益陽(yáng)醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)校《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法分析實(shí)驗(yàn)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

裝訂線裝訂線PAGE2第1頁(yè)，共3頁(yè)益陽(yáng)醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)?！稊?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法分析實(shí)驗(yàn)》

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、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的實(shí)際應(yīng)用中，優(yōu)先隊(duì)列常用于處理具有優(yōu)先級(jí)的任務(wù)。以下關(guān)于優(yōu)先隊(duì)列的實(shí)現(xiàn)方式，錯(cuò)誤的是：（）A.可以用堆來(lái)實(shí)現(xiàn)優(yōu)先隊(duì)列，插入和刪除操作的時(shí)間復(fù)雜度都較低B.可以用有序數(shù)組來(lái)實(shí)現(xiàn)優(yōu)先隊(duì)列，但插入操作的時(shí)間復(fù)雜度較高C.可以用無(wú)序數(shù)組來(lái)實(shí)現(xiàn)優(yōu)先隊(duì)列，查找最大（或最?。┰氐臅r(shí)間復(fù)雜度為O(1)D.無(wú)論采用哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)優(yōu)先隊(duì)列，其性能都相同2、設(shè)計(jì)一個(gè)基于霍爾傳感器的電機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)測(cè)量電機(jī)的轉(zhuǎn)速，精度達(dá)到1rpm。3、設(shè)計(jì)一個(gè)基于傳感器的智能火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)環(huán)境中的煙霧濃度和溫度，當(dāng)達(dá)到報(bào)警閾值時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)。4、設(shè)計(jì)一個(gè)微處理器中的簡(jiǎn)單指令執(zhí)行單元，能夠完成特定指令的取指、譯碼和執(zhí)行過(guò)程。5、設(shè)計(jì)一個(gè)低通濾波器電路，截止頻率為1kHz，通帶波紋小于1dB，阻帶衰減不小于40dB，輸入信號(hào)頻率范圍為0-5kHz。6、設(shè)計(jì)一個(gè)基于RFID技術(shù)的門禁系統(tǒng)，能夠識(shí)別合法的RFID標(biāo)簽并控制門的開(kāi)關(guān)，描述系統(tǒng)的硬件組成和軟件流程。7、設(shè)計(jì)一個(gè)基于USBType-C接口的電源傳輸系統(tǒng)，支持PD快充協(xié)議，能夠提供不同的電壓和電流輸出，給出硬件設(shè)計(jì)和協(xié)議實(shí)現(xiàn)。8、字符串在計(jì)算機(jī)程序中經(jīng)常被處理，也有相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和操作。以下關(guān)于字符串的存儲(chǔ)和操作，錯(cuò)誤的是：（）A.字符串可以采用定長(zhǎng)數(shù)組存儲(chǔ)，也可以采用動(dòng)態(tài)分配的字符指針存儲(chǔ)B.字符串的比較操作可以逐個(gè)字符比較，也可以使用庫(kù)函數(shù)直接比較C.字符串的拼接操作通常需要重新分配內(nèi)存空間，以容納拼接后的結(jié)果D.字符串的查找操作只能從字符串的開(kāi)頭開(kāi)始，不能從中間位置開(kāi)始9、設(shè)計(jì)一個(gè)基于Wi-Fi的智能家居網(wǎng)關(guān)，能夠?qū)崿F(xiàn)不同智能家居設(shè)備之間的互聯(lián)互通和集中控制。10、哈希表在解決沖突時(shí)有多種方法。關(guān)于解決哈希沖突的方法，以下描述哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.開(kāi)放尋址法通過(guò)在哈希表中尋找空閑位置來(lái)解決沖突B.鏈地址法將沖突的元素存儲(chǔ)在鏈表中C.再哈希法通過(guò)更換哈希函數(shù)來(lái)減少?zèng)_突D.無(wú)論采用哪種解決沖突的方法，哈希表的查找效率都不會(huì)受到影響11、基于通信協(xié)議的自適應(yīng)調(diào)整技術(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)，能夠根據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀況自動(dòng)優(yōu)化傳輸參數(shù)。12、設(shè)計(jì)一個(gè)射頻電路中的濾波器性能優(yōu)化方案，包括帶寬、插入損耗和帶外抑制等指標(biāo)。13、在一個(gè)數(shù)據(jù)壓縮算法中，需要構(gòu)建一個(gè)頻率字典來(lái)存儲(chǔ)字符出現(xiàn)的頻率，以便進(jìn)行編碼。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)適合用于實(shí)現(xiàn)這個(gè)頻率字典？（）A.哈希表B.平衡二叉搜索樹C.紅黑樹D.跳表14、在一個(gè)哈希表中，解決沖突的方法有多種，以下哪種方法在處理沖突時(shí)可能會(huì)導(dǎo)致“二次聚集”現(xiàn)象？（）A.線性探測(cè)法B.鏈地址法C.再哈希法D.建立公共溢出區(qū)15、考慮一個(gè)在線投票系統(tǒng)，需要實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)每個(gè)選項(xiàng)的投票數(shù)量，并能夠快速返回得票最多的選項(xiàng)。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以有效地支持這個(gè)功能？（）A.數(shù)組，存儲(chǔ)每個(gè)選項(xiàng)的票數(shù)B.鏈表，記錄投票信息C.哈希表，將選項(xiàng)作為鍵，票數(shù)作為值D.最大堆，始終保持最大票數(shù)在堆頂二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）詳細(xì)闡述在選擇排序的變體中，如堆選擇排序，如何利用堆的性質(zhì)優(yōu)化選擇過(guò)程。2、（本題5分）詳細(xì)闡述在圖的最短路徑算法中，如何處理動(dòng)態(tài)的邊權(quán)值變化。3、（本題5分）詳細(xì)說(shuō)明在字符串的匹配算法中，如何處理通配符和正則表達(dá)式的匹配。4、（本題5分）詳細(xì)論述在利用哈希表存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)體數(shù)據(jù)時(shí)，如何設(shè)計(jì)哈希函數(shù)和處理沖突，以提高查找和存儲(chǔ)效率。三、綜合題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）一個(gè)在線圖書館的借閱管理系統(tǒng)需要記錄圖書信息、讀者信息和借閱記錄，圖書信息包括圖書ISBN、書名、作者、出版社、可借閱狀態(tài)，讀者信息包括讀者ID、姓名、聯(lián)系方式，借閱記錄包括借閱ID、讀者ID、圖書ISBN、借閱時(shí)間、應(yīng)還時(shí)間。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)管理借閱數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)圖書的借閱、歸還、續(xù)借操作，查詢讀者的借閱歷史，并統(tǒng)計(jì)逾期未還的圖書。2、（本題5分）某電商平臺(tái)的客戶評(píng)價(jià)系統(tǒng)需要記錄客戶對(duì)商品的評(píng)價(jià)內(nèi)容、評(píng)價(jià)星級(jí)、評(píng)價(jià)時(shí)間等信息。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)和管理這些評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)，支持按商品、評(píng)價(jià)時(shí)間、評(píng)價(jià)星級(jí)等條件進(jìn)行查詢和統(tǒng)計(jì)，能夠快速獲取熱門商品的評(píng)價(jià)信息和客戶的總體滿意度。3、（本題5分）某學(xué)校的選課系統(tǒng)需要管理課程、教師、學(xué)生選課信息和課程容量等。設(shè)計(jì)一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)這些信息，實(shí)現(xiàn)課程的開(kāi)設(shè)、學(xué)生選課、退課和課程容量的調(diào)整操作，并能夠快速查詢某門課程的選課情況和剩余容量。4、（本題5分）某電商平臺(tái)需要對(duì)用戶的購(gòu)買記錄進(jìn)行分析，以了解用戶的消費(fèi)習(xí)慣。購(gòu)買記錄以鏈表形式存儲(chǔ)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)包含用戶ID、商品ID、購(gòu)買時(shí)間和購(gòu)買金額等信息。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)算法實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）統(tǒng)計(jì)每個(gè)用戶的總消費(fèi)金額；（2）找出消費(fèi)金額最高的前10個(gè)用戶；（3）按照購(gòu)買時(shí)間對(duì)購(gòu)買記錄進(jìn)行排序。分析算法的時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。5、（本題5分）一個(gè)視頻網(wǎng)站需要對(duì)用戶的觀看歷史和偏好進(jìn)行分析，以提供個(gè)性化的推薦。用戶的觀看歷史以字典樹的形式存儲(chǔ)。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)算法實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）根據(jù)用戶的觀看歷史推薦相關(guān)視頻；（2）統(tǒng)計(jì)用戶觀看某類視頻的次數(shù)；（3）更新用戶的觀看歷史；（4）處理大量用戶數(shù)據(jù)時(shí)，如何優(yōu)化字典樹的存儲(chǔ)和查詢效率。分析算法的時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。四、設(shè)計(jì)題（本大題共4個(gè)小題，共40分)1、（本題10分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，使用堆結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì)一組任務(wù)按照難度和重要程度進(jìn)行優(yōu)先級(jí)排序。2、（本題10分）以鏈表為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)