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2頁，共2頁北京郵電大學(xué)

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)》2022-2023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、考慮到一個(gè)算法的時(shí)間復(fù)雜度分析，假設(shè)有一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)操作，其平均時(shí)間復(fù)雜度為O(logn)，但在最壞情況下可能達(dá)到O(n)。在實(shí)際應(yīng)用中，如果對操作的性能要求較高，以下哪種策略可能是合適的？（）A.接受最壞情況，不做額外優(yōu)化B.嘗試改進(jìn)算法，降低最壞情況的時(shí)間復(fù)雜度C.增加硬件資源以應(yīng)對最壞情況D.更換數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)2、設(shè)計(jì)一個(gè)低通濾波器電路，截止頻率為1kHz，通帶波紋小于1dB，阻帶衰減不小于40dB，輸入信號頻率范圍為0-5kHz。3、設(shè)計(jì)一個(gè)正弦波信號發(fā)生器，頻率范圍為10Hz至1MHz，輸出幅度可調(diào)，失真度小于1%，說明電路原理和調(diào)試方法。4、設(shè)計(jì)一個(gè)太陽能熱水器控制器節(jié)能優(yōu)化電路，能夠根據(jù)天氣情況和用戶需求自動(dòng)優(yōu)化熱水器的工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能優(yōu)化。5、設(shè)計(jì)一個(gè)基于鎖相環(huán)技術(shù)的頻率合成器，輸出頻率范圍為100kHz-1GHz，頻率分辨率為1kHz。6、在一個(gè)分布式系統(tǒng)中，需要對各個(gè)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行同步和合并。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)適合用于表示和處理這種分布式的數(shù)據(jù)？（）A.樹B.圖C.鏈表D.數(shù)組7、若要對n個(gè)不同的關(guān)鍵字進(jìn)行冒泡排序，在最壞情況下，其比較次數(shù)為？（）A.n(n-1)/2B.nlog2nC.n^2D.n8、設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的智能車庫門控制系統(tǒng)，能夠通過遙控器和手機(jī)APP控制車庫門的開關(guān)。9、在一個(gè)有n個(gè)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(shí)間復(fù)雜度為？（）A.O(n)B.O(nlogn)C.O(n^2)D.O(n^3)10、以下哪種排序算法在平均情況下和最壞情況下的時(shí)間復(fù)雜度差異最大？（）A.冒泡排序B.插入排序C.快速排序D.選擇排序11、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的數(shù)字信號解調(diào)系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對ASK、FSK、PSK等調(diào)制信號的解調(diào)。12、設(shè)計(jì)一個(gè)音頻濾波器組，實(shí)現(xiàn)對不同頻段音頻的分離和處理，給出電路結(jié)構(gòu)和濾波器參數(shù)設(shè)計(jì)。13、字典樹（Trie）是一種用于存儲字符串的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。對于字典樹的優(yōu)勢和應(yīng)用，以下描述哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.字典樹在查找、插入和刪除字符串時(shí)效率很高B.常用于文本自動(dòng)完成、詞頻統(tǒng)計(jì)等應(yīng)用場景C.字典樹的空間利用率很高，適合存儲大量的字符串D.字典樹對于前綴匹配的查詢操作特別有效14、在一個(gè)編譯器的符號表實(shí)現(xiàn)中，需要存儲變量名、類型、作用域等信息，并能夠快速查找、插入和刪除符號。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最適合的？（）A.紅黑樹，平衡的搜索結(jié)構(gòu)B.鏈表，動(dòng)態(tài)操作方便C.棧，后進(jìn)先出管理符號D.隊(duì)列，先進(jìn)先出處理符號15、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)對生產(chǎn)線上設(shè)備的運(yùn)行控制和狀態(tài)監(jiān)測，闡述系統(tǒng)的架構(gòu)和控制策略。二、簡答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）論述跳表在數(shù)據(jù)更新操作頻繁且數(shù)據(jù)量大的情況下的性能瓶頸及解決方案。2、（本題5分）在一個(gè)具有n個(gè)頂點(diǎn)的有向圖中，如何判斷圖中是否存在回路？3、（本題5分）解釋平衡二叉樹的定義和平衡調(diào)整方法，如LL、LR、RR、RL旋轉(zhuǎn)，舉例說明在插入操作中如何進(jìn)行平衡調(diào)整。4、（本題5分）論述如何使用動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法解決最長公共子串問題。三、綜合題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）某高校的選課系統(tǒng)需要處理學(xué)生的選課操作，確保課程容量不超員，同時(shí)滿足學(xué)生的選課需求。設(shè)計(jì)合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，實(shí)現(xiàn)選課過程的高效管理。2、（本題5分）一個(gè)在線游戲需要管理玩家的游戲數(shù)據(jù)，如用戶名、游戲得分、游戲等級、游戲時(shí)間等。請?jiān)O(shè)計(jì)合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲玩家游戲數(shù)據(jù)，支持快速查找、排序和更新玩家信息，并能夠統(tǒng)計(jì)不同等級玩家的數(shù)量和平均游戲得分。3、（本題5分）某在線游戲的組隊(duì)系統(tǒng)需要根據(jù)玩家的等級、職業(yè)和游戲目標(biāo)快速組成合適的隊(duì)伍。設(shè)計(jì)一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，提高組隊(duì)效率和游戲體驗(yàn)。4、（本題5分）一個(gè)股票交易系統(tǒng)需要實(shí)時(shí)處理大量的股票交易數(shù)據(jù)，包括股票代碼、交易時(shí)間、交易價(jià)格、交易數(shù)量、買賣方向等。請?jiān)O(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲和管理這些交易數(shù)據(jù)，能夠快速查詢特定股票的交易記錄、按時(shí)間排序交易、計(jì)算某段時(shí)間內(nèi)的股票均價(jià)，并支持新交易的插入和舊交易的刪除。5、（本題5分）一個(gè)在線圖書評論系統(tǒng)需要管理圖書信息、用戶評論和評論的點(diǎn)贊數(shù)等。設(shè)計(jì)一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲這些信息，支持圖書的查找、用戶評論的添加、刪除和修改，以及評論點(diǎn)贊數(shù)的更新，并能夠根據(jù)點(diǎn)贊數(shù)對評論進(jìn)行排序和展示熱門評論。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，使用插入排序算法對給定的整數(shù)數(shù)組進(jìn)行排序，輸出排序后的數(shù)組。2、（本題10分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，利用后綴樹