廣東女子職業(yè)技術(shù)學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法實(shí)踐》2023-2024學(xué)年第二學(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2頁，共2頁廣東女子職業(yè)技術(shù)學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法實(shí)踐》

2023-2024學(xué)年第二學(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15個(gè)小題，每小題1分，共15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、運(yùn)用電子電路知識(shí)，設(shè)計(jì)一個(gè)具有過流保護(hù)和短路保護(hù)功能的直流電源電路。2、利用電力電子技術(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)不間斷電源（UPS）系統(tǒng)，在市電中斷時(shí)能夠?yàn)樨?fù)載提供持續(xù)的電力供應(yīng)。3、設(shè)計(jì)一個(gè)衛(wèi)星通信系統(tǒng)中上行鏈路和下行鏈路的功率分配方案，考慮鏈路預(yù)算和干擾情況。4、設(shè)計(jì)一個(gè)集成電路制造工藝中的離子注入工藝參數(shù)優(yōu)化方案，提高注入的均勻性和準(zhǔn)確性。5、假設(shè)要實(shí)現(xiàn)一個(gè)函數(shù)，判斷一個(gè)字符串是否是另一個(gè)字符串的子序列。例如，“ace”是“abcde”的子序列。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法的組合可能是最有效的？（）A.雙指針法，分別在兩個(gè)字符串上移動(dòng)指針進(jìn)行比較，簡(jiǎn)單直接B.哈希表，將字符串的字符存儲(chǔ)并進(jìn)行查找，效率較低C.棧，存儲(chǔ)已匹配的字符，操作復(fù)雜D.隊(duì)列，用于存儲(chǔ)待匹配的字符，不太適合此場(chǎng)景6、在一個(gè)大型企業(yè)的員工管理系統(tǒng)中，需要存儲(chǔ)員工的基本信息，如姓名、工號(hào)、部門、職位等，并且能夠按照部門快速查找和統(tǒng)計(jì)員工數(shù)量。為了實(shí)現(xiàn)這樣的功能，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是比較合適的選擇？（）A.字典樹B.堆C.跳表D.并查集7、以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)適合用于實(shí)現(xiàn)LRU（最近最少使用）頁面置換算法？（）A.隊(duì)列B.棧C.哈希表D.雙向鏈表8、設(shè)計(jì)一個(gè)基于STM8的智能車庫門控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)開關(guān)、遙控和防夾功能，闡述系統(tǒng)組成和控制策略。9、運(yùn)用集成電路設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)一款用于電動(dòng)汽車的電池管理芯片，具備電池狀態(tài)監(jiān)測(cè)、充電控制和均衡功能。10、設(shè)計(jì)一個(gè)基于CPLD的數(shù)字信號(hào)發(fā)生器，能夠產(chǎn)生多種復(fù)雜的數(shù)字信號(hào)，包括信號(hào)類型選擇和參數(shù)設(shè)置。11、假設(shè)要實(shí)現(xiàn)一個(gè)高效的緩存淘汰策略，除了LRU之外，還有一種常見的策略是FIFO（FirstInFirstOut）。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以方便地實(shí)現(xiàn)FIFO策略？（）A.隊(duì)列，先進(jìn)先出的特性符合FIFO要求B.棧，后進(jìn)先出，不符合FIFO策略C.堆，用于優(yōu)先級(jí)排序，不適合FIFOD.鏈表，需要額外的邏輯來實(shí)現(xiàn)FIFO12、設(shè)計(jì)一個(gè)基于PLC的工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制、軌跡規(guī)劃和任務(wù)執(zhí)行。13、設(shè)計(jì)一個(gè)基于傳感器的智能車位檢測(cè)系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)車位的占用情況，并將信息顯示在顯示屏上。14、設(shè)計(jì)一個(gè)基于運(yùn)放的儀表放大器電路，增益可調(diào)范圍為1-1000倍，共模抑制比不小于80dB，輸入阻抗不小于1MΩ。15、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的實(shí)際應(yīng)用中，優(yōu)先隊(duì)列常用于處理具有優(yōu)先級(jí)的任務(wù)。以下關(guān)于優(yōu)先隊(duì)列的實(shí)現(xiàn)方式，錯(cuò)誤的是：（）A.可以用堆來實(shí)現(xiàn)優(yōu)先隊(duì)列，插入和刪除操作的時(shí)間復(fù)雜度都較低B.可以用有序數(shù)組來實(shí)現(xiàn)優(yōu)先隊(duì)列，但插入操作的時(shí)間復(fù)雜度較高C.可以用無序數(shù)組來實(shí)現(xiàn)優(yōu)先隊(duì)列，查找最大（或最?。┰氐臅r(shí)間復(fù)雜度為O(1)D.無論采用哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)優(yōu)先隊(duì)列，其性能都相同二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）解釋堆的概念，包括大根堆和小根堆，給出堆的調(diào)整算法步驟，并說明堆在排序算法中的應(yīng)用。2、（本題5分）在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，闡述如何使用跳表進(jìn)行范圍查詢，給出算法步驟和實(shí)現(xiàn)代碼，并分析其性能特點(diǎn)。3、（本題5分）簡(jiǎn)述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中棧的定義、特點(diǎn)及基本操作，并舉例說明棧在實(shí)際中的應(yīng)用。4、（本題5分）對(duì)于一個(gè)用鏈表實(shí)現(xiàn)的棧，如何實(shí)現(xiàn)獲取棧中元素的最小值操作，要求時(shí)間復(fù)雜度為O(1)，給出算法思路和實(shí)現(xiàn)代碼。三、綜合題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）某城市的公交卡充值管理系統(tǒng)需要存儲(chǔ)充值記錄，包括充值編號(hào)、卡號(hào)、充值金額、充值時(shí)間等。系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)快速查找特定卡號(hào)的充值記錄、按照充值金額對(duì)記錄進(jìn)行排序、新增充值、刪除錯(cuò)誤充值記錄。請(qǐng)確定合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并詳細(xì)闡述算法和代碼實(shí)現(xiàn)，同時(shí)討論性能優(yōu)化策略。2、（本題5分）一個(gè)超市的促銷活動(dòng)管理系統(tǒng)需要存儲(chǔ)促銷活動(dòng)的信息，如活動(dòng)編號(hào)、活動(dòng)名稱、活動(dòng)時(shí)間、優(yōu)惠方式、參與商品等。系統(tǒng)要支持快速查找特定促銷活動(dòng)、按照活動(dòng)時(shí)間對(duì)活動(dòng)進(jìn)行排序、新增促銷活動(dòng)、修改活動(dòng)規(guī)則、結(jié)束活動(dòng)。請(qǐng)確定恰當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并詳細(xì)闡述算法和代碼實(shí)現(xiàn)，以及性能優(yōu)化策略。3、（本題5分）一個(gè)在線心理咨詢平臺(tái)需要管理咨詢師信息、咨詢案例、用戶問題和咨詢記錄等。設(shè)計(jì)一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲(chǔ)這些信息，支持咨詢師的注冊(cè)和信息管理，咨詢案例的分類和存儲(chǔ)，用戶問題的提交和咨詢記錄的保存，并能夠保護(hù)用戶隱私和提供咨詢效果的評(píng)估。4、（本題5分）某電商平臺(tái)的售后服務(wù)系統(tǒng)需要記錄用戶的售后申請(qǐng)、處理進(jìn)度、解決方案和用戶反饋等。設(shè)計(jì)一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲(chǔ)這些信息，支持售后申請(qǐng)的提交和受理，處理進(jìn)度的更新，解決方案的記錄和用戶反饋的收集，并能夠分析售后數(shù)據(jù)以改進(jìn)服務(wù)質(zhì)量。5、（本題5分）在一個(gè)物流配送系統(tǒng)中，需要記錄每個(gè)訂單的詳細(xì)信息，包括訂單號(hào)、客戶信息、商品清單、配送地址、預(yù)計(jì)送達(dá)時(shí)間等。設(shè)計(jì)一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲(chǔ)訂單信息，實(shí)現(xiàn)訂單的添加、刪除、查找和更新操作，并能夠根據(jù)配送地址和預(yù)計(jì)送達(dá)時(shí)間進(jìn)行高效的排序和查詢。四、設(shè)計(jì)題（本大題共4個(gè)小題，共40分)1、（本題10分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，使用深度優(yōu)先遍歷和廣度優(yōu)先遍歷算法對(duì)給定的圖進(jìn)行遍歷，并輸出遍歷結(jié)果。2、（本題10分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，模擬B樹的插入、刪除操作