西安交通大學(xué)城市學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)》2021-2022學(xué)年第一學(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頁西安交通大學(xué)城市學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)》

2021-2022學(xué)年第一學(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個小題，每小題1分，共20分．在每小題給出的四個選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、二叉搜索樹是一種特殊的二叉樹，其左子樹的所有節(jié)點(diǎn)值都小于根節(jié)點(diǎn)值，右子樹的所有節(jié)點(diǎn)值都大于根節(jié)點(diǎn)值。在對二叉搜索樹進(jìn)行中序遍歷時，得到的節(jié)點(diǎn)值序列是：（）A.無序的B.升序的C.降序的D.隨機(jī)的2、設(shè)計(jì)一個簡單的觸摸顯示屏控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)觸摸操作的響應(yīng)和顯示內(nèi)容的更新，闡述硬件電路和軟件驅(qū)動的實(shí)現(xiàn)方法。3、設(shè)計(jì)一個簡單的數(shù)字電壓表，能夠測量0-50V的直流電壓，精度達(dá)到0.1V，并用液晶顯示屏顯示測量結(jié)果。4、基于通信中的多址接入技術(shù)設(shè)計(jì)一個無線通信網(wǎng)絡(luò)，支持多個用戶同時通信，分析網(wǎng)絡(luò)容量和性能。5、設(shè)計(jì)一個基于數(shù)字電位器和運(yùn)放的音頻增益自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)，根據(jù)輸入信號強(qiáng)度自動調(diào)整增益。6、哈夫曼樹是一種特殊的帶權(quán)路徑長度最短的二叉樹，在數(shù)據(jù)壓縮等領(lǐng)域有重要應(yīng)用。以下關(guān)于哈夫曼樹的描述，不準(zhǔn)確的是：（）A.哈夫曼樹的構(gòu)建過程基于貪心算法，每次選擇權(quán)值最小的兩個節(jié)點(diǎn)合并B.通過哈夫曼樹可以為字符編碼，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高效壓縮C.哈夫曼樹的帶權(quán)路徑長度是所有葉子節(jié)點(diǎn)的權(quán)值乘以路徑長度之和D.不同的字符集和權(quán)值分布會得到相同的哈夫曼樹結(jié)構(gòu)7、設(shè)計(jì)一個數(shù)字通信系統(tǒng)的誤碼性能測試方案，包括測試設(shè)備的選擇、測試環(huán)境的搭建和數(shù)據(jù)的分析方法。8、二叉樹在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中具有重要地位。以下關(guān)于二叉樹應(yīng)用的敘述，不正確的是：（）A.二叉樹可以用于實(shí)現(xiàn)二叉搜索樹，提高查找效率B.二叉樹可以用于表達(dá)式的存儲和計(jì)算C.二叉樹可以用于實(shí)現(xiàn)哈夫曼編碼，進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮D.二叉樹只能用于存儲和處理數(shù)值型數(shù)據(jù)9、考慮到一個文件系統(tǒng)的目錄結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)適合用于實(shí)現(xiàn)文件系統(tǒng)的目錄結(jié)構(gòu)？（）A.三叉樹B.四叉樹C.N叉樹D.線段樹10、設(shè)計(jì)一個通信系統(tǒng)復(fù)用設(shè)備，能夠?qū)崿F(xiàn)時分復(fù)用、頻分復(fù)用或波分復(fù)用功能，分析復(fù)用效率和資源利用率。11、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的性能評估中，以下關(guān)于時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度的說法，不正確的是：（）A.時間復(fù)雜度反映了算法執(zhí)行時間與輸入規(guī)模之間的關(guān)系B.空間復(fù)雜度反映了算法所需存儲空間與輸入規(guī)模之間的關(guān)系C.時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度越低越好，不需要考慮其他因素D.可以通過優(yōu)化算法來降低時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度12、哈希表是一種用于快速查找的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，通過哈希函數(shù)將關(guān)鍵字映射到表中的位置。假設(shè)使用一個簡單的哈希函數(shù)h(key)=key%10來存儲一系列整數(shù)：12、22、32、42、52。如果發(fā)生了哈希沖突，采用鏈地址法來解決。那么查找值為32時，平均比較次數(shù)大概是多少？（）A.1B.2C.3D.413、設(shè)計(jì)一個基于藍(lán)牙Mesh技術(shù)的智能照明控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對多個燈具的分組控制和場景切換。14、根據(jù)通信原理，設(shè)計(jì)一個衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)的前端電路，能夠接收和解碼衛(wèi)星導(dǎo)航信號。15、假設(shè)正在設(shè)計(jì)一個數(shù)據(jù)庫的索引結(jié)構(gòu)，需要支持快速的等值查詢、范圍查詢和排序操作。在這種情況下，以下哪種索引結(jié)構(gòu)可能是最優(yōu)的選擇？（）A.B樹索引，平衡樹結(jié)構(gòu)，適用于多種查詢B.哈希索引，快速等值查詢，但不支持范圍查詢C.位圖索引，適合處理布爾值屬性的查詢D.全文索引，用于文本內(nèi)容的搜索16、設(shè)計(jì)一個基于數(shù)字圖像處理的人臉識別系統(tǒng)，能夠?qū)斎氲膱D像進(jìn)行人臉檢測、特征提取和識別，說明算法的選擇和優(yōu)化。17、設(shè)計(jì)一個電子密碼鎖電路，要求具有密碼設(shè)置、密碼輸入、密碼驗(yàn)證和開鎖功能，密碼長度為6位數(shù)字。18、假設(shè)在一個在線游戲的多人對戰(zhàn)匹配系統(tǒng)中，需要根據(jù)玩家的等級和技能水平進(jìn)行快速匹配，以保證游戲的公平性和趣味性。為了實(shí)現(xiàn)高效的匹配過程，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法可能會被運(yùn)用？（）A.快速排序結(jié)合二分查找B.冒泡排序結(jié)合線性搜索C.歸并排序結(jié)合哈希表D.桶排序結(jié)合雙向鏈表19、設(shè)計(jì)一個圖像處理中的圖像質(zhì)量主觀評價實(shí)驗(yàn)方案，包括評價人員的選擇和評價標(biāo)準(zhǔn)的制定。20、設(shè)計(jì)一個基于STM8的智能風(fēng)扇控制系統(tǒng)，能夠根據(jù)環(huán)境溫度自動調(diào)節(jié)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，闡述系統(tǒng)組成和控制策略。二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）闡述并查集中如何利用啟發(fā)式合并策略提高整體性能。2、（本題5分）在一個具有n個節(jié)點(diǎn)的二叉樹中，如何計(jì)算兩個節(jié)點(diǎn)之間的最短路徑長度，給出算法思路和時間復(fù)雜度分析。3、（本題5分）在圖的存儲中，如何表示稀疏圖和稠密圖？各有哪些適用的算法？4、（本題5分）闡述后綴樹在基因序列分析中的應(yīng)用可能性和挑戰(zhàn)。5、（本題5分）比較歸并排序和快速排序在對隨機(jī)數(shù)據(jù)的排序效果。三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計(jì)一個程序，使用平衡二叉樹存儲整數(shù)，實(shí)現(xiàn)插入操作并保持樹的平衡。2、（本題5分）設(shè)計(jì)一個程序，利用圖的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表示物流配送網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)貨物的最優(yōu)配送路徑規(guī)劃功能。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個程序，利用數(shù)組實(shí)現(xiàn)冒泡排序算法，輸入一組數(shù)據(jù)進(jìn)行排序并展示過程和結(jié)果。4、（本題5分）基于AVL樹和雙向鏈表的結(jié)合，設(shè)計(jì)一個程序，管理圖書館的圖書預(yù)約系統(tǒng)，包括預(yù)約信息的添加、刪除和查詢。5、（本題5分）設(shè)計(jì)一個程序，使用選擇排序算法對給定的浮點(diǎn)數(shù)數(shù)組進(jìn)行排序，輸出排序后的數(shù)組。四、綜合題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）某電商平臺需要對商品進(jìn)行分類管理，并支持快速查詢和更新商品信息。請?jiān)O(shè)計(jì)合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲商品分類信息，包括分類名稱、編號、父分類等，并實(shí)現(xiàn)添加、刪除、查找和修改分類的操作。同時，考慮如何優(yōu)化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以提高操作的效率。2、（本題10分）某電商平臺的促銷活動管理系統(tǒng)需要記錄活動信息和參與用戶信息，活動信息包括活動ID、活動名稱、活動規(guī)則、開始時間、結(jié)束時間，參與用戶信息包括用戶ID、活動ID、參與時間。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲這些數(shù)據(jù)，能夠快速查詢活動詳情、統(tǒng)計(jì)參與人數(shù)、判斷用戶是否參與活動，并在活動結(jié)