四川應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院《算法及設(shè)計(jì)模式》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

自覺(jué)遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無(wú)效密自覺(jué)遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無(wú)效密封線第1頁(yè)，共3頁(yè)四川應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院《算法及設(shè)計(jì)模式》

2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級(jí)_______學(xué)號(hào)_______姓名_______題號(hào)一二三四總分得分一、單選題（本大題共20個(gè)小題，每小題2分，共40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、當(dāng)分析一個(gè)遞歸算法的時(shí)間復(fù)雜度時(shí)，通常使用遞歸方程。假設(shè)一個(gè)遞歸算法的遞歸方程為T(mén)(n)=2T(n/2)+n，使用主定理可以得到其時(shí)間復(fù)雜度為（）A.O(n)B.O(nlogn)C.O(n^2)D.以上都不對(duì)2、在字符串處理算法中，假設(shè)要判斷一個(gè)字符串是否是另一個(gè)字符串的子串。以下哪種算法在處理長(zhǎng)字符串時(shí)可能表現(xiàn)更好？（）A.后綴樹(shù)算法B.哈希表算法C.二分查找算法D.以上算法視情況而定3、在算法的實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景中，以下關(guān)于算法在網(wǎng)絡(luò)路由中的作用描述哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.用于計(jì)算最優(yōu)的數(shù)據(jù)包傳輸路徑B.可以考慮網(wǎng)絡(luò)帶寬、延遲等因素C.算法的選擇對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能沒(méi)有顯著影響D.能夠適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的變化4、某算法需要在一個(gè)字符串中查找最長(zhǎng)的回文子串?；匚淖哟侵笍那巴蠛蛷暮笸白x都相同的子串。以下哪種算法可以有效地解決這個(gè)問(wèn)題？（）A.暴力枚舉法B.中心擴(kuò)展法C.動(dòng)態(tài)規(guī)劃法D.以上方法都可以5、當(dāng)分析一個(gè)算法的最壞情況時(shí)間復(fù)雜度時(shí)，假設(shè)該算法在處理某些特定輸入時(shí)性能極差。以下哪種改進(jìn)策略可能對(duì)改善最壞情況性能最有效？（）A.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化B.算法流程的重新設(shè)計(jì)C.增加預(yù)處理步驟D.以上策略都有可能6、假設(shè)正在研究一個(gè)圖算法問(wèn)題，需要在一個(gè)有向加權(quán)圖中找到從源節(jié)點(diǎn)到其他所有節(jié)點(diǎn)的最短路徑。該圖可能包含大量的節(jié)點(diǎn)和邊，并且邊的權(quán)重可能為負(fù)數(shù)。在這種情況下，以下哪種算法可以有效地解決這個(gè)問(wèn)題？（）A.Dijkstra算法B.Bellman-Ford算法C.Floyd-Warshall算法D.A*算法7、動(dòng)態(tài)規(guī)劃是解決多階段決策過(guò)程最優(yōu)化問(wèn)題的一種方法。以下關(guān)于動(dòng)態(tài)規(guī)劃的描述，不正確的是：（）A.動(dòng)態(tài)規(guī)劃通過(guò)將問(wèn)題分解為重疊的子問(wèn)題，并保存子問(wèn)題的解來(lái)避免重復(fù)計(jì)算B.動(dòng)態(tài)規(guī)劃要求問(wèn)題具有最優(yōu)子結(jié)構(gòu)和重疊子問(wèn)題的性質(zhì)C.動(dòng)態(tài)規(guī)劃的求解過(guò)程通常是自底向上的D.動(dòng)態(tài)規(guī)劃適用于所有可以用遞歸方法求解的問(wèn)題，并且效率總是高于遞歸8、在算法設(shè)計(jì)中，NP完全問(wèn)題是一類(lèi)具有重要理論和實(shí)際意義的問(wèn)題。以下關(guān)于NP完全問(wèn)題的描述，不正確的是：（）A.NP完全問(wèn)題是指那些在多項(xiàng)式時(shí)間內(nèi)可以驗(yàn)證一個(gè)解是否正確，但在多項(xiàng)式時(shí)間內(nèi)不一定能找到解的問(wèn)題B.如果一個(gè)問(wèn)題是NP完全問(wèn)題，那么目前還沒(méi)有找到多項(xiàng)式時(shí)間的算法來(lái)解決它C.旅行商問(wèn)題（TSP）和背包問(wèn)題都是典型的NP完全問(wèn)題D.對(duì)于NP完全問(wèn)題，我們可以通過(guò)一些啟發(fā)式算法來(lái)找到近似最優(yōu)解，并且這些近似解的質(zhì)量可以接近最優(yōu)解9、考慮一個(gè)算法，它在每次迭代中都能將問(wèn)題的規(guī)模減小一半。如果初始問(wèn)題的規(guī)模為n，那么該算法的時(shí)間復(fù)雜度可能是以下哪種？（）A.O(n)B.O(logn)C.O(nlogn)D.O(n^2)10、在研究一個(gè)用于在有序數(shù)組中進(jìn)行二分查找的算法變體時(shí)，需要對(duì)傳統(tǒng)的二分查找進(jìn)行修改以適應(yīng)特定的條件。例如，當(dāng)查找元素不存在時(shí)返回最接近的元素。以下哪種方法可以有效地實(shí)現(xiàn)這個(gè)修改？（）A.在二分查找的基礎(chǔ)上添加額外的條件判斷B.重新設(shè)計(jì)整個(gè)查找邏輯C.先進(jìn)行二分查找，再進(jìn)行線性搜索D.以上方法都可行11、在一個(gè)分治算法中，將問(wèn)題分解為多個(gè)子問(wèn)題進(jìn)行求解，然后合并子問(wèn)題的解得到原問(wèn)題的解。如果子問(wèn)題的規(guī)模相等，且合并子問(wèn)題解的時(shí)間復(fù)雜度為線性，那么該分治算法的時(shí)間復(fù)雜度通?？梢酝ㄟ^(guò)哪種方法來(lái)分析？（）A.遞歸關(guān)系式B.主定理C.歸納法D.反證法12、在動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法中，需要找到最優(yōu)子結(jié)構(gòu)并建立遞推關(guān)系。假設(shè)要計(jì)算從一個(gè)矩陣的左上角到右下角的最短路徑，其中每個(gè)單元格都有一定的代價(jià)，以下關(guān)于最優(yōu)子結(jié)構(gòu)的描述，哪個(gè)是正確的（）A.從當(dāng)前位置到右下角的最短路徑只取決于當(dāng)前位置右邊和下邊的單元格B.從當(dāng)前位置到右下角的最短路徑只取決于當(dāng)前位置左邊和上邊的單元格C.從當(dāng)前位置到右下角的最短路徑取決于之前經(jīng)過(guò)的所有單元格D.以上都不對(duì)13、考慮一個(gè)遞歸算法，在遞歸過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)大量的重復(fù)計(jì)算。為了避免這種情況，可以采用以下哪種技術(shù)？（）A.動(dòng)態(tài)規(guī)劃B.貪心選擇C.回溯D.分支限界14、在圖的最短路徑算法中，Dijkstra算法適用于邊權(quán)值非負(fù)的情況。假設(shè)一個(gè)圖中存在負(fù)權(quán)邊，以下哪種算法可能更適合計(jì)算最短路徑（）A.Bellman-Ford算法B.Floyd-Warshall算法C.A*算法D.以上算法都不適合15、假設(shè)要設(shè)計(jì)一個(gè)算法來(lái)在一個(gè)二叉搜索樹(shù)中查找特定值的節(jié)點(diǎn)。以下哪種查找方式可能是最有效的？（）A.先序遍歷二叉搜索樹(shù)，逐個(gè)比較節(jié)點(diǎn)值，但效率較低B.中序遍歷二叉搜索樹(shù)，雖然能得到有序的節(jié)點(diǎn)值，但不一定能快速找到特定值C.后序遍歷二叉搜索樹(shù)，主要用于處理節(jié)點(diǎn)的刪除和計(jì)算等操作，不適合查找D.利用二叉搜索樹(shù)的性質(zhì)，從根節(jié)點(diǎn)開(kāi)始進(jìn)行比較和遞歸查找，能快速定位目標(biāo)節(jié)點(diǎn)16、假設(shè)正在設(shè)計(jì)一個(gè)算法來(lái)解決一個(gè)組合優(yōu)化問(wèn)題，例如在一組項(xiàng)目中選擇一些項(xiàng)目以滿足特定的約束條件并最大化總收益。如果問(wèn)題的解空間非常大，以下哪種技術(shù)可能有助于有效地搜索解空間？（）A.分支定界法B.隨機(jī)搜索C.模擬退火D.以上技術(shù)都可以17、在算法的并行化方面，并行計(jì)算可以提高算法的執(zhí)行效率。假設(shè)我們要對(duì)一個(gè)可以并行化的算法進(jìn)行并行實(shí)現(xiàn)。以下關(guān)于算法并行化的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.可以通過(guò)將問(wèn)題分解為多個(gè)子任務(wù)，并在多個(gè)處理器或計(jì)算核心上同時(shí)執(zhí)行這些子任務(wù)來(lái)實(shí)現(xiàn)并行化B.并非所有的算法都適合并行化，有些算法由于其內(nèi)在的依賴(lài)關(guān)系，并行化的效果可能不明顯C.并行化總是能夠顯著提高算法的性能，并且不會(huì)帶來(lái)額外的開(kāi)銷(xiāo)，如通信和同步成本D.在設(shè)計(jì)并行算法時(shí)，需要考慮數(shù)據(jù)劃分、任務(wù)分配、通信和同步等問(wèn)題18、考慮一個(gè)矩陣乘法問(wèn)題，需要計(jì)算兩個(gè)大規(guī)模矩陣的乘積。如果采用傳統(tǒng)的直接計(jì)算方法，時(shí)間復(fù)雜度較高。為了提高計(jì)算效率，可以采用以下哪種算法？（）A.Strassen算法B.冒泡排序算法C.插入排序算法D.選擇排序算法19、在排序算法中，冒泡排序、插入排序和選擇排序都屬于簡(jiǎn)單的排序算法。假設(shè)我們要對(duì)一個(gè)小型數(shù)組進(jìn)行排序。以下關(guān)于這三種排序算法的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.冒泡排序通過(guò)反復(fù)比較相鄰元素并交換位置，將最大的元素逐步“浮”到數(shù)組的末尾B.插入排序?qū)⒋判虻脑刂饌€(gè)插入到已排序的部分中，適合于部分有序的數(shù)組C.選擇排序在每一輪選擇未排序部分的最小元素，并與當(dāng)前位置的元素交換D.在任何情況下，這三種排序算法的時(shí)間復(fù)雜度都是相同的，沒(méi)有優(yōu)劣之分20、假設(shè)正在研究一個(gè)用于求解線性規(guī)劃問(wèn)題的算法，例如在滿足一系列線性約束條件下最大化或最小化一個(gè)線性目標(biāo)函數(shù)。以下哪種算法通常被用于解決這類(lèi)問(wèn)題？（）A.單純形法B.模擬退火算法C.遺傳算法D.蟻群算法二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）解釋算法在操作系統(tǒng)中的應(yīng)用。2、（本題5分）簡(jiǎn)述堆排序的穩(wěn)定性特點(diǎn)及其原因。3、（本題5分）說(shuō)明冒泡排序如何用于檢測(cè)數(shù)組是否已排序。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，求解最大流問(wèn)題（如Ford-Fulkerson算法）。2、（本題5分）設(shè)計(jì)算法，找出一個(gè)有向無(wú)環(huán)圖中的最長(zhǎng)路徑。3、（本題5分）實(shí)現(xiàn)一個(gè)算法，對(duì)一個(gè)鏈表進(jìn)行排序。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)算法，判斷一個(gè)二叉樹(shù)是否為完全平衡二叉樹(shù)。5、（本題5分）編寫(xiě)一個(gè)算法，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)規(guī)劃求解最長(zhǎng)公共子序列問(wèn)題的空間優(yōu)化算法。四、分析題（本