鄭州電力高等?？茖W?！稊?shù)據(jù)結構（Pthon）》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…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁鄭州電力高等?？茖W校

《數(shù)據(jù)結構（Pthon）》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25個小題，每小題1分，共25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、想象一個需要存儲和操作幾何圖形（如點、線、面）的系統(tǒng)，以下哪種數(shù)據(jù)結構可能是最適合的？（）A.空間索引（如R-tree），能夠高效地處理空間數(shù)據(jù)B.鏈表，對于復雜的幾何關系處理不便C.數(shù)組，存儲固定數(shù)量的幾何對象，不靈活D.棧，不適合存儲和操作幾何圖形2、在一個需要對一組數(shù)據(jù)進行去重操作的場景中，以下哪種數(shù)據(jù)結構可以有效地實現(xiàn)這個功能？（）A.集合，自動去除重復元素B.數(shù)組，需要額外的算法進行去重C.鏈表，去重操作復雜且效率低D.棧，不適合進行去重操作3、設計一個基于運放的儀表放大器電路，增益可調范圍為1-1000倍，共模抑制比不小于80dB，輸入阻抗不小于1MΩ。4、設計一個基于無線通信模塊和傳感器的工業(yè)設備遠程監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)設備狀態(tài)的遠程監(jiān)控。5、設計一個基于FPGA的圖像識別加速系統(tǒng)，提高圖像識別的速度和準確率，闡述硬件加速原理和實現(xiàn)。6、設計一個電源適配器，輸入為交流220V，輸出為直流5V/2A，具有過壓保護和短路保護功能，給出電路設計和變壓器參數(shù)計算。7、設計一個用于工業(yè)機器人視覺引導的圖像處理系統(tǒng)，能夠實現(xiàn)工件識別和定位，給出系統(tǒng)硬件和軟件設計。8、考慮一個語音識別系統(tǒng)，需要對語音信號進行實時處理和分析，存儲語音片段的特征信息，并能夠快速地進行匹配和識別。對于這樣的系統(tǒng)，以下哪種數(shù)據(jù)結構可能是最適合的？（）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9、設計一個基于單片機的電子秤系統(tǒng)，能夠測量0-10kg的物體重量，精度達到1g。10、在一個具有n個節(jié)點的二叉樹中，若每個節(jié)點的度均不超過2，則該二叉樹中葉子節(jié)點的數(shù)量至少為：（）A.n/2B.(n+1)/2C.n-1D.n11、設計一個簡單的數(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)設計和去噪效果分析。12、設計一個基于藍牙低能耗（BLE）技術的健康監(jiān)測手環(huán)，能夠采集心率、血壓、步數(shù)等生理數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)绞謾CAPP。13、考慮到一個視頻編碼系統(tǒng)，需要對連續(xù)的幀數(shù)據(jù)進行壓縮和存儲，同時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)結構可以用于優(yōu)化這個過程？（）A.環(huán)形緩沖區(qū)B.鏈表C.數(shù)組D.棧14、在數(shù)據(jù)結構的應用中，?？梢杂糜趯崿F(xiàn)表達式求值。以下關于棧在表達式求值中的作用，正確的是：（）A.棧用于存儲操作數(shù)，按照先進后出的原則進行計算B.棧用于存儲運算符，根據(jù)優(yōu)先級進行計算C.棧在表達式求值中作用不大，主要依靠復雜的算法來實現(xiàn)D.表達式求值不需要使用棧，直接按照順序計算即可15、運用集成電路工藝，設計一款用于航空航天的抗輻射數(shù)字集成電路，確保在惡劣環(huán)境下正常工作。16、插入排序也是一種基本的排序算法。關于插入排序的特點，以下描述正確的是：（）A.插入排序在每次迭代中，將待排序元素插入到已排序部分的合適位置B.插入排序在最壞情況下的時間復雜度為O(nlogn)，優(yōu)于冒泡排序C.插入排序是一種不穩(wěn)定的排序算法，可能改變相同元素的相對順序D.插入排序適用于大規(guī)模數(shù)據(jù)的排序，效率很高17、設計一個基于FPGA的高速數(shù)據(jù)加密系統(tǒng)，支持AES或RSA加密算法，給出硬件實現(xiàn)和性能分析。18、考慮到一個文件系統(tǒng)的目錄結構管理，需要快速查找、插入和刪除文件和文件夾，并能夠方便地遍歷整個目錄層次。以下哪種數(shù)據(jù)結構適合用于實現(xiàn)文件系統(tǒng)的目錄結構？（）A.三叉樹B.四叉樹C.N叉樹D.線段樹19、設計一個基于編碼器和驅動器的機器人關節(jié)控制系統(tǒng)，實現(xiàn)關節(jié)的精確運動控制。20、設計一個數(shù)字信號處理器（DSP）音頻與視頻處理電路，能夠同時實現(xiàn)音頻和視頻的處理功能，如音頻混音和視頻壓縮等。21、設計一個音頻混響效果器，能夠為音頻信號添加混響效果，給出電路設計和效果參數(shù)調節(jié)。22、設計一個基于藍牙5.2的無線耳機，能夠實現(xiàn)高品質音頻播放和降噪功能，續(xù)航時間不小于20小時。23、假設要設計一個算法來計算表達式的值，例如“(2+3)*4-5”，需要一種數(shù)據(jù)結構來存儲操作數(shù)和運算符，并按照正確的順序進行計算。以下哪種數(shù)據(jù)結構可能是最合適的？（）A.隊列，先進先出，難以處理表達式的優(yōu)先級B.棧，能夠方便地處理運算符的優(yōu)先級和計算順序C.數(shù)組，存儲固定數(shù)量的元素，不利于表達式的靈活計算D.哈希表，主要用于快速查找，不適合表達式的計算24、考慮一個任務調度系統(tǒng)，有多個任務按照優(yōu)先級和提交時間進行調度執(zhí)行。以下哪種數(shù)據(jù)結構可以有效地管理這些任務，并保證高優(yōu)先級或早提交的任務先執(zhí)行？（）A.優(yōu)先隊列，根據(jù)優(yōu)先級和時間排序B.數(shù)組，通過索引訪問任務C.鏈表，按照提交順序存儲任務D.棧，先進后出執(zhí)行任務25、隊列可以用于實現(xiàn)廣度優(yōu)先遍歷算法。在廣度優(yōu)先遍歷中，以下關于隊列的使用描述錯誤的是（）A.從起始節(jié)點開始，將其入隊B.每次取出隊頭節(jié)點，并將其未訪問的鄰接節(jié)點入隊C.直到隊列為空，遍歷結束D.隊列中的節(jié)點順序與遍歷順序無關二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）詳細論述在拓撲排序算法中，如何判斷一個有向無環(huán)圖，并給出具體的排序步驟和應用場景。2、（本題5分）論述跳表在插入和刪除元素時，如何維護其結構的平衡性和查找效率。3、（本題5分）深入探討在哈希表中解決沖突的常見方法，如鏈地址法、開放定址法等，并比較它們的優(yōu)缺點。4、（本題5分）詳細解釋在一個具有n個元素的二叉樹中，如何通過后序遍歷計算二叉樹的節(jié)點個數(shù)。三、設計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設計一個程序，對一個平衡二叉樹進行中序遍歷的非遞歸實現(xiàn)。2、（本題5分）設計一個歸并排序算法，對鏈表進行排序，分析其時間和空間復雜度，并與其他排序算法進行比較。3、（本題5分）設計一個程序，使用字符串匹配的KMP算法在一個文本中查找給定的模式串。4、（本題5分）研究伸展樹在數(shù)據(jù)分布不均勻情況下的性能表現(xiàn)和應對措施。5、（本題5分）設計一個程序，使用數(shù)據(jù)結構來存儲一個電商平臺的用戶評價信息（評價編號、用戶ID、商品ID、評價內容、評分等），并實現(xiàn)評價的查詢、統(tǒng)計和篩選功能。四、綜合題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）在一個在線電影票務系統(tǒng)中，需要管理電影院信息、影片排片、座位預訂和票房統(tǒng)計等。設計一種數(shù)據(jù)結構來存儲這些信息，支持電影院和影片的添加、刪除和修改，座位的預訂和取消，票房數(shù)據(jù)的統(tǒng)計和分析，并能夠實時顯示座位的預訂情況和優(yōu)化排片策略。2、（本題10分）某電商平臺需要對用戶的購買記錄進行分析，以發(fā)現(xiàn)用戶的購買偏好和趨勢。購買記錄存儲在一個大型數(shù)據(jù)庫中，設計一種合適的數(shù)據(jù)結構和算法，能夠高效地統(tǒng)計每個用戶購買不同商品的次數(shù)，并找出最受歡迎的商品類別