宿州學院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法導論》2023-2024學年第一學期期末試卷

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2023-2024學年第一學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共20個小題，每小題1分，共20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、考慮一個物流配送系統(tǒng)，需要根據(jù)客戶的地址和訂單需求規(guī)劃最優(yōu)的配送路線。同時，要能夠?qū)崟r更新路況信息，并重新計算最優(yōu)路線。在這種情況下，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法的組合最適合解決這個問題？（）A.迪杰斯特拉算法和鄰接表B.弗洛伊德算法和矩陣C.廣度優(yōu)先搜索算法和鏈表D.深度優(yōu)先搜索算法和棧2、設(shè)計一個數(shù)字移相器，能夠?qū)崿F(xiàn)0至180度的連續(xù)相移，相移精度為0.1度，給出電路結(jié)構(gòu)和控制方法。3、紅黑樹也是一種自平衡的二叉搜索樹。假設(shè)我們正在研究一個紅黑樹。以下關(guān)于紅黑樹的描述，哪一項是不準確的？（）A.紅黑樹通過對節(jié)點顏色的約束來保持一定程度的平衡B.紅黑樹的插入和刪除操作相對復(fù)雜，但能保證較好的性能C.紅黑樹的查找操作的時間復(fù)雜度在平均情況下優(yōu)于AVL樹D.紅黑樹在頻繁插入和刪除節(jié)點的情況下，性能比AVL樹更穩(wěn)定4、運用通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，設(shè)計一個企業(yè)內(nèi)部局域網(wǎng)，滿足多臺計算機之間的高速數(shù)據(jù)傳輸和資源共享需求。5、考慮哈希沖突的解決方法，開放定址法和鏈地址法是常見的策略。假設(shè)一個哈希表的負載較高，容易發(fā)生沖突。以下哪種方法在這種情況下可能表現(xiàn)更好（）A.開放定址法B.鏈地址法C.兩種方法效果相同D.無法確定6、運用集成電路設(shè)計方法，設(shè)計一款用于智能電表的專用集成電路芯片，實現(xiàn)電能計量和數(shù)據(jù)通信功能。7、設(shè)計一個數(shù)字電路中的移位寄存器應(yīng)用系統(tǒng)，如數(shù)據(jù)緩存和串行并行轉(zhuǎn)換。8、設(shè)計一個基于PLC的電梯群控系統(tǒng)，實現(xiàn)多部電梯的合理調(diào)度，提高運行效率。9、快速排序是一種高效的排序算法。關(guān)于快速排序的原理和性能，以下敘述錯誤的是（）A.快速排序通過選擇一個基準元素，將待排序序列分為兩部分B.快速排序在平均情況下的時間復(fù)雜度為O(nlogn)C.快速排序在最壞情況下的時間復(fù)雜度為O(n^2)，但這種情況很少出現(xiàn)D.快速排序是一種穩(wěn)定的排序算法10、使用單片機設(shè)計一個智能煙霧報警器，能夠靈敏檢測煙霧并及時發(fā)出警報。11、考慮用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)一個字典功能，要求能夠快速插入、刪除和查找元素。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最合適的（）A.紅黑樹B.跳表C.堆D.以上數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)都可以12、設(shè)計一個無線遙控器語音控制電路，能夠通過語音指令控制電器設(shè)備的開關(guān)和調(diào)節(jié)，實現(xiàn)智能化控制。13、設(shè)計一個數(shù)字圖像處理系統(tǒng)，能夠?qū)斎氲膱D像進行灰度化、二值化、邊緣檢測等基本操作，并顯示處理后的結(jié)果。14、設(shè)計一個溫度傳感器電路，能夠測量環(huán)境溫度并將溫度值以數(shù)字形式顯示出來，精度要求在±1℃以內(nèi)。15、設(shè)計一個低通數(shù)字濾波器，截止頻率為500Hz，采樣頻率為2kHz，采用窗函數(shù)法進行設(shè)計。16、設(shè)計一個基于STM32的智能家居控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對燈光、窗簾、空調(diào)等設(shè)備的控制，描述系統(tǒng)的硬件架構(gòu)和軟件編程。17、設(shè)計一個基于模擬開關(guān)和電阻網(wǎng)絡(luò)的程控增益放大器，實現(xiàn)增益的程控調(diào)節(jié)。18、設(shè)計一個數(shù)字移相器，能夠?qū)崿F(xiàn)0至360度的相移，精度為1度，給出電路結(jié)構(gòu)和控制邏輯。19、快速排序是一種高效的排序算法。以下關(guān)于快速排序的說法，錯誤的是（）A.采用分治的思想B.平均時間復(fù)雜度為O(nlogn)C.最壞情況下的時間復(fù)雜度為O(n^2)，但概率較小D.是一種穩(wěn)定的排序算法20、設(shè)計一個電子秤數(shù)據(jù)加密電路，能夠?qū)﹄娮映拥臏y量數(shù)據(jù)進行加密，保證數(shù)據(jù)的安全性。二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）解釋在一個具有n個節(jié)點的有向無環(huán)圖中，如何計算每個節(jié)點的入度和出度。2、（本題5分）闡述如何在一個具有n個元素的數(shù)組中，找出出現(xiàn)次數(shù)超過一半的元素，分析所使用的算法和時間復(fù)雜度。3、（本題5分）深入分析在利用棧實現(xiàn)表達式求值的過程中，如何處理不同的運算符優(yōu)先級和括號。4、（本題5分）解釋什么是樹狀數(shù)組數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，說明其特點和應(yīng)用場景，并闡述如何進行區(qū)間求和和單點更新操作。5、（本題5分）深入解釋在具有n個頂點的有向圖中，如何判斷圖是否強連通，并給出具體的算法思想和實現(xiàn)步驟。三、設(shè)計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計一個程序，用哈希表存儲員工的工號和工資信息，實現(xiàn)按工資范圍的查詢功能。2、（本題5分）設(shè)計一個基于鏈表的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用于存儲學生的信息（學號、姓名、成績），實現(xiàn)添加、刪除、查找和修改學生信息的功能。3、（本題5分）分析在字符串匹配中，結(jié)合多種算法提高匹配效率的設(shè)計方案。4、（本題5分）設(shè)計一個程序，在給定帶權(quán)有向圖中計算源點到所有頂點的次短路徑集合，輸出路徑。5、（本題5分）設(shè)計一個程序，使用冒泡排序算法對一個無向圖的連通分量進行排序。四、綜合題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）一個電商網(wǎng)站的商品評論管理系統(tǒng)需要存儲商品評論信息，包括評論編號、商品編號、評論內(nèi)容、評論者、評論時間等。系統(tǒng)要實現(xiàn)快速查找特定商品的評論、按照評論時間對評論進行排序、新增評論、刪除不良評論。請確定合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并詳細闡述算法和代碼實現(xiàn)，同時討論性能優(yōu)化策略。2、（本題10分）一個在線音樂平臺需要管理大量的音樂文件信息，包括歌曲名稱、歌手、專輯、時長、播放次數(shù)等。設(shè)計一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲音樂文件信息，支持快速查找、排序和更新歌曲信息，并能夠統(tǒng)計歌手