四川商務(wù)職業(yè)學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及應(yīng)用算法》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁四川商務(wù)職業(yè)學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及應(yīng)用算法》

2023-2024學(xué)年第二學(xué)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20個(gè)小題，每小題1分，共20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、考慮到一個(gè)視頻編碼系統(tǒng)，需要對連續(xù)的幀數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮和存儲，同時(shí)能夠快速地讀取和解碼特定幀的數(shù)據(jù)。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以用于優(yōu)化這個(gè)過程？（）A.環(huán)形緩沖區(qū)B.鏈表C.數(shù)組D.棧2、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，分析對系統(tǒng)性能的改善。3、設(shè)計(jì)一個(gè)基于無線射頻識別（RFID）的倉庫管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對貨物的自動識別、入庫、出庫和庫存管理。4、考慮一個(gè)語音識別系統(tǒng)，需要對語音信號進(jìn)行實(shí)時(shí)處理和分析，存儲語音片段的特征信息，并能夠快速地進(jìn)行匹配和識別。對于這樣的系統(tǒng)，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最適合的？（）A.循環(huán)鏈表，存儲連續(xù)的語音片段B.雙鏈表，方便前后雙向訪問語音數(shù)據(jù)C.二叉堆，快速獲取重要的語音特征D.哈希桶，快速定位特定的語音特征5、設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的無線通信系統(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。6、在一個(gè)交通流量監(jiān)測系統(tǒng)中，需要實(shí)時(shí)記錄不同路段的車輛數(shù)量，并能夠快速地找出車輛數(shù)量最多的路段和最少的路段。此外，還需要能夠動態(tài)地更新路段的車輛數(shù)量信息。對于這樣的需求，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)最為合適？（）A.優(yōu)先隊(duì)列，能夠快速獲取最大或最小元素B.紅黑樹，保持?jǐn)?shù)據(jù)的有序性并支持高效的插入和刪除C.跳表，實(shí)現(xiàn)快速的查找、插入和刪除操作D.線段樹，用于處理區(qū)間的統(tǒng)計(jì)和更新問題7、利用模擬電路技術(shù)，設(shè)計(jì)一個(gè)用于醫(yī)療成像設(shè)備的高壓電源電路，提供穩(wěn)定的高電壓輸出。8、設(shè)計(jì)一個(gè)基于USBPD協(xié)議的快速充電器，能夠根據(jù)設(shè)備需求提供合適的電壓和電流，包括電路設(shè)計(jì)和協(xié)議實(shí)現(xiàn)。9、在圖的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，鄰接矩陣和鄰接表是兩種常見的存儲方式。關(guān)于這兩種存儲方式，以下描述哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.鄰接矩陣使用二維數(shù)組來表示圖中節(jié)點(diǎn)之間的關(guān)系，空間復(fù)雜度較高B.鄰接表使用鏈表或數(shù)組來存儲節(jié)點(diǎn)的鄰接節(jié)點(diǎn)，適用于稀疏圖C.對于稠密圖，鄰接表的存儲方式比鄰接矩陣更節(jié)省空間D.無論是鄰接矩陣還是鄰接表，在判斷兩個(gè)節(jié)點(diǎn)是否相鄰時(shí)，時(shí)間復(fù)雜度都是O(1)10、基于通信糾錯(cuò)編碼和交織技術(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)抗衰落通信系統(tǒng)，提高在惡劣信道條件下的數(shù)據(jù)傳輸可靠性。11、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字溫度計(jì)，采用熱敏電阻傳感器，能夠測量0℃至100℃的溫度范圍，精度為0.1℃，說明硬件連接和信號處理。12、設(shè)計(jì)一個(gè)基于光電傳感器的生產(chǎn)線產(chǎn)品計(jì)數(shù)與分揀系統(tǒng)，能夠自動計(jì)數(shù)和分揀不同規(guī)格的產(chǎn)品。13、設(shè)計(jì)一個(gè)用于電動汽車充電樁的控制系統(tǒng)，支持多種充電模式和計(jì)費(fèi)方式，給出系統(tǒng)組成和控制流程。14、以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)最適合用于實(shí)現(xiàn)LRU（最近最少使用）緩存淘汰策略？（）A.數(shù)組B.鏈表C.哈希表D.棧15、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、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。16、二叉樹是一種重要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，具有多種遍歷方式。假設(shè)存在一個(gè)二叉樹，其先序遍歷的結(jié)果是ABDECF，中序遍歷的結(jié)果是DBEAFC。請問該二叉樹的后序遍歷結(jié)果是什么？（）A.DEBFCAB.DBEFCAC.DEBCFAD.DFEBCA17、設(shè)計(jì)一個(gè)基于PLC的工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)器人的運(yùn)動軌跡規(guī)劃、動作控制和故障診斷功能。18、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的圖像識別加速系統(tǒng)，提高圖像識別的速度和準(zhǔn)確率，闡述硬件加速原理和實(shí)現(xiàn)。19、設(shè)計(jì)一個(gè)光纖通信系統(tǒng)中的光發(fā)射機(jī)和接收機(jī)，確定合適的光源和探測器，計(jì)算系統(tǒng)的傳輸距離和帶寬。20、設(shè)計(jì)一個(gè)音頻濾波器數(shù)字控制電路，能夠通過數(shù)字信號處理器（DSP）對濾波器的參數(shù)進(jìn)行精確控制，提高音頻質(zhì)量。二、簡答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）闡述如何在一個(gè)循環(huán)隊(duì)列中實(shí)現(xiàn)元素的入隊(duì)和出隊(duì)操作，給出算法步驟和實(shí)現(xiàn)代碼，并分析其時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。2、（本題5分）闡述隊(duì)列在任務(wù)調(diào)度中的應(yīng)用，如任務(wù)隊(duì)列、優(yōu)先級隊(duì)列等，并解釋其作用。3、（本題5分）解釋什么是跳表的多層結(jié)構(gòu)，說明其作用和優(yōu)勢，并闡述如何進(jìn)行查找和插入操作。4、（本題5分）深入探討在一個(gè)具有n個(gè)元素的二叉搜索樹中，如何進(jìn)行樹的修改操作，如節(jié)點(diǎn)值的更新。5、（本題5分）解釋如何在一個(gè)具有n個(gè)頂點(diǎn)的有向圖中計(jì)算每個(gè)頂點(diǎn)的入度和出度的差。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，用鄰接表表示一個(gè)帶權(quán)有向圖，實(shí)現(xiàn)Bellman-Ford算法求單源最短路徑。2、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，用鄰接表表示一個(gè)帶權(quán)有向圖，實(shí)現(xiàn)SPFA算法求單源最短路徑。3、（本題5分）使用圖數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一個(gè)城市路燈布局規(guī)劃系統(tǒng)，確保道路照明均勻和節(jié)能。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，判斷給定的鏈表是否存在環(huán)，若存在，找出環(huán)的入口節(jié)點(diǎn)。5、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)算法，將一個(gè)二叉搜索樹轉(zhuǎn)換為排序的雙向循環(huán)鏈表。四、綜合題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）一個(gè)在線圖書館的借閱管理系統(tǒng)需要記錄圖書信息、讀者信息和借閱記錄，圖書信息包括圖書ISBN、書名、作者、出版社、可借閱狀態(tài)，讀者信息包括讀者ID、姓名、聯(lián)系方式，借閱記錄包括借閱ID、讀者ID、圖書ISBN、借閱時(shí)間、應(yīng)還時(shí)間。請?jiān)O(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來管理借閱數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)圖書的借閱、歸還、續(xù)借操作，查詢讀者的借閱歷史，并統(tǒng)計(jì)逾期未還的圖書。2、（本題10分）某在線旅游平臺的景點(diǎn)評價(jià)系統(tǒng)需要記錄景點(diǎn)信息、評價(jià)內(nèi)容和評價(jià)分?jǐn)?shù)。景點(diǎn)信息包括景點(diǎn)ID、景點(diǎn)名稱、景點(diǎn)介紹，評價(jià)內(nèi)容包括評價(jià)ID、景點(diǎn)ID、用戶ID、評價(jià)內(nèi)容、評價(jià)時(shí)間，評價(jià)分?jǐn)?shù)包括分?jǐn)?shù)ID、景點(diǎn)ID、用戶ID、分?jǐn)?shù)。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來管理評價(jià)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)景點(diǎn)評價(jià)的查詢、