黑龍江公安警官職業(yè)學院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)1》2023-2024學年第二學期期末試卷

學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁黑龍江公安警官職業(yè)學院

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)1》2023-2024學年第二學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15個小題，每小題2分，共30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、想象一個地圖應(yīng)用，需要存儲不同地點之間的距離信息，并能夠快速找到兩個地點之間的最短路徑。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.鄰接矩陣結(jié)合深度優(yōu)先搜索算法，能表示完整的圖結(jié)構(gòu)，但對于大規(guī)模圖效率較低B.鄰接表結(jié)合廣度優(yōu)先搜索算法，節(jié)省空間，適合查找最短路徑C.十字鏈表結(jié)合迪杰斯特拉算法，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，實現(xiàn)難度大D.哈希圖結(jié)合A*算法，適用于復(fù)雜的啟發(fā)式搜索，但對簡單地圖可能過于復(fù)雜2、對于一個具有n個節(jié)點的AVL樹，其平均查找長度的量級為？（）A.O(1)B.O(logn)C.O(n)D.O(nlogn)3、設(shè)計一個數(shù)字頻率計多功能顯示電路，能夠同時顯示頻率、周期、占空比等參數(shù)，并且具有圖形顯示功能。4、設(shè)計一個數(shù)字音頻處理中的音頻水印嵌入和提取系統(tǒng)，分析水印的魯棒性和不可感知性。5、假設(shè)要實現(xiàn)一個高效的緩存淘汰策略，除了LRU之外，還有一種常見的策略是FIFO（FirstInFirstOut）。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以方便地實現(xiàn)FIFO策略？（）A.隊列，先進先出的特性符合FIFO要求B.棧，后進先出，不符合FIFO策略C.堆，用于優(yōu)先級排序，不適合FIFOD.鏈表，需要額外的邏輯來實現(xiàn)FIFO6、設(shè)計一個基于Wi-Fi6的無線局域網(wǎng)（WLAN）系統(tǒng)，實現(xiàn)高速穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)連接，給出系統(tǒng)組成和關(guān)鍵技術(shù)。7、設(shè)計一個數(shù)字信號處理器（DSP）音頻處理電路，能夠?qū)崿F(xiàn)音頻信號的混音、特效等處理功能。8、設(shè)計一個基于光電二極管的光強測量系統(tǒng)，能夠測量不同波長的光強，精度達到0.1μW/cm2。9、假設(shè)要實現(xiàn)一個函數(shù)，判斷一個字符串是否是另一個字符串的子序列。例如，“ace”是“abcde”的子序列。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.雙指針法，分別在兩個字符串上移動指針進行比較，簡單直接B.哈希表，將字符串的字符存儲并進行查找，效率較低C.棧，存儲已匹配的字符，操作復(fù)雜D.隊列，用于存儲待匹配的字符，不太適合此場景10、在一個有序數(shù)組中，使用二分查找查找一個特定元素，如果查找失敗，最終比較次數(shù)與數(shù)組長度n的關(guān)系是：（）A.比較次數(shù)小于等于log?(n+1)B.比較次數(shù)等于nC.比較次數(shù)小于等于n/2D.比較次數(shù)小于等于n-111、鏈表是一種常見的鏈式存儲結(jié)構(gòu)，相比順序存儲，鏈表在插入和刪除操作上具有優(yōu)勢。在單向鏈表中，每個節(jié)點包含數(shù)據(jù)域和指針域。如果要在鏈表的中間位置插入一個新節(jié)點，需要找到插入位置的前一個節(jié)點。以下關(guān)于在單向鏈表中查找插入位置前一個節(jié)點的描述，正確的是：（）A.時間復(fù)雜度為O(1)B.時間復(fù)雜度為O(logn)C.時間復(fù)雜度為O(n)D.時間復(fù)雜度與鏈表長度無關(guān)12、設(shè)計一個智能水質(zhì)監(jiān)測傳感器節(jié)點，能夠?qū)崟r監(jiān)測水質(zhì)參數(shù)并通過無線方式傳輸數(shù)據(jù)，給出節(jié)點的硬件設(shè)計和低功耗實現(xiàn)。13、設(shè)計一個溫度控制系統(tǒng)電路，能夠根據(jù)設(shè)定的溫度自動控制加熱或冷卻設(shè)備，使環(huán)境溫度保持在設(shè)定值附近，精度為±1℃。14、設(shè)計一個具有電源管理功能的集成電路，能夠?qū)崿F(xiàn)對不同電源軌的監(jiān)控和控制，給出電路設(shè)計和功能驗證。15、設(shè)計一個基于DSP的圖像去噪系統(tǒng)，能夠去除圖像中的高斯噪聲和椒鹽噪聲，闡述算法原理和代碼實現(xiàn)。二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）解釋如何在一個帶權(quán)有向圖中計算源點到所有頂點的最長路徑長度。2、（本題5分）解釋遞歸算法的概念和特點，分析其在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用（如二叉樹的遍歷），并討論遞歸算法的優(yōu)缺點。3、（本題5分）對于一個具有n個元素的數(shù)組，如何使用選擇排序算法進行優(yōu)化以減少比較次數(shù)？三、綜合題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）一個電商網(wǎng)站的推薦系統(tǒng)需要根據(jù)用戶的瀏覽歷史和購買行為為用戶推薦相關(guān)商品。用戶的行為數(shù)據(jù)以字符串的形式存儲，使用后綴樹來處理這些數(shù)據(jù)。請設(shè)計算法實現(xiàn)以下功能：（1）查找具有相似瀏覽歷史的用戶；（2）根據(jù)用戶的當前瀏覽行為預(yù)測可能感興趣的商品；（3）更新用戶的行為數(shù)據(jù)；（4）處理大量用戶數(shù)據(jù)時，如何優(yōu)化后綴樹的性能。分析算法的時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。2、（本題5分）某在線教育平臺需要對課程的章節(jié)內(nèi)容和學生的學習進度進行管理。課程信息包括課程編號、章節(jié)標題、內(nèi)容、學習進度等，學生信息包括學生編號、學習的課程等。這些信息以塊狀鏈表的形式存儲。請設(shè)計算法實現(xiàn)以下功能：（1）查詢某個學生在某門課程中的學習進度；（2）更新學生的學習進度；（3）按照學習進度對學生進行排序；（4）統(tǒng)計某門課程的學習完成率。分析算法的時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。3、（本題5分）某電商倉庫的庫存管理系統(tǒng)需要存儲商品的庫存信息，包含商品編號、商品名稱、庫存數(shù)量、進貨價格、出貨價格等。系統(tǒng)要能夠快速查詢特定商品的庫存、按照庫存數(shù)量對商品進行排序、進行商品的入庫和出庫操作、修改商品的價格信息。請設(shè)計合理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，并提供代碼實現(xiàn)以及性能評估。4、（本題5分）某城市的交通流量監(jiān)測系統(tǒng)需要對各個路口的車流量進行統(tǒng)計和分析。路口信息和車流量數(shù)據(jù)以廣義表的形式存儲。請設(shè)計算法實現(xiàn)以下功能：（1）統(tǒng)計某個時間段內(nèi)某個路口的車流量；（2）找出車流量最大的路口；（3）當路口設(shè)置發(fā)生變化時，更新數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；（4）按照車流量對路口進行排序。分析算法的時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。5、（本題5分）某在線購物平臺的優(yōu)惠券管理系統(tǒng)需要記錄優(yōu)惠券信息、發(fā)放記錄和使用記錄。優(yōu)惠券信息包括優(yōu)惠券ID、優(yōu)惠券類型、面額、使用條件，發(fā)放記錄包括發(fā)放ID、優(yōu)惠券ID、用戶ID、發(fā)放時間，使用記錄包括使用ID、優(yōu)惠券ID、訂單ID、使用時間。設(shè)計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來管理優(yōu)惠券數(shù)據(jù)，實現(xiàn)優(yōu)惠券的發(fā)放、使用、查詢，并統(tǒng)計優(yōu)惠券的使用情況和效果。四、設(shè)計