鄭州信息工程職業(yè)學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法Ⅱ》2023-2024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5頁(yè)鄭州信息工程職業(yè)學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法Ⅱ》

2023-2024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20個(gè)小題，每小題2分，共40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)的性能評(píng)估中，時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度是重要的指標(biāo)，以下關(guān)于它們的說(shuō)法，錯(cuò)誤的是：（）A.時(shí)間復(fù)雜度反映了算法執(zhí)行所需的時(shí)間與輸入規(guī)模之間的關(guān)系B.空間復(fù)雜度反映了算法執(zhí)行所需的存儲(chǔ)空間與輸入規(guī)模之間的關(guān)系C.優(yōu)先考慮時(shí)間復(fù)雜度較低的算法，空間復(fù)雜度可以忽略不計(jì)D.對(duì)于一些特殊的應(yīng)用場(chǎng)景，可能需要在時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度之間進(jìn)行權(quán)衡2、設(shè)計(jì)一個(gè)基于ZigBee技術(shù)的無(wú)線智能家居安防系統(tǒng)，能夠檢測(cè)門窗入侵、煙霧和燃?xì)庑孤┑惹闆r，并及時(shí)報(bào)警，說(shuō)明系統(tǒng)組成和網(wǎng)絡(luò)配置。3、二分查找是一種在有序數(shù)組中進(jìn)行查找的高效算法。以下關(guān)于二分查找的描述，錯(cuò)誤的是（）A.每次將查找范圍縮小一半，逐步逼近目標(biāo)元素B.二分查找的時(shí)間復(fù)雜度為O(log?n)C.二分查找要求數(shù)組必須是有序的，且只能用于數(shù)組，不能用于鏈表D.二分查找在所有情況下都比順序查找快4、設(shè)計(jì)一個(gè)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)定位系統(tǒng)，能夠確定節(jié)點(diǎn)的位置信息，描述系統(tǒng)的原理和實(shí)現(xiàn)方法。5、設(shè)計(jì)一個(gè)高通橢圓濾波器電路，截止頻率為500Hz，通帶波紋小于0.3dB，阻帶衰減不小于50dB，輸入信號(hào)頻率范圍為0-1kHz。6、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字鑒頻器，能夠測(cè)量輸入信號(hào)的頻率變化，精度達(dá)到10Hz，給出電路結(jié)構(gòu)和工作原理。7、運(yùn)用電子電路知識(shí)，設(shè)計(jì)一個(gè)用于工業(yè)自動(dòng)化的壓力傳感器信號(hào)調(diào)理電路，將傳感器輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電壓或電流信號(hào)。8、設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）的圖像邊緣檢測(cè)系統(tǒng)，能夠快速準(zhǔn)確地檢測(cè)出圖像的邊緣信息。9、設(shè)計(jì)一個(gè)電子秤擴(kuò)展電路，能夠增加電子秤的測(cè)量范圍和精度，并且具有去皮和累計(jì)功能。10、在一個(gè)循環(huán)隊(duì)列中，隊(duì)頭指針指向隊(duì)頭元素的前一個(gè)位置，隊(duì)尾指針指向隊(duì)尾元素。假設(shè)隊(duì)列的最大容量為10，當(dāng)前隊(duì)頭指針為5，隊(duì)尾指針為8。此時(shí)，如果進(jìn)行入隊(duì)操作，新元素應(yīng)該存儲(chǔ)在哪個(gè)位置？（）A.9B.0C.8D.711、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12、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，阻帶衰減大于40dB，采用無(wú)源或有源濾波器實(shí)現(xiàn)，并比較兩者的優(yōu)缺點(diǎn)。13、設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)字信號(hào)處理的語(yǔ)音加密與解密系統(tǒng)，保障語(yǔ)音通信的安全。14、設(shè)計(jì)一個(gè)基于運(yùn)算放大器的儀表放大器，具有高共模抑制比和高增益，用于測(cè)量小信號(hào)。15、設(shè)計(jì)一個(gè)通信系統(tǒng)中均衡器收斂速度和失調(diào)的優(yōu)化方案，分析對(duì)系統(tǒng)性能的改善。16、設(shè)計(jì)一個(gè)太陽(yáng)能路燈控制器電路，能夠根據(jù)環(huán)境光照強(qiáng)度自動(dòng)控制路燈的開(kāi)關(guān)，并且具有過(guò)充過(guò)放保護(hù)功能。17、設(shè)計(jì)一個(gè)基于藍(lán)牙的智能手表，能夠顯示時(shí)間、計(jì)步、監(jiān)測(cè)心率和接收手機(jī)通知，描述硬件和軟件設(shè)計(jì)。18、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是計(jì)算機(jī)科學(xué)中重要的研究領(lǐng)域，它對(duì)程序的性能和效率有著關(guān)鍵影響。以下關(guān)于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的描述，錯(cuò)誤的是：（）A.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是指相互之間存在一種或多種特定關(guān)系的數(shù)據(jù)元素的集合B.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)主要研究數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)、存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)以及對(duì)數(shù)據(jù)的操作C.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)只關(guān)注數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)方式，不考慮數(shù)據(jù)的處理效率D.選擇合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以提高程序的運(yùn)行速度和節(jié)省存儲(chǔ)空間19、考慮隊(duì)列這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它遵循先進(jìn)先出的原則。假設(shè)一個(gè)銀行需要管理客戶的排隊(duì)等待服務(wù)，每個(gè)客戶按照到達(dá)的順序接受服務(wù)。為了有效地組織和管理客戶的等待過(guò)程，以下關(guān)于隊(duì)列的操作，哪個(gè)是最關(guān)鍵的（）A.隨機(jī)刪除隊(duì)列中的元素B.在隊(duì)列中間插入新的客戶C.讀取隊(duì)列頭部的客戶信息D.對(duì)隊(duì)列中的元素進(jìn)行排序20、設(shè)計(jì)一個(gè)通信系統(tǒng)中的調(diào)制解調(diào)器，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)模擬信號(hào)的數(shù)字化調(diào)制（如ASK、FSK、PSK）和相應(yīng)的解調(diào)功能，并分析其性能。二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）解釋如何使用拓?fù)渑判蚺袛嘁粋€(gè)有向無(wú)環(huán)圖是否存在多個(gè)拓?fù)湫蛄?，分析其思路和時(shí)間復(fù)雜度。2、（本題5分）對(duì)于一個(gè)用鏈表實(shí)現(xiàn)的棧，如何實(shí)現(xiàn)獲取棧中元素的最大值操作，要求時(shí)間復(fù)雜度為O(1)，給出算法思路和實(shí)現(xiàn)代碼。3、（本題5分）論述如何使用哈希表存儲(chǔ)字符串集合，并實(shí)現(xiàn)字符串的查找、插入和刪除操作。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)算法，在一個(gè)字符串中找出滿足特定模式的所有子串。2、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，使用合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)一個(gè)在線學(xué)習(xí)平臺(tái)的課程章節(jié)信息，如章節(jié)標(biāo)題、內(nèi)容、時(shí)長(zhǎng)、學(xué)習(xí)進(jìn)度等，支持學(xué)習(xí)進(jìn)度的記錄和查詢功能。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，使用圖的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表示城市規(guī)劃中的資源分配系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)資源的合理分配和優(yōu)化功能。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，使用貪心算法解決背包問(wèn)題的不同變種，如0-1背包和部分背包問(wèn)題。5、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)二叉樹(shù)的遍歷程序，包括前序、中序和后序遍歷，能夠輸入一棵二叉樹(shù)的節(jié)點(diǎn)信息，輸出相應(yīng)的遍歷結(jié)果。四、綜合題（本大題共2個(gè)小題，共20分)1、（本題10分）某學(xué)校的社團(tuán)管理系統(tǒng)需要管理社團(tuán)信息、成員信息、活動(dòng)安排和經(jīng)費(fèi)使用等。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)社團(tuán)的創(chuàng)建、注銷和信息修改，成員的加入、退出和管理，活動(dòng)的組織和記錄，以及經(jīng)費(fèi)的收支和統(tǒng)計(jì)，并能夠評(píng)估社團(tuán)的活躍度和發(fā)展情況。2、（本題10分）一個(gè)在線訂餐平臺(tái)的廚房管理系統(tǒng)需要記錄菜品制作