石家莊幼兒師范高等?？茖W校《數(shù)據結構W》2023-2024學年第一學期期末試卷

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頁石家莊幼兒師范高等?？茖W?！稊?shù)據結構W》

2023-2024學年第一學期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個小題，每小題1分，共15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、設計一個基于藍牙和傳感器的智能環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，監(jiān)測溫度、濕度、光照等環(huán)境參數(shù)。3、歸并排序是一種基于分治思想的排序算法。對于歸并排序的過程和特點，以下描述哪一項是不正確的？（）A.歸并排序將數(shù)組不斷地分成兩半，分別進行排序，然后將排序好的兩部分合并起來B.歸并排序在任何情況下的時間復雜度均為O(nlogn)，空間復雜度為O(n)C.歸并排序是一種穩(wěn)定的排序算法，能夠保持相同元素的相對順序D.歸并排序在處理大規(guī)模數(shù)據時，性能不如快速排序和冒泡排序4、圖在實際應用中有著多種用途。以下關于圖的應用場景的描述，錯誤的是：（）A.圖可以用于表示社交網絡中的人際關系B.圖可以用于交通網絡的路徑規(guī)劃C.圖可以用于表示計算機網絡中的連接關系D.圖只能用于表示簡單的線性關系5、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-16、采用模擬電子技術設計一個電壓基準源，提供穩(wěn)定的參考電壓，具有低溫度系數(shù)和高電源抑制比。7、設計一個基于DSP的數(shù)字濾波器，能夠對音頻信號進行低通濾波，截止頻率為2kHz，給出算法實現(xiàn)和代碼優(yōu)化。8、設計一個基于FPGA的高速數(shù)據存儲系統(tǒng)，能夠實現(xiàn)快速的數(shù)據寫入和讀取，給出硬件設計和存儲性能測試。9、設計一個基于DSP的數(shù)字音頻均衡器，能夠實現(xiàn)10段以上的均衡調節(jié)，給出算法實現(xiàn)和性能優(yōu)化。10、在數(shù)據結構的排序算法中，歸并排序是一種穩(wěn)定的排序方法。假設我們正在使用歸并排序對數(shù)組進行排序。以下關于歸并排序的描述，哪一項是不準確的？（）A.歸并排序的基本思想是將數(shù)組分成兩半，分別排序后再合并B.歸并排序的時間復雜度在任何情況下都是O(nlogn)C.歸并排序在合并過程中需要額外的輔助空間，其空間復雜度為O(n)D.歸并排序是一種原地排序算法，不需要額外的存儲空間11、在二叉搜索樹中，左子樹的所有節(jié)點值都小于根節(jié)點值，右子樹的所有節(jié)點值都大于根節(jié)點值。假設存在一個二叉搜索樹，插入一系列值：50、30、70、20、40、60、80。在插入這些值后，要查找值為60的節(jié)點，以下哪種查找路徑是正確的？（）A.50-70-60B.50-30-40-60C.50-70-80-60D.50-30-20-6012、想象一個游戲中的怪物刷新系統(tǒng)，怪物需要在不同的地點按照一定的時間間隔刷新。需要一種數(shù)據結構來管理怪物的刷新時間和地點信息，并能夠快速判斷下一個即將刷新的怪物。以下哪種數(shù)據結構可能最合適？（）A.堆，特別是最小堆，能夠快速獲取最小的刷新時間B.鏈表，便于插入和刪除，但查找最小時間效率低C.數(shù)組，存儲固定數(shù)量的怪物信息，不便于動態(tài)管理刷新D.樹，結構復雜，對于簡單的刷新管理可能過于復雜13、設計一個簡單的鋰電池充電管理系統(tǒng)，能夠對鋰電池進行恒流恒壓充電，充電終止電壓為4.2V，充電電流可調節(jié)。14、設計一個簡單的無線遙控系統(tǒng)，控制距離不小于50米，能夠實現(xiàn)對多個設備的開關控制，說明系統(tǒng)組成和編碼方式。15、運用數(shù)字信號處理技術，設計一個數(shù)字音頻均衡器，用戶可以根據自己的喜好調整不同頻段的音量。二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）詳細闡述在具有n個元素的循環(huán)隊列中，如何判斷隊列是否已滿和是否為空，并給出具體的實現(xiàn)方法和代碼。2、（本題5分）論述如何使用貪心算法解決背包問題的不同變種。3、（本題5分）論述在字符串匹配中，BF算法和KMP算法的原理和實現(xiàn)步驟，比較它們的效率。4、（本題5分）簡述哈希表的性能優(yōu)化方法，包括哈希函數(shù)的改進、處理哈希沖突的策略調整等。三、綜合題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）某機場的航班管理系統(tǒng)需要存儲航班的信息，如航班編號、出發(fā)地、目的地、起飛時間、降落時間、航班狀態(tài)等。系統(tǒng)要能夠快速查找特定航班、按照起飛時間對航班進行排序、新增航班、修改航班信息、取消航班。請設計合適的數(shù)據結構和算法，并給出代碼實現(xiàn)和性能評估。2、（本題5分）某醫(yī)院的病歷管理系統(tǒng)需要存儲患者的病歷信息，包含患者編號、姓名、性別、年齡、病癥、診斷結果、治療方案等。系統(tǒng)要支持快速檢索特定患者的病歷、按照病癥的嚴重程度對病歷進行排序、添加新的病歷、刪除舊病歷以及更新病歷內容。請選擇恰當?shù)臄?shù)據結構，并詳細說明如何實現(xiàn)這些功能，包括算法思路和代碼實現(xiàn)，以及性能評估。3、（本題5分）一個快遞物流跟蹤系統(tǒng)需要存儲快遞單號、發(fā)件人、收件人、收件地址、當前位置、預計到達時間等信息。系統(tǒng)要實現(xiàn)快速查找特定快遞單號的信息、按照預計到達時間對快遞進行排序、新增快遞單號、更新快遞的當前位置。請確定合適的數(shù)據結構，并詳細描述算法和代碼實現(xiàn)，同時考慮性能優(yōu)化。4、（本題5分）一個電商網站的商品評論管理系統(tǒng)需要存儲商品評論信息，包括評論編號、商品編號、評論內容、評論者、評論時間等。系統(tǒng)要實現(xiàn)快速查找特定商品的評論、按照評論時間對評論進行排序、新增評論、刪除不良評論。請確定合適的數(shù)據結構，并詳細闡述算法和代碼實現(xiàn)，同時討論性能優(yōu)化策略。5、（本題5分）某公司的會議安排管理系統(tǒng)需要存儲會議的信息，如會議編號、會議主題、會議時間、參會人員、會議室編號等。系統(tǒng)要能夠快速查找特定會議、按照會議時間對會議進行排序、新增會議安排、修改會議信息、取消會議。請設計合理的數(shù)據結構和算法，并提供代碼實現(xiàn)和性能分析。四、設計題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）設計一個程序，使用數(shù)據結構來存儲一個電商平臺的用戶