5、設(shè)計(jì)一個(gè)基于DSP的圖像壓縮系統(tǒng)，能夠?qū)Σ噬珗D像進(jìn)行有損壓縮，壓縮比達(dá)到10:1，闡述算法原理和代碼實(shí)現(xiàn)。6、設(shè)計(jì)一個(gè)基于ZigBee技術(shù)的智能農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)土壤濕度、溫度、酸堿度等參數(shù)。7、設(shè)計(jì)一個(gè)光通信收發(fā)模塊的驅(qū)動(dòng)電路，能夠穩(wěn)定驅(qū)動(dòng)光收發(fā)器件，給出電路設(shè)計(jì)和性能測(cè)試結(jié)果。8、若對(duì)一棵二叉排序樹進(jìn)行中序遍歷，得到的序列是一個(gè)有序序列，這是因?yàn)槎媾判驑涞亩x具有以下哪個(gè)特性？（）A.左子樹節(jié)點(diǎn)值小于根節(jié)點(diǎn)值，右子樹節(jié)點(diǎn)值大于根節(jié)點(diǎn)值B.根節(jié)點(diǎn)值大于左子樹所有節(jié)點(diǎn)值，小于右子樹所有節(jié)點(diǎn)值C.每個(gè)節(jié)點(diǎn)的左子樹和右子樹的高度差不超過1D.所有節(jié)點(diǎn)的值互不相同9、基于通信加密技術(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)據(jù)加密傳輸系統(tǒng)，保證數(shù)據(jù)在傳輸過程中的安全性和保密性。10、設(shè)計(jì)一個(gè)基于555定時(shí)器的脈沖發(fā)生器電路，能夠產(chǎn)生頻率在1Hz-100kHz范圍內(nèi)可調(diào)，占空比在10%-90%范圍內(nèi)可調(diào)的矩形脈沖。11、設(shè)計(jì)一個(gè)基于ADC和DAC的模擬信號(hào)采集與回放系統(tǒng)，能夠?qū)σ纛l范圍內(nèi)的模擬信號(hào)進(jìn)行采集、數(shù)字化處理和回放，給出系統(tǒng)架構(gòu)和性能指標(biāo)分析。12、考慮一個(gè)表達(dá)式求值的程序，例如計(jì)算數(shù)學(xué)表達(dá)式3+(4*5)-6。為了正確地按照運(yùn)算符的優(yōu)先級(jí)進(jìn)行計(jì)算，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)常常被用于輔助計(jì)算過程？（）A.隊(duì)列，存儲(chǔ)待計(jì)算的數(shù)字和運(yùn)算符B.棧，用于處理運(yùn)算符的優(yōu)先級(jí)C.數(shù)組，存儲(chǔ)表達(dá)式的各個(gè)元素D.二叉樹，構(gòu)建表達(dá)式的結(jié)構(gòu)13、運(yùn)用通信網(wǎng)絡(luò)原理，設(shè)計(jì)一個(gè)物流配送中心的貨物跟蹤系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)方案，實(shí)時(shí)掌握貨物位置和狀態(tài)。14、設(shè)計(jì)一個(gè)電源適配器，輸入為交流220V，輸出為直流5V/2A，具有過壓保護(hù)和短路保護(hù)功能，給出電路設(shè)計(jì)和變壓器參數(shù)計(jì)算。15、設(shè)一棵二叉樹的中序遍歷結(jié)果為ABCDEFG，前序遍歷結(jié)果為DBAECFG，則后序遍歷結(jié)果為（）A.ACGFEDBB.BDFEGCAC.DBEFAGCD.BDACEFG16、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。17、設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)字電位器的音量調(diào)節(jié)系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)音頻信號(hào)音量的連續(xù)調(diào)節(jié)，且調(diào)節(jié)范圍可設(shè)定。18、二叉搜索樹是一種特殊的二叉樹，具有特定的性質(zhì)。對(duì)于二叉搜索樹的特點(diǎn)和操作，以下說法錯(cuò)誤的是（）A.左子樹上所有節(jié)點(diǎn)的值均小于根節(jié)點(diǎn)的值B.右子樹上所有節(jié)點(diǎn)的值均大于根節(jié)點(diǎn)的值C.插入和查找操作的平均時(shí)間復(fù)雜度為O(logn)D.二叉搜索樹一定是完全二叉樹19、在一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)的索引結(jié)構(gòu)中，如果需要支持范圍查詢（例如查找年齡在20到30歲之間的用戶），以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最適合的？（）A.B樹，便于范圍查找B.二叉搜索樹，快速定位節(jié)點(diǎn)C.哈希表，直接獲取特定鍵的值D.棧，存儲(chǔ)查詢過程中的中間結(jié)果20、設(shè)計(jì)一個(gè)基于藍(lán)牙低能耗（BLE）技術(shù)的健康監(jiān)測(cè)手環(huán)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)心率、血壓、運(yùn)動(dòng)步數(shù)等健康數(shù)據(jù)，并傳輸?shù)绞謾C(jī)端。二、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）闡述如何將一個(gè)具有n個(gè)元素的無序數(shù)組構(gòu)建為一個(gè)最小堆，并分析其時(shí)間復(fù)雜度。2、（本題5分）詳細(xì)闡述在一個(gè)具有n個(gè)頂點(diǎn)的無向圖中，如何使用弗洛伊德算法求解所有頂點(diǎn)對(duì)之間的最短路徑，分析其算法思想和時(shí)間復(fù)雜度。3、（本題5分）比較快速排序和插入排序在對(duì)重復(fù)元素較多的數(shù)據(jù)處理情況。4、（本題5分）比較計(jì)數(shù)排序和快速排序在對(duì)不同特征數(shù)據(jù)的處理能力。5、（本題5分）深入探討在一個(gè)具有n個(gè)元素的二叉搜索樹中，如何進(jìn)行樹的深度復(fù)制。三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用于存儲(chǔ)電商平臺(tái)用戶的購(gòu)物車信息，包括商品ID、數(shù)量等，支持購(gòu)物車的操作和結(jié)算。2、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，使用Johnson算法求解給定無向圖中所有頂點(diǎn)對(duì)之間的最短路徑，輸出最短路徑矩陣。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，使用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲(chǔ)一個(gè)電商平臺(tái)的用戶購(gòu)物偏好信息，根據(jù)用戶的偏好為其推薦個(gè)性化的商品。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，使用染色法判斷給定無向圖是否為二分圖，輸出判斷結(jié)果。5、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，使用二叉樹結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)商品的品牌和銷量，實(shí)現(xiàn)按照品牌進(jìn)行查找和銷量統(tǒng)計(jì)。四、綜合題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）一家酒店的預(yù)訂系統(tǒng)需要記錄房間信息和預(yù)訂記錄，房間信息包括房間號(hào)、房間類型、價(jià)格、可預(yù)訂狀態(tài)，預(yù)訂記錄包括預(yù)訂ID、房間號(hào)、入住時(shí)間、退房時(shí)間、客人姓名。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來管理預(yù)訂數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)房間的快速預(yù)訂、取消預(yù)訂、查詢房間可用性，并統(tǒng)計(jì)不同時(shí)間段的預(yù)訂率。2、（本題10分）一個(gè)在線旅游攻略平臺(tái)需要存儲(chǔ)各地的旅游景點(diǎn)、美食推薦、住宿信息和用戶評(píng)價(jià)。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來方便用戶查詢和規(guī)劃旅行路線。3