浙江農(nóng)林大學(xué)《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____________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頁浙江農(nóng)林大學(xué)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法》

2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共30個小題，每小題1分，共30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、設(shè)計一個基于D/A轉(zhuǎn)換器的方波信號發(fā)生器電路，輸出頻率范圍為100Hz-10kHz，占空比可調(diào)。2、設(shè)計一個用于光伏逆變器的控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)最大功率點(diǎn)跟蹤和電能質(zhì)量控制，給出系統(tǒng)架構(gòu)和控制策略。3、設(shè)計一個基于光電傳感器的生產(chǎn)線產(chǎn)品計數(shù)與分揀系統(tǒng)，能夠自動計數(shù)和分揀不同規(guī)格的產(chǎn)品。4、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用場景中，假設(shè)我們正在開發(fā)一個在線圖書館管理系統(tǒng)，需要高效地存儲和檢索大量的圖書信息，包括書名、作者、出版年份、分類等。為了能夠快速根據(jù)書名或作者查找特定的圖書，同時能夠方便地按照出版年份進(jìn)行排序和瀏覽，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)最適合用于存儲這些圖書數(shù)據(jù)？（）A.數(shù)組B.鏈表C.二叉搜索樹D.哈希表5、對于一個具有n個節(jié)點(diǎn)的二叉搜索樹，其平均查找長度的期望值在什么量級？（）A.O(1)B.O(logn)C.O(n)D.O(nlogn)6、設(shè)計一個音頻功率放大器，要求在一定負(fù)載下輸出較大功率，且具有良好的音質(zhì)，提供電路設(shè)計和性能測試。7、在一個循環(huán)隊列中，隊滿的條件是(rear+1)%maxSize==front，隊空的條件是front==rear。假設(shè)隊列的最大容量為5，當(dāng)前front=2，rear=1，此時進(jìn)行入隊操作是否可行？（）A.可行B.不可行C.不確定D.以上都不對8、考慮一個航班預(yù)訂系統(tǒng)，需要存儲不同航班的信息，包括航班號、起降時間、座位數(shù)量等，并能夠快速地根據(jù)航班號、起降地點(diǎn)等條件進(jìn)行查詢和預(yù)訂操作。在這種情況下，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法的組合可能是最優(yōu)的？（）A.二分查找算法和二叉搜索樹B.哈希表和線性探測解決沖突C.冒泡排序和鏈表D.選擇排序和數(shù)組9、在排序算法的改進(jìn)和優(yōu)化中，常常結(jié)合多種算法的優(yōu)點(diǎn)。以下關(guān)于混合排序算法的敘述，錯誤的是（）A.可以將快速排序和插入排序結(jié)合，在小規(guī)模數(shù)據(jù)時使用插入排序B.混合排序算法能夠在不同情況下發(fā)揮不同算法的優(yōu)勢，提高整體性能C.設(shè)計混合排序算法時，需要考慮不同算法之間的切換時機(jī)和條件D.混合排序算法一定比單一的排序算法性能更好10、在一個密碼學(xué)應(yīng)用中，需要對大量的明文進(jìn)行加密處理，并快速地查找和匹配特定的密文。為了提高加密和解密的效率以及數(shù)據(jù)的存儲和檢索性能，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最適用的？（）A.加密鏈表，對節(jié)點(diǎn)進(jìn)行加密存儲B.加密二叉搜索樹，保證數(shù)據(jù)的安全性和查找效率C.加密哈希表，快速定位密文D.加密棧，按照順序存儲加密數(shù)據(jù)11、設(shè)計一個基于CAN總線的分布式控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)多個節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)通信和協(xié)同控制，闡述總線協(xié)議和系統(tǒng)架構(gòu)。12、設(shè)計一個數(shù)字信號調(diào)制解調(diào)高速電路，能夠?qū)崿F(xiàn)更高的數(shù)據(jù)傳輸速率，提高通信效率。13、設(shè)計一個基于FPGA的圖像壓縮編碼系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)圖像的高效壓縮，給出硬件設(shè)計和編碼效率分析。14、在一個長度為n的字符串中，使用樸素的模式匹配算法查找一個長度為m的子串，其最壞情況下的時間復(fù)雜度為：（）A.O(n)B.O(m)C.O(nm)D.O(n+m)15、設(shè)計一個基于Wi-Fi的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，使用攝像頭采集圖像，并通過網(wǎng)絡(luò)將圖像傳輸?shù)竭h(yuǎn)程客戶端進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控。16、設(shè)計一個基于數(shù)字信號處理的圖像去噪系統(tǒng)，能夠有效去除圖像中的噪聲，同時保持圖像細(xì)節(jié)。17、設(shè)計一個基于傳感器網(wǎng)絡(luò)的智能溫室控制系統(tǒng)，能夠精確控制溫室內(nèi)的環(huán)境參數(shù)，提高作物產(chǎn)量。18、二叉堆是一種特殊的二叉樹，常用于實(shí)現(xiàn)優(yōu)先隊列。假設(shè)我們正在使用一個最大堆。以下關(guān)于二叉堆的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.最大堆的根節(jié)點(diǎn)值是堆中所有節(jié)點(diǎn)值中的最大值B.向最大堆中插入一個元素后，需要通過調(diào)整保持堆的性質(zhì)C.最大堆常用于實(shí)現(xiàn)排序算法，如堆排序D.二叉堆只能是完全二叉樹，不能是不完全二叉樹19、利用電力電子技術(shù)設(shè)計一個風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的功率變換器，實(shí)現(xiàn)電能的穩(wěn)定輸出和并網(wǎng)。20、在一個需要對大量整數(shù)進(jìn)行排序的場景中，如果內(nèi)存空間有限，不能一次性容納所有數(shù)據(jù)，以下哪種排序算法可能是最合適的？（）A.冒泡排序，簡單但效率低，不適合大數(shù)據(jù)量B.快速排序，通常在內(nèi)存中進(jìn)行，不適合內(nèi)存受限情況C.歸并排序，可以采用外部排序的方式處理大數(shù)據(jù)量D.插入排序，適用于少量數(shù)據(jù)，不適合大規(guī)模數(shù)據(jù)21、運(yùn)用電子電路知識，設(shè)計一個用于電動汽車充電樁的電源模塊，提供穩(wěn)定的直流輸出。22、設(shè)計一個基于微波技術(shù)的雷達(dá)測距系統(tǒng)，能夠準(zhǔn)確測量目標(biāo)物體的距離，并具有較高的分辨率和抗干擾能力。23、設(shè)計一個用于醫(yī)療監(jiān)護(hù)儀的生理信號處理電路，如心電、血壓等，給出電路設(shè)計和干擾抑制措施。24、考慮一個搜索引擎的索引構(gòu)建過程，需要對大量的網(wǎng)頁內(nèi)容進(jìn)行分詞、索引和存儲，以便能夠快速地根據(jù)用戶的查詢關(guān)鍵詞返回相關(guān)的網(wǎng)頁。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法常用于搜索引擎的索引構(gòu)建和查詢處理？（）A.倒排索引和分詞算法B.正排索引和冒泡排序C.索引鏈表和選擇排序D.索引數(shù)組和插入排序25、利用模擬電路技術(shù)，設(shè)計一個用于音響系統(tǒng)的功率放大器，具備高保真和大功率輸出特性。26、想象一個網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的緩存系統(tǒng)，數(shù)據(jù)包按照到達(dá)的先后順序存儲，并且當(dāng)緩存滿時需要刪除最早到達(dá)的數(shù)據(jù)包。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)適合實(shí)現(xiàn)這個緩存？（）A.循環(huán)隊列，能夠?qū)崿F(xiàn)先進(jìn)先出，并且容易判斷滿和空的狀態(tài)B.棧，后進(jìn)先出，不符合數(shù)據(jù)包的處理順序C.優(yōu)先隊列，根據(jù)優(yōu)先級處理，不適合按到達(dá)順序處理D.圖，用于表示復(fù)雜的關(guān)系，不適合簡單的數(shù)據(jù)包緩存27、設(shè)計一個數(shù)字電壓表，能夠測量直流電壓和交流電壓，精度和量程滿足一定要求，提供電路設(shè)計和誤差分析。28、利用模擬電路技術(shù)，設(shè)計一個用于數(shù)控機(jī)床的電機(jī)驅(qū)動電路，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的精確調(diào)速和位置控制。29、在一個長度為n的順序表中，刪除第i個元素（1<=i<=n），需要移動的元素個數(shù)為（）A.iB.n-iC.n-i+1D.n-i-130、在一個有n個頂點(diǎn)的帶權(quán)有向圖中，使用迪杰斯特拉（Dijkstra）算法求從源點(diǎn)到其他各頂點(diǎn)的最短路徑，其時間復(fù)雜度為？（）A.O(n)B.O(nlogn)C.O(n^2)D.O(n^3)二、綜合題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）某城市的智能停車系統(tǒng)需要記錄停車場的位置、車位數(shù)量、占用情況和收費(fèi)信息。設(shè)計一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，幫助用戶快速找到空閑車位并計算停車費(fèi)用。2、（本題5分）某社交網(wǎng)絡(luò)平臺需要存儲用戶之間的好友關(guān)系，并能夠快速地查詢某個用戶的好友列表、共同好友以及二度好友。請選擇合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并設(shè)計相應(yīng)的算法來實(shí)現(xiàn)這些功能。3、（本題5分）一個在線視頻會議系統(tǒng)需要對參會人員的狀態(tài)和發(fā)言順序進(jìn)行管理。參會人員信息包括人員編號、姓名、狀態(tài)（在線/離線）、發(fā)言順序等。這些信息以三元組表的形式存儲。請設(shè)計算法實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）查詢在線參會人員名單；（2）調(diào)整參會人員的發(fā)言順序；（3）人員離線時更新狀態(tài)；（4）統(tǒng)計發(fā)言次數(shù)超過一定閾值的人員數(shù)量。分析算法的時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。4、（本題5分）一個在線購物車系統(tǒng)需要對用戶添加的商品進(jìn)行管理。商品信息包括商品ID、名稱、價格、數(shù)量等。購物車以棧和隊列的組合形式實(shí)現(xiàn)。請設(shè)計算法實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）添加商品到購物車；（2）從購物車中刪除指定商品；（3）按照價格從高到低輸出購物車中的商品；（4）計算購物車中商品的總價。分析算法的時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。5、（本題5分）一個在線家居設(shè)計平臺需要存儲家具模型、用戶設(shè)計方案和材料清單。設(shè)計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來方便用戶設(shè)計和修改方案，并生成報價單。三、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）論述如何使用回溯法解決組合總和問題。2、（本題5分）比較冒泡排序、選擇排序和插入排序三種排序算法的時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度，并分析它們的優(yōu)缺點(diǎn)。3、（本題5分）解釋在一個具有n個頂點(diǎn)的無向圖中，如何判斷是否存在歐拉回路。4、（本題5分）在圖的遍歷中，深度