蘭州工業(yè)學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法導(dǎo)論》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

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《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法導(dǎo)論》2023-2024學(xué)年第二學(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、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字頻率計(jì)，采用直接計(jì)數(shù)法，測(cè)量范圍為1Hz至10MHz，給出系統(tǒng)方案和誤差分析。2、假設(shè)正在構(gòu)建一個(gè)基因序列分析工具，需要存儲(chǔ)大量的基因序列數(shù)據(jù)，并能夠快速地比較不同基因序列的相似性和差異性。在這種情況下，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最有助于提高分析效率的？（）A.后綴樹(shù)，用于高效的字符串匹配和比較B.前綴樹(shù)，快速查找基因序列的前綴C.二叉平衡樹(shù)，保持基因序列的有序存儲(chǔ)D.哈希圖，快速定位特定的基因序列3、設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的水質(zhì)凈化設(shè)備控制系統(tǒng)，能夠根據(jù)水質(zhì)參數(shù)自動(dòng)控制凈化過(guò)程。4、設(shè)計(jì)一個(gè)基于ADC和DAC的模擬信號(hào)采集與回放系統(tǒng)，能夠?qū)σ纛l范圍內(nèi)的模擬信號(hào)進(jìn)行采集、數(shù)字化處理和回放，給出系統(tǒng)架構(gòu)和性能指標(biāo)分析。5、設(shè)計(jì)一個(gè)基于ADC和DAC的模擬信號(hào)采集與回放系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)模擬信號(hào)的采集、數(shù)字化處理和模擬回放功能。6、并查集是一種用于處理集合合并和查詢的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。對(duì)于并查集的操作，以下描述哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.可以快速判斷兩個(gè)元素是否屬于同一個(gè)集合B.合并兩個(gè)集合的操作時(shí)間復(fù)雜度為O(n)，其中n是集合中的元素?cái)?shù)量C.通過(guò)路徑壓縮和按秩合并等優(yōu)化方法可以提高并查集的效率D.并查集常用于解決圖的連通性問(wèn)題和動(dòng)態(tài)集合管理問(wèn)題7、假設(shè)要實(shí)現(xiàn)一個(gè)字典數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，支持快速的插入、刪除和查找操作，并且能夠存儲(chǔ)大量的數(shù)據(jù)。以下哪種實(shí)現(xiàn)方式可能是最優(yōu)的？（）A.基于鏈表的實(shí)現(xiàn)B.基于數(shù)組的實(shí)現(xiàn)C.基于哈希表的實(shí)現(xiàn)D.基于樹(shù)的實(shí)現(xiàn)8、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字頻率計(jì)電路，能夠測(cè)量輸入信號(hào)的頻率，測(cè)量范圍為1Hz到1MHz，精度為±1Hz。9、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)。10、根據(jù)數(shù)字信號(hào)處理理論，設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字濾波器，用于去除音頻信號(hào)中的噪聲，要求濾波器具有陡峭的截止頻率和較小的通帶波紋。11、在一個(gè)數(shù)據(jù)壓縮算法中，需要構(gòu)建一個(gè)頻率表來(lái)統(tǒng)計(jì)字符出現(xiàn)的頻率。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)最適合存儲(chǔ)字符及其頻率信息？（）A.二叉樹(shù)，根據(jù)頻率構(gòu)建B.哈希表，快速查找字符頻率C.棧，按順序存儲(chǔ)頻率D.隊(duì)列，先進(jìn)先出處理字符12、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字圖像處理中的圖像壓縮質(zhì)量評(píng)估系統(tǒng)，包括客觀和主觀評(píng)估指標(biāo)的測(cè)量。13、設(shè)計(jì)一個(gè)通信系統(tǒng)中的調(diào)制電路，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)輸入模擬信號(hào)的ASK調(diào)制，并分析其調(diào)制性能和頻譜特性。14、設(shè)計(jì)一個(gè)基于光電傳感器的自動(dòng)化生產(chǎn)線質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)，能夠檢測(cè)產(chǎn)品的外觀缺陷和尺寸精度。15、設(shè)計(jì)一個(gè)基于鎖相環(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，同步精度不大于1μs。16、考慮一個(gè)文本編輯程序，需要實(shí)現(xiàn)撤銷和重做的功能。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)最適合用于存儲(chǔ)操作的歷史記錄，以支持高效的撤銷和重做操作？（）A.隊(duì)列B.棧C.鏈表D.樹(shù)17、設(shè)計(jì)一個(gè)基于藍(lán)牙低功耗和Wi-Fi的雙模通信模塊，實(shí)現(xiàn)靈活的通信方式選擇，描述模塊的硬件組成和通信協(xié)議。18、設(shè)計(jì)一個(gè)基于D/A轉(zhuǎn)換器的正弦波信號(hào)發(fā)生器電路，輸出頻率范圍為10Hz-10kHz，幅度可調(diào)，失真度小于5%。19、設(shè)計(jì)一個(gè)基于微波技術(shù)的雷達(dá)測(cè)距系統(tǒng)，能夠準(zhǔn)確測(cè)量目標(biāo)物體的距離，并具有較高的分辨率和抗干擾能力。20、在一個(gè)長(zhǎng)度為n的順序表中，刪除第i個(gè)元素（1<=i<=n），需要移動(dòng)的元素個(gè)數(shù)為（）A.iB.n-iC.n-i+1D.n-i-1二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）在一個(gè)二叉樹(shù)中，如何判斷兩棵二叉樹(shù)是否相同？2、（本題5分）詳細(xì)闡述在一個(gè)具有n個(gè)元素的堆中，如何利用堆進(jìn)行Top-K問(wèn)題的求解。3、（本題5分）解釋如何在一個(gè)具有n個(gè)元素的有序數(shù)組中，進(jìn)行二分查找的遞歸實(shí)現(xiàn)，并分析其時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。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)基于斐波那契堆的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)插入、刪除最小元素和減少關(guān)鍵字操作。2、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，在給定的順序表中查找指定元素，輸出查找結(jié)果。3、（本題5分）使用圖數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一個(gè)校園活動(dòng)場(chǎng)地預(yù)約系統(tǒng)，避免場(chǎng)地使用沖突。4、（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)快遞公司的包裹信息（包裹編號(hào)、收件人、收件地址、重量、運(yùn)費(fèi)等），并實(shí)現(xiàn)包裹的跟蹤和查詢功能。5、（本題5分）以圖數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)一個(gè)城市交通路線規(guī)劃系統(tǒng)，能夠找到兩個(gè)地點(diǎn)之間的最短路徑。四、綜合題（本大題共2個(gè)小題，共20分)1、（本題10分）某電商網(wǎng)站的推薦系統(tǒng)需要根據(jù)用戶的瀏覽歷史和購(gòu)買行為為用戶推薦相關(guān)商品。設(shè)計(jì)一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，能夠有效地存儲(chǔ)和分析用戶行為數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的商品推薦。2、（本題10分）一個(gè)在線游戲的組隊(duì)系統(tǒng)需要對(duì)玩家的組隊(duì)信息進(jìn)行管理。組隊(duì)信息包括隊(duì)