中國(guó)人民警察大學(xué)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及算法實(shí)驗(yàn)（Python）》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(xiàn)…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第2頁(yè)，共2頁(yè)中國(guó)人民警察大學(xué)

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及算法實(shí)驗(yàn)（Python）》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25個(gè)小題，每小題1分，共25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、在有向圖的最短路徑算法中，迪杰斯特拉算法具有一定的特點(diǎn)。以下關(guān)于迪杰斯特拉算法的描述，錯(cuò)誤的是（）A.它能求出從源點(diǎn)到其他所有頂點(diǎn)的最短路徑B.每次都選擇距離源點(diǎn)最近的未確定最短路徑的頂點(diǎn)進(jìn)行擴(kuò)展C.算法的時(shí)間復(fù)雜度為O(V2)，其中V是頂點(diǎn)的數(shù)量D.該算法不能處理帶有負(fù)權(quán)邊的圖2、設(shè)計(jì)一個(gè)基于傳感器的智能車(chē)位檢測(cè)系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)車(chē)位的占用情況，并將信息顯示在顯示屏上。3、歸并排序是一種基于分治思想的排序算法。以下關(guān)于歸并排序的描述，不正確的是（）A.空間復(fù)雜度為O(n)B.是一種穩(wěn)定的排序算法C.最壞、最好和平均時(shí)間復(fù)雜度均為O(nlogn)D.不能用于鏈表的排序4、設(shè)計(jì)一個(gè)基于運(yùn)放的指數(shù)放大器電路，能夠?qū)崿F(xiàn)輸入信號(hào)的指數(shù)放大，放大倍數(shù)可調(diào)，輸入信號(hào)頻率范圍為0-100Hz。5、設(shè)計(jì)一個(gè)電子血壓計(jì)數(shù)據(jù)分析電路，能夠?qū)ρ獕河?jì)測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和統(tǒng)計(jì)，為醫(yī)療診斷提供參考。6、設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)字鎖相放大器，能夠從噪聲中提取微弱信號(hào)，給出電路設(shè)計(jì)和性能指標(biāo)。7、運(yùn)用集成電路設(shè)計(jì)流程，設(shè)計(jì)一款用于智能手機(jī)的音頻編解碼器芯片，支持多種音頻格式的解碼和編碼。8、設(shè)計(jì)一個(gè)基于ZigBee技術(shù)的智能養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)養(yǎng)殖場(chǎng)內(nèi)的溫度、濕度、氨氣濃度等參數(shù)。9、二分查找是一種效率較高的查找算法。以下關(guān)于二分查找的條件，錯(cuò)誤的是：（）A.數(shù)組必須是有序的B.每次查找都能將查找范圍縮小一半C.二分查找適用于任何類(lèi)型的數(shù)據(jù)D.二分查找的時(shí)間復(fù)雜度為O(logn)10、利用電力電子技術(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)逆變電路，將直流電源轉(zhuǎn)換為交流電源，輸出符合特定要求的電壓和頻率。11、設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)字鎖相環(huán)的時(shí)鐘同步系統(tǒng)，能夠使多個(gè)設(shè)備的時(shí)鐘保持同步，分析其同步精度和穩(wěn)定性。12、圖是一種復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，包含頂點(diǎn)和邊。假設(shè)存在一個(gè)無(wú)向圖，頂點(diǎn)分別為A、B、C、D、E，邊的集合為{(A,B),(A,C),(B,D),(C,D),(D,E)}。使用深度優(yōu)先搜索算法從頂點(diǎn)A開(kāi)始遍歷，以下哪個(gè)遍歷順序是可能的？（）A.A-B-C-D-EB.A-C-B-D-EC.A-B-D-C-ED.A-E-D-C-B13、設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)字圖像去噪系統(tǒng)，能夠有效去除圖像中的噪聲，給出系統(tǒng)設(shè)計(jì)和去噪效果分析。14、設(shè)計(jì)一個(gè)射頻識(shí)別系統(tǒng)中的防碰撞算法實(shí)現(xiàn)方案，分析算法的效率和系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間。15、隨著技術(shù)的發(fā)展，新的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不斷涌現(xiàn)。以下關(guān)于新型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的描述，不正確的是：（）A.新型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)通常是為了解決特定的問(wèn)題或提高性能而提出的B.新型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)一定比傳統(tǒng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)更優(yōu)秀，應(yīng)完全取代傳統(tǒng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)C.了解新型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有助于拓展思維和應(yīng)對(duì)復(fù)雜的應(yīng)用場(chǎng)景D.新型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用需要根據(jù)具體需求進(jìn)行評(píng)估和選擇16、設(shè)計(jì)一個(gè)基于STM32的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，能夠連接多種傳感器并將數(shù)據(jù)上傳到云平臺(tái)，闡述系統(tǒng)架構(gòu)和通信方式。17、設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)，使用藍(lán)牙技術(shù)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)設(shè)備之間的文本數(shù)據(jù)傳輸，傳輸距離不小于10米，數(shù)據(jù)傳輸速率不低于1Mbps。18、設(shè)計(jì)一個(gè)太陽(yáng)能路燈控制器節(jié)能電路，能夠根據(jù)環(huán)境光照強(qiáng)度和交通流量自動(dòng)調(diào)節(jié)路燈的亮度，實(shí)現(xiàn)節(jié)能。19、運(yùn)用通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，設(shè)計(jì)一個(gè)智能工廠的5G專(zhuān)網(wǎng)方案，滿(mǎn)足工業(yè)生產(chǎn)中對(duì)低延遲、高可靠通信的需求。20、設(shè)計(jì)一個(gè)智能溫度傳感器，能夠?qū)崟r(shí)測(cè)量環(huán)境溫度并通過(guò)無(wú)線(xiàn)方式將數(shù)據(jù)傳輸?shù)浇邮斩?，具備低功耗和高精度的特點(diǎn)。21、設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的直流穩(wěn)壓電源，輸出電壓為+5V、+12V和-12V，最大輸出電流為1A，電壓調(diào)整率小于1%，負(fù)載調(diào)整率小于5%。22、想象一個(gè)需要快速判斷一個(gè)字符串是否為回文的場(chǎng)景。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法的組合可能是最有效的？（）A.利用棧將字符串逆序，然后與原字符串比較B.使用雙指針從字符串兩端向中間移動(dòng)進(jìn)行比較C.將字符串存儲(chǔ)在樹(shù)中，進(jìn)行遍歷比較D.通過(guò)哈希函數(shù)計(jì)算字符串的特征值進(jìn)行判斷23、設(shè)計(jì)一個(gè)音頻放大器電路，能夠放大輸入的音頻信號(hào)，輸出功率在10W以上，并且具有音量調(diào)節(jié)功能。24、設(shè)計(jì)一個(gè)電子秤電路，能夠測(cè)量物體的重量，測(cè)量范圍為0kg到10kg，精度為±0.01kg。25、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的視頻圖像處理系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)圖像縮放、旋轉(zhuǎn)、灰度化等基本操作。二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）解釋棧的基本概念和特點(diǎn)，舉例說(shuō)明棧在表達(dá)式求值、函數(shù)調(diào)用等方面的應(yīng)用，并闡述其實(shí)現(xiàn)原理。2、（本題5分）詳細(xì)說(shuō)明插入排序算法的優(yōu)化方法，并舉例說(shuō)明其效果。3、（本題5分）論述在順序存儲(chǔ)和鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)下，線(xiàn)性表的插入、刪除操作的實(shí)現(xiàn)方法和時(shí)間復(fù)雜度的差異。4、（本題5分）論述在一個(gè)具有n個(gè)頂點(diǎn)的無(wú)向圖中，如何使用廣度優(yōu)先搜索算法來(lái)生成連通分量。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)程序，實(shí)現(xiàn)對(duì)二叉搜索樹(shù)的平衡調(diào)整，當(dāng)輸入的二叉搜索樹(shù)不平衡時(shí)進(jìn)行調(diào)整并展示結(jié)果。2、（本題5分）分析在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，利用優(yōu)先隊(duì)列實(shí)現(xiàn)Dijkstra算法求解最短路徑問(wèn)題的設(shè)計(jì)。3、（本題5分）研究線(xiàn)段樹(shù)在區(qū)間求和操作中的更新策略，優(yōu)化時(shí)間復(fù)雜度。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，判斷鏈表是否存在環(huán)，如果存在，找到環(huán)的入口節(jié)點(diǎn)，輸出節(jié)點(diǎn)值。5、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，使用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)一個(gè)電商平臺(tái)的用戶(hù)購(gòu)物偏好信息，根據(jù)用戶(hù)的偏好為其推薦個(gè)性化的商品。四、綜合題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）在一個(gè)物流配送系統(tǒng)中，需要記錄每個(gè)訂單的詳細(xì)信息，包括訂單號(hào)、客戶(hù)信息、商品清單、配送地址、預(yù)計(jì)送達(dá)時(shí)間等。設(shè)計(jì)一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)訂單信息，實(shí)現(xiàn)訂單的添加、刪除、查找和更新操作，并能夠根據(jù)配送地址和預(yù)計(jì)送達(dá)時(shí)間進(jìn)行高效的排序和查詢(xún)。2、（本題10分）在一個(gè)大型在線(xiàn)游戲中，需要管理玩家的角色信息、裝備信息和游戲進(jìn)程。設(shè)計(jì)合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)這些數(shù)據(jù)，使得能夠