鄭州工業(yè)應(yīng)用技術(shù)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，共3頁鄭州工業(yè)應(yīng)用技術(shù)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)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共20個(gè)小題，每小題1分，共20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、根據(jù)數(shù)字信號(hào)處理理論，設(shè)計(jì)一個(gè)圖像壓縮編碼系統(tǒng)，能夠?qū)D像進(jìn)行高效壓縮，同時(shí)保持較好的圖像質(zhì)量。2、設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)線上設(shè)備的運(yùn)行控制和狀態(tài)監(jiān)測(cè)，闡述系統(tǒng)的架構(gòu)和控制策略。3、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的圖像銳化系統(tǒng)，能夠增強(qiáng)圖像的邊緣和細(xì)節(jié)，說明算法和硬件實(shí)現(xiàn)。4、設(shè)計(jì)一個(gè)基于ADC和微控制器的壓力測(cè)量系統(tǒng)，能夠測(cè)量0-100MPa的壓力，精度達(dá)到0.1MPa。5、已知一個(gè)帶權(quán)無向圖的頂點(diǎn)集合為{V1,V2,V3,V4,V5}，其對(duì)應(yīng)的鄰接矩陣如下：（）|024∞∞||2013∞||41021||∞3205||∞∞150|使用Prim算法構(gòu)造最小生成樹，首先被選中的邊是？A.(V1,V2)B.(V2,V3)C.(V3,V5)D.(V2,V5)6、設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）的實(shí)時(shí)圖像處理系統(tǒng)，能夠快速處理視頻流中的圖像。7、在圖的存儲(chǔ)中，鄰接多重表常用于無向圖的存儲(chǔ)。以下關(guān)于鄰接多重表的優(yōu)點(diǎn)，描述錯(cuò)誤的是（）A.便于刪除和插入邊B.節(jié)省存儲(chǔ)空間C.便于判斷兩個(gè)頂點(diǎn)之間是否有邊D.對(duì)有向圖的存儲(chǔ)效果更好8、設(shè)計(jì)一個(gè)基于藍(lán)牙4.0技術(shù)的智能血壓計(jì)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)血壓變化，并提供健康建議。9、在樹型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，二叉樹是一種重要的類型。關(guān)于二叉樹的性質(zhì)，以下正確的是：（）A.一棵深度為k的滿二叉樹，其節(jié)點(diǎn)總數(shù)為2^k-1B.二叉樹的中序遍歷結(jié)果是節(jié)點(diǎn)值的升序排列（假設(shè)節(jié)點(diǎn)值為整數(shù)）C.任何一棵二叉樹，其葉子節(jié)點(diǎn)數(shù)一定等于度為2的節(jié)點(diǎn)數(shù)加1D.二叉樹的前序遍歷和后序遍歷結(jié)果一定不同10、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路中同步時(shí)序電路和異步時(shí)序電路的性能比較系統(tǒng)，分析在不同應(yīng)用場(chǎng)景下的優(yōu)劣。11、考慮用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)一個(gè)表達(dá)式求值的算法，例如計(jì)算中綴表達(dá)式的值。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)組合可能是最有效的（）A.棧和隊(duì)列B.棧和二叉樹C.隊(duì)列和哈希表D.棧和鏈表12、設(shè)計(jì)一個(gè)基于PLC的電梯控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)電梯的上升、下降、?？?、開門、關(guān)門等功能，并具備超載報(bào)警和故障診斷功能。13、歸并排序是一種基于分治思想的排序算法。以下關(guān)于歸并排序的描述，不正確的是（）A.將數(shù)組不斷分成兩半，分別排序后再合并B.歸并排序的時(shí)間復(fù)雜度始終為O(nlog?n)C.歸并排序是一種穩(wěn)定的排序算法D.歸并排序的空間復(fù)雜度較高，為O(n)14、堆是一種特殊的樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，常用于實(shí)現(xiàn)優(yōu)先隊(duì)列。以下關(guān)于堆的描述，錯(cuò)誤的是：（）A.大頂堆中每個(gè)節(jié)點(diǎn)的值都大于或等于其子節(jié)點(diǎn)的值，小頂堆則相反B.可以用數(shù)組來實(shí)現(xiàn)堆，通過計(jì)算索引可以方便地進(jìn)行堆的操作C.堆排序利用堆的特性，將數(shù)組構(gòu)建成堆，然后依次取出堆頂元素得到排序結(jié)果D.堆的插入和刪除操作的時(shí)間復(fù)雜度都為O(logn)，且堆的空間復(fù)雜度總是高于其他線性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)15、使用集成電路設(shè)計(jì)一個(gè)音頻功率放大器，要求輸出功率達(dá)到一定值，同時(shí)具有良好的音質(zhì)和低噪聲。16、假設(shè)要實(shí)現(xiàn)一個(gè)LRU（LeastRecentlyUsed）緩存，當(dāng)緩存滿時(shí)，刪除最近最少使用的元素。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以有效地實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能？（）A.數(shù)組結(jié)合鏈表，通過移動(dòng)鏈表節(jié)點(diǎn)來標(biāo)記使用頻率B.哈希表結(jié)合雙向鏈表，能夠快速查找和調(diào)整元素順序C.棧，后進(jìn)先出，無法體現(xiàn)使用頻率D.隊(duì)列，先進(jìn)先出，不能區(qū)分元素的使用頻率17、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。18、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字音頻處理中的音頻降噪系統(tǒng)，分析降噪效果和對(duì)音質(zhì)的影響。19、二叉樹是一種重要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，具有多種遍歷方式。假設(shè)存在一個(gè)二叉樹，其先序遍歷的結(jié)果是ABDECF，中序遍歷的結(jié)果是DBEAFC。請(qǐng)問該二叉樹的后序遍歷結(jié)果是什么？（）A.DEBFCAB.DBEFCAC.DEBCFAD.DFEBCA20、在圖的算法中，最小生成樹算法用于構(gòu)建連通圖的最小代價(jià)生成樹，以下關(guān)于最小生成樹算法的描述，正確的是：（）A.Prim算法和Kruskal算法都能得到圖的最小生成樹，但算法思想不同B.Prim算法從圖中的任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)開始構(gòu)建生成樹，Kruskal算法則從邊的集合開始C.最小生成樹的權(quán)值之和是唯一確定的，與算法的選擇無關(guān)D.對(duì)于稠密圖，Kruskal算法的效率高于Prim算法；對(duì)于稀疏圖，Prim算法更優(yōu)二、簡答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）闡述二叉樹的層次遍歷算法的實(shí)現(xiàn)過程，分析其時(shí)間復(fù)雜度，并舉例說明其應(yīng)用場(chǎng)景。2、（本題5分）論述在貪心算法的局限性分析中，舉例說明在哪些情況下貪心算法不能得到最優(yōu)解。3、（本題5分）在圖的存儲(chǔ)中，如何表示有權(quán)圖和無權(quán)圖？各有哪些常見的算法應(yīng)用？4、（本題5分）詳細(xì)說明如何使用基數(shù)排序?qū)φ麛?shù)或字符串進(jìn)行排序，分析其原理和時(shí)間復(fù)雜度。5、（本題5分）數(shù)組的切片操作是如何實(shí)現(xiàn)的？有哪些注意事項(xiàng)？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)算法，判斷二叉樹是否為滿二叉樹，輸出判斷結(jié)果。2、（本題5分）使用圖數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一個(gè)工廠倉庫貨物存儲(chǔ)規(guī)劃系統(tǒng)，優(yōu)化貨物存儲(chǔ)位置。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，模擬一個(gè)健身房的課程預(yù)約排隊(duì)系統(tǒng)，能夠處理用戶的預(yù)約請(qǐng)求和排隊(duì)順序。4、（本題5分）使用廣度優(yōu)先搜索找出圖中的所有連通分量，設(shè)計(jì)算法并輸出結(jié)果。5、（本題5分）針對(duì)一個(gè)有向帶權(quán)圖，使用Dijkstra算法求源點(diǎn)到其他各頂點(diǎn)的最短路徑，并輸出路徑和距離。四、綜合題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）在一個(gè)大型企業(yè)的項(xiàng)目管理系統(tǒng)中，需要管理項(xiàng)目信息、任務(wù)分配、員工工作進(jìn)度和項(xiàng)目資源等。設(shè)計(jì)一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲(chǔ)這些信息，支持項(xiàng)目的創(chuàng)建、修改和刪除，任務(wù)的分配和跟蹤，員工工作進(jìn)度的更新和項(xiàng)目資源的調(diào)配，并能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)項(xiàng)目中的風(fēng)險(xiǎn)和問題。2、（本題10分）一個(gè)科研項(xiàng)目管理系統(tǒng)需要對(duì)項(xiàng)目的進(jìn)展情況和參與人員進(jìn)行跟蹤。項(xiàng)目信息包括項(xiàng)目編號(hào)、項(xiàng)目名稱、負(fù)責(zé)人、起止時(shí)間、進(jìn)展?fàn)顟B(tài)等，參與人員信息包括人員編號(hào)、姓名、參與項(xiàng)目等。這些信息以十字鏈表的形式存儲(chǔ)。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)算法實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）查詢某個(gè)項(xiàng)目的詳細(xì)信息；（2）添加新的項(xiàng)目或人員；（3）刪除已完成的