湖南醫(yī)藥學院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)基礎與算法分析A》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(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁湖南醫(yī)藥學院

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)基礎與算法分析A》2023-2024學年第一學期期末試卷題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共15個小題，每小題2分，共30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、設計一個數(shù)字音頻處理中的音頻均衡器參數(shù)自動調(diào)整系統(tǒng)，分析調(diào)整效果。2、設計一個音頻均衡器電路，能夠?qū)Σ煌l段的音頻信號進行獨立的增益調(diào)節(jié)，以改善音頻質(zhì)量。3、使用集成電路設計一個DAC轉(zhuǎn)換器，給出轉(zhuǎn)換分辨率和建立時間等性能指標，并進行電路設計和測試。4、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，散列表（哈希表）用于快速查找數(shù)據(jù)。以下關(guān)于散列表的描述，錯誤的是（）A.散列函數(shù)的設計對散列表的性能有很大影響B(tài).處理沖突的方法有開放地址法和鏈地址法C.散列表的查找時間復雜度始終為O(1)D.散列表的裝填因子會影響其性能5、歸并排序是一種基于分治思想的排序算法。對于歸并排序的過程和特點，以下描述哪一項是不正確的？（）A.歸并排序?qū)?shù)組不斷地分成兩半，分別進行排序，然后將排序好的兩部分合并起來B.歸并排序在任何情況下的時間復雜度均為O(nlogn)，空間復雜度為O(n)C.歸并排序是一種穩(wěn)定的排序算法，能夠保持相同元素的相對順序D.歸并排序在處理大規(guī)模數(shù)據(jù)時，性能不如快速排序和冒泡排序6、運用電子電路知識，設計一個用于風力發(fā)電的變流器控制系統(tǒng)，實現(xiàn)電能的轉(zhuǎn)換和穩(wěn)定輸出。7、考慮一個文本編輯程序，需要實現(xiàn)撤銷和重做的功能。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)最適合用于存儲操作的歷史記錄，以支持高效的撤銷和重做操作？（）A.隊列B.棧C.鏈表D.樹8、設計一個數(shù)字電壓表自動校準電路，能夠定期自動對電壓表進行校準，提高測量精度。9、在排序算法中，冒泡排序是一種簡單的排序方法。以下關(guān)于冒泡排序的描述，不正確的是（）A.每次比較相鄰的兩個元素，將較大的元素向后移動B.經(jīng)過n-1輪比較，就可以將數(shù)組排序完成C.冒泡排序的時間復雜度為O(n2)，在所有情況下性能都較差D.冒泡排序是一種穩(wěn)定的排序算法10、設計一個基于運算放大器的音頻放大器電路，要求輸入阻抗高、輸出功率大、失真小，給出具體的電路設計和參數(shù)計算過程，并分析其性能。11、設計一個基于單片機的水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)，能夠監(jiān)測水的溫度、酸堿度、溶解氧等參數(shù)。12、設計一個太陽能充電控制器，能夠?qū)μ柲茈姵匕宓妮敵鲞M行控制和管理，實現(xiàn)對蓄電池的有效充電和保護。13、設計一個基于單片機的溫度監(jiān)測與控制系統(tǒng)，能夠?qū)崟r采集環(huán)境溫度，當溫度超過設定閾值時，啟動相應的降溫或升溫設備。14、設計一個基于無線通信技術(shù)的智能物流跟蹤與管理系統(tǒng)，實現(xiàn)貨物運輸過程的實時監(jiān)控和調(diào)度。15、假設要設計一個算法來找出一個整數(shù)數(shù)組中所有出現(xiàn)次數(shù)超過一半的元素。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法的結(jié)合可能是最有效的？（）A.哈希表記錄元素出現(xiàn)次數(shù)，然后篩選出次數(shù)超過一半的元素B.排序數(shù)組，然后通過遍歷找出出現(xiàn)次數(shù)超過一半的元素C.棧，存儲元素并進行比較，難以實現(xiàn)此功能D.隊列，先進先出，不適合統(tǒng)計元素出現(xiàn)次數(shù)二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）詳細解釋什么是平衡二叉樹，以及如何通過旋轉(zhuǎn)操作來保持平衡二叉樹的平衡性質(zhì)，給出常見的旋轉(zhuǎn)類型和示例。2、（本題5分）對于一個具有n個頂點的有向圖，如何使用拓撲排序算法解決課程安排問題？3、（本題5分）深入解釋在具有n個頂點的有向圖中，如何計算頂點的強連通分量的個數(shù)，并給出有效的算法和代碼示例。三、綜合題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）某醫(yī)院的藥品庫存管理系統(tǒng)需要對藥品的種類、數(shù)量和有效期進行管理。藥品信息包括藥品編號、名稱、數(shù)量、有效期等。這些信息以哈希桶的形式存儲。請設計算法實現(xiàn)以下功能：（1）查詢某種藥品的庫存數(shù)量和有效期；（2）藥品入庫時添加信息；（3）藥品過期時刪除信息；（4）統(tǒng)計即將過期的藥品數(shù)量。分析算法的時間復雜度和空間復雜度。2、（本題5分）某旅游預訂平臺需要管理酒店的房間信息、預訂狀態(tài)和價格。設計一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，能夠快速地查詢可預訂房間、處理預訂操作，并根據(jù)預訂情況動態(tài)調(diào)整價格。3、（本題5分）某城市的智能停車系統(tǒng)需要記錄停車場的位置、車位數(shù)量、占用情況和收費信息。設計一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，幫助用戶快速找到空閑車位并計算停車費用。4、（本題5分）在一個在線電影票務系統(tǒng)中，需要管理電影院信息、影片排片、座位預訂和票房統(tǒng)計等。設計一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲這些信息，支持電影院和影片的添加、刪除和修改，座位的預訂和取消，票房數(shù)據(jù)的統(tǒng)計和分析，并能夠?qū)崟r顯示座位的預訂情況和優(yōu)化排片策略。5、（本題5分）某物流倉庫需要對貨物的存儲位置和出入庫記錄進行管理。貨物信息和位置以圖的鄰接矩陣形式存儲。請設計算法實現(xiàn)以下功能：（1）查找某類貨物的存儲位置；（2）記錄貨物的出入庫時間和數(shù)量；（3）當倉庫布局調(diào)整時，更新貨物的存儲位置；（4）統(tǒng)計某種貨物在一段時間內(nèi)的出入庫總量。分析算法的時間復雜度和空間復雜度。四、設計題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）設計一個算法，在一個無向圖中找