宜賓學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁(yè)，共3頁(yè)宜賓學(xué)院

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法》2021-2022學(xué)年第一學(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15個(gè)小題，每小題2分，共30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)音頻信號(hào)頻譜分析儀，能夠顯示音頻信號(hào)的頻譜圖，給出硬件設(shè)計(jì)和頻譜分析算法。2、想象一個(gè)需要存儲(chǔ)和操作幾何圖形（如點(diǎn)、線、面）的系統(tǒng)，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)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(duì)于復(fù)雜的幾何關(guān)系處理不便C.數(shù)組，存儲(chǔ)固定數(shù)量的幾何對(duì)象，不靈活D.棧，不適合存儲(chǔ)和操作幾何圖形3、堆是一種特殊的樹(shù)形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，分為大頂堆和小頂堆。大頂堆的每個(gè)節(jié)點(diǎn)的值都大于或等于其子節(jié)點(diǎn)的值。在將一組無(wú)序的數(shù)據(jù)構(gòu)建成大頂堆時(shí)，以下關(guān)于構(gòu)建過(guò)程的描述，正確的是：（）A.從葉子節(jié)點(diǎn)開(kāi)始，逐步向上調(diào)整B.從根節(jié)點(diǎn)開(kāi)始，逐步向下調(diào)整C.隨機(jī)選擇節(jié)點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整D.不需要進(jìn)行調(diào)整，直接就是大頂堆4、設(shè)計(jì)一個(gè)基于DSP的數(shù)字信號(hào)調(diào)制系統(tǒng)，支持多種調(diào)制方式，如QAM、OFDM等，給出算法實(shí)現(xiàn)和性能優(yōu)化。5、設(shè)計(jì)一個(gè)基于Wi-Fi技術(shù)的無(wú)線視頻監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)視頻的采集、傳輸和實(shí)時(shí)觀看，描述系統(tǒng)的硬件組成和軟件實(shí)現(xiàn)。6、設(shè)計(jì)一個(gè)音頻濾波器參數(shù)優(yōu)化電路，能夠根據(jù)輸入音頻信號(hào)的特點(diǎn)自動(dòng)優(yōu)化濾波器的參數(shù)，提高音頻質(zhì)量。7、設(shè)計(jì)一個(gè)基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能停車場(chǎng)管理系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)車位檢測(cè)、車輛引導(dǎo)和收費(fèi)管理等功能。8、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(cè)、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。9、設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)字電位器和濾波器的音頻均衡調(diào)節(jié)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)音頻各頻段的靈活均衡調(diào)節(jié)。10、在實(shí)際應(yīng)用中，常常需要對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。以下關(guān)于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的描述，錯(cuò)誤的是：（）A.可以通過(guò)選擇合適的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)來(lái)提高性能B.可以通過(guò)改進(jìn)算法來(lái)降低操作的時(shí)間復(fù)雜度C.優(yōu)化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)一定會(huì)增加代碼的復(fù)雜性D.優(yōu)化需要綜合考慮性能、可讀性和可維護(hù)性11、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字時(shí)鐘收音機(jī)電路，能夠顯示時(shí)間、接收廣播信號(hào)并播放音頻，具有鬧鐘和定時(shí)關(guān)機(jī)功能。12、在一個(gè)平衡二叉搜索樹(shù)中，進(jìn)行插入操作后，可能會(huì)破壞平衡。為了恢復(fù)平衡，可能會(huì)進(jìn)行多次旋轉(zhuǎn)操作。以下哪種情況可能導(dǎo)致最多的旋轉(zhuǎn)操作？（）A.插入的值總是大于當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的值B.插入的值總是小于當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的值C.插入的值隨機(jī)分布D.以上情況旋轉(zhuǎn)操作次數(shù)相同13、在樹(shù)的遍歷中，先序遍歷、中序遍歷和后序遍歷可以得到不同的節(jié)點(diǎn)訪問(wèn)順序。以下關(guān)于這三種遍歷方式的應(yīng)用場(chǎng)景，描述錯(cuò)誤的是（）A.先序遍歷常用于創(chuàng)建二叉樹(shù)的副本B.中序遍歷常用于對(duì)二叉搜索樹(shù)進(jìn)行排序操作C.后序遍歷常用于計(jì)算二叉樹(shù)中節(jié)點(diǎn)的數(shù)量D.這三種遍歷方式的應(yīng)用場(chǎng)景是固定的，不能相互替代14、選擇排序也是一種基本的排序算法。以下關(guān)于選擇排序的描述，錯(cuò)誤的是（）A.每一輪從待排序序列中選擇最小的元素，放到已排序序列的末尾B.選擇排序的時(shí)間復(fù)雜度為O(n2)，但在某些情況下比冒泡排序性能好C.選擇排序是一種不穩(wěn)定的排序算法D.選擇排序不需要額外的存儲(chǔ)空間，空間復(fù)雜度為O(1)15、在一個(gè)編譯器的符號(hào)表管理中，需要快速插入、查找和更新變量、函數(shù)等符號(hào)的信息。為了實(shí)現(xiàn)高效的符號(hào)表操作，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)通常會(huì)被選用？（）A.哈希表B.二叉搜索樹(shù)C.平衡二叉樹(shù)D.鏈表二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）深入解釋在具有n個(gè)頂點(diǎn)的有向圖中，如何判斷是否存在環(huán)，并給出一種有效的檢測(cè)算法和代碼示例。2、（本題5分）解釋什么是Trie樹(shù)，并說(shuō)明其在字符串處理中的應(yīng)用。3、（本題5分）論述如何使用貪心算法解決最優(yōu)裝載問(wèn)題。三、綜合題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）某公司的會(huì)議安排管理系統(tǒng)需要存儲(chǔ)會(huì)議的信息，如會(huì)議編號(hào)、會(huì)議主題、會(huì)議時(shí)間、參會(huì)人員、會(huì)議室編號(hào)等。系統(tǒng)要能夠快速查找特定會(huì)議、按照會(huì)議時(shí)間對(duì)會(huì)議進(jìn)行排序、新增會(huì)議安排、修改會(huì)議信息、取消會(huì)議。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)合理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，并提供代碼實(shí)現(xiàn)和性能分析。2、（本題5分）一個(gè)快遞物流跟蹤系統(tǒng)需要存儲(chǔ)快遞單號(hào)、發(fā)件人、收件人、收件地址、當(dāng)前位置、預(yù)計(jì)到達(dá)時(shí)間等信息。系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)快速查找特定快遞單號(hào)的信息、按照預(yù)計(jì)到達(dá)時(shí)間對(duì)快遞進(jìn)行排序、新增快遞單號(hào)、更新快遞的當(dāng)前位置。請(qǐng)確定合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并詳細(xì)描述算法和代碼實(shí)現(xiàn)，同時(shí)考慮性能優(yōu)化。3、（本題5分）某電商倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)需要存儲(chǔ)貨物的種類、數(shù)量、存放位置和入庫(kù)出庫(kù)時(shí)間等信息。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)貨物信息，支持貨物的入庫(kù)、出庫(kù)、盤點(diǎn)和庫(kù)存查詢操作，并能夠根據(jù)貨物的入庫(kù)時(shí)間和保質(zhì)期進(jìn)行優(yōu)先出庫(kù)處理。4、（本題5分）某電商平臺(tái)的物流配送路徑規(guī)劃系統(tǒng)需要存儲(chǔ)配送地點(diǎn)和路徑信息，包括地點(diǎn)編號(hào)、地點(diǎn)名稱、經(jīng)度、緯度、相鄰地點(diǎn)等。系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)快速查找最短配送路徑、按照距離對(duì)配送地點(diǎn)進(jìn)行排序、新增配送地點(diǎn)、修改路徑信息。請(qǐng)選擇恰當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并詳細(xì)說(shuō)明算法和代碼實(shí)現(xiàn)，以及性能評(píng)估。5、（本題5分）一個(gè)在線學(xué)習(xí)平臺(tái)需要管理課程信息，包括課程編號(hào)、課程名稱、授課教師、課程簡(jiǎn)介、選課人數(shù)等。平臺(tái)要實(shí)現(xiàn)快速查找特定課程、按照選課人數(shù)對(duì)課程進(jìn)行排序、新增和刪除課程，以及修改課程信息的功能。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，并給出完整的代碼實(shí)現(xiàn)，同時(shí)討論其時(shí)間和空間效率。四、設(shè)計(jì)題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，使用