周口理工職業(yè)學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)綜合實(shí)驗(yàn)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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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、在一個(gè)循環(huán)隊(duì)列中，隊(duì)頭指針front指向隊(duì)頭元素的前一個(gè)位置，隊(duì)尾指針rear指向隊(duì)尾元素，若隊(duì)列的最大容量為m，那么判斷隊(duì)列為滿的條件是？（）A.(rear+1)%m==frontB.rear==frontC.rear+1==frontD.(rear-front+m)%m==02、在一個(gè)圖像處理軟件中，需要對(duì)圖像的像素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行操作，如快速找到相鄰像素的最大值、最小值等，并能夠高效地進(jìn)行區(qū)域填充。對(duì)于這樣的圖像數(shù)據(jù)處理需求，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最有用的？（）A.二維數(shù)組，直接對(duì)應(yīng)圖像的像素矩陣B.二叉樹(shù)，對(duì)像素值進(jìn)行排序和查找C.圖，表示像素之間的關(guān)系D.哈希表，快速定位特定像素的信息3、在圖的存儲(chǔ)和遍歷中，深度優(yōu)先遍歷和廣度優(yōu)先遍歷可以用于判斷圖是否連通。以下關(guān)于連通性判斷的敘述中，不正確的是（）A.如果從某個(gè)頂點(diǎn)出發(fā)能夠遍歷到圖中的所有頂點(diǎn)，則圖是連通的B.對(duì)于無(wú)向圖，深度優(yōu)先遍歷和廣度優(yōu)先遍歷的結(jié)果相同，都能判斷連通性C.對(duì)于有向圖，深度優(yōu)先遍歷和廣度優(yōu)先遍歷的結(jié)果可能不同，需要綜合判斷連通性D.無(wú)論圖的存儲(chǔ)方式如何，深度優(yōu)先遍歷和廣度優(yōu)先遍歷判斷連通性的時(shí)間復(fù)雜度相同4、假設(shè)要實(shí)現(xiàn)一個(gè)可以快速合并多個(gè)有序鏈表的算法，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能會(huì)被用到？（）A.堆，通過(guò)堆來(lái)選擇合并的元素B.棧，存儲(chǔ)鏈表節(jié)點(diǎn)進(jìn)行合并操作C.隊(duì)列，輔助合并過(guò)程中的元素存儲(chǔ)和取出D.數(shù)組，存儲(chǔ)鏈表數(shù)據(jù)后進(jìn)行合并5、設(shè)計(jì)一個(gè)基于模擬移相器和鎖相環(huán)的相位跟蹤系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入信號(hào)相位的精確跟蹤。6、設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)字電路的簡(jiǎn)單密碼鎖系統(tǒng)，要求能夠通過(guò)輸入正確的數(shù)字密碼解鎖，密碼錯(cuò)誤時(shí)有報(bào)警提示，且密碼可修改。7、設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)字電路的交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)，要求能夠?qū)崿F(xiàn)紅、綠、黃三種燈的定時(shí)切換，并考慮特殊情況（如緊急車(chē)輛通行）的控制邏輯。8、設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的電子秤系統(tǒng)，能夠測(cè)量0-10kg的物體重量，精度達(dá)到1g。9、在一個(gè)在線游戲的玩家匹配系統(tǒng)中，需要根據(jù)玩家的技能水平將他們分組。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)適合快速確定某個(gè)玩家應(yīng)該屬于哪個(gè)組？（）A.平衡二叉樹(shù)B.哈希表C.堆D.圖10、字典樹(shù)（Trie）是一種用于存儲(chǔ)字符串的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。對(duì)于字典樹(shù)的優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用，以下描述哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.字典樹(shù)在查找、插入和刪除字符串時(shí)效率很高B.常用于文本自動(dòng)完成、詞頻統(tǒng)計(jì)等應(yīng)用場(chǎng)景C.字典樹(shù)的空間利用率很高，適合存儲(chǔ)大量的字符串D.字典樹(shù)對(duì)于前綴匹配的查詢操作特別有效11、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)視頻圖像的縮放、旋轉(zhuǎn)、色彩調(diào)整等功能。12、設(shè)計(jì)一個(gè)基于ADC的數(shù)據(jù)采集卡，能夠同時(shí)采集8路模擬信號(hào)，采樣頻率不低于100kHz，分辨率為12位。13、利用射頻技術(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)無(wú)線定位系統(tǒng)，能夠確定目標(biāo)物體在一定范圍內(nèi)的位置，給出定位精度和誤差分析。14、設(shè)計(jì)一個(gè)基于Wi-Fi的智能家居安防系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)入侵檢測(cè)、視頻監(jiān)控和報(bào)警功能，闡述系統(tǒng)組成和網(wǎng)絡(luò)配置。15、想象一個(gè)游戲中的怪物刷新系統(tǒng)，怪物需要在不同的地點(diǎn)按照一定的時(shí)間間隔刷新。需要一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)管理怪物的刷新時(shí)間和地點(diǎn)信息，并能夠快速判斷下一個(gè)即將刷新的怪物。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能最合適？（）A.堆，特別是最小堆，能夠快速獲取最小的刷新時(shí)間B.鏈表，便于插入和刪除，但查找最小時(shí)間效率低C.數(shù)組，存儲(chǔ)固定數(shù)量的怪物信息，不便于動(dòng)態(tài)管理刷新D.樹(shù)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對(duì)于簡(jiǎn)單的刷新管理可能過(guò)于復(fù)雜二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）解釋數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中棧的應(yīng)用場(chǎng)景，如回溯算法、迷宮求解等，并說(shuō)明其原理。2、（本題5分）詳細(xì)闡述桶排序中桶的劃分原則和對(duì)數(shù)據(jù)分布的要求。3、（本題5分）數(shù)組的切片操作在不同編程語(yǔ)言中的實(shí)現(xiàn)方式有哪些異同？4、（本題5分）深入解釋在具有n個(gè)頂點(diǎn)和e條邊的無(wú)向圖中，如何使用普里姆（Prim）算法求解最小生成森林，并說(shuō)明算法的基本思想和關(guān)鍵步驟。三、綜合題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）某公司的庫(kù)存管理系統(tǒng)需要記錄原材料、半成品和成品的庫(kù)存數(shù)量、成本和存放位置等信息。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)庫(kù)存的入庫(kù)、出庫(kù)、盤(pán)點(diǎn)和成本核算操作，并能夠根據(jù)銷(xiāo)售預(yù)測(cè)和生產(chǎn)計(jì)劃進(jìn)行庫(kù)存預(yù)警和補(bǔ)貨建議。2、（本題5分）一個(gè)在線論壇需要管理帖子、回復(fù)、用戶信息和板塊分類等。設(shè)計(jì)一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)這些信息，支持帖子的發(fā)布、刪除、查找和排序，回復(fù)的管理，用戶信息的存儲(chǔ)和權(quán)限設(shè)置，以及板塊的分類和管理，并能夠?qū)崿F(xiàn)熱門(mén)帖子和最新回復(fù)的展示。3、（本題5分）某在線音樂(lè)平臺(tái)的歌曲管理系統(tǒng)需要存儲(chǔ)歌曲信息，如歌曲編號(hào)、歌曲名稱、歌手、專輯、播放次數(shù)等。系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)快速查找特定歌曲、按照播放次數(shù)對(duì)歌曲進(jìn)行排序、新增歌曲、刪除歌曲以及更新歌曲的播放次數(shù)。請(qǐng)確定合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并詳細(xì)闡述算法和代碼實(shí)現(xiàn)，同時(shí)討論性能優(yōu)化方法。4、（本題5分）某在線招聘平臺(tái)需要管理企業(yè)的招聘信息、求職者簡(jiǎn)歷和面試安排。設(shè)計(jì)合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，實(shí)現(xiàn)高效的人才匹配和招聘流程管理。5、（本題5分）某在線考試的監(jiān)考系統(tǒng)需要實(shí)時(shí)監(jiān)控考生的答題狀態(tài)、行為異常和交卷時(shí)間。設(shè)計(jì)合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，保障考試的公平公正和順利進(jìn)行。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)算法，利用鏈表實(shí)現(xiàn)一個(gè)循環(huán)棧，模擬函數(shù)調(diào)用的棧