站名：站名：年級專業(yè)：姓名：學(xué)號：凡年級專業(yè)、姓名、學(xué)號錯(cuò)寫、漏寫或字跡不清者，成績按零分記?！堋狻€…………第1頁，共1頁湖北科技學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》

2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號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、在一個(gè)數(shù)據(jù)壓縮算法中，需要構(gòu)建一個(gè)頻率表來統(tǒng)計(jì)字符出現(xiàn)的頻率。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)最適合存儲字符及其頻率信息？（）A.二叉樹，根據(jù)頻率構(gòu)建B.哈希表，快速查找字符頻率C.棧，按順序存儲頻率D.隊(duì)列，先進(jìn)先出處理字符2、設(shè)計(jì)一個(gè)音頻放大器失真補(bǔ)償電路，能夠?qū)Ψ糯笃鞯氖д孢M(jìn)行補(bǔ)償，提高音頻質(zhì)量。3、設(shè)計(jì)一個(gè)射頻電路中的濾波器性能優(yōu)化方案，包括帶寬、插入損耗和帶外抑制等指標(biāo)。4、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字圖像處理中的圖像壓縮質(zhì)量評估系統(tǒng)，包括客觀和主觀評估指標(biāo)的測量。5、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用中，圖算法有著廣泛的用途。假設(shè)我們正在使用圖算法解決問題。以下關(guān)于圖算法的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.最短路徑算法（如Dijkstra算法和Floyd算法）可以用于求解圖中兩點(diǎn)之間的最短路徑B.最小生成樹算法（如Prim算法和Kruskal算法）可以用于構(gòu)建圖的最小代價(jià)連通子圖C.拓?fù)渑判蛩惴梢杂糜谂袛嘁粋€(gè)有向圖是否存在環(huán)D.所有的圖算法的時(shí)間復(fù)雜度都相同，與圖的類型和規(guī)模無關(guān)6、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，棧是一種特殊的線性表，遵循先進(jìn)后出的原則。假設(shè)一個(gè)程序需要對一系列操作進(jìn)行逆序處理，例如計(jì)算表達(dá)式的值或者實(shí)現(xiàn)函數(shù)調(diào)用的嵌套。以下哪種應(yīng)用場景最適合使用棧這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（）A.按照優(yōu)先級對任務(wù)進(jìn)行排序B.存儲一組無序的整數(shù)并進(jìn)行快速查找C.模擬瀏覽器的前進(jìn)和后退功能D.實(shí)現(xiàn)一個(gè)優(yōu)先隊(duì)列7、設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)字圖像處理的車牌識別停車場管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)車輛的自動識別和出入管理。8、設(shè)計(jì)一個(gè)音頻前置放大器電路，具有低噪聲和高增益，給出電路結(jié)構(gòu)和參數(shù)選擇。9、在一個(gè)密碼學(xué)應(yīng)用中，需要對大量的明文進(jìn)行加密處理，并快速地查找和匹配特定的密文。為了提高加密和解密的效率以及數(shù)據(jù)的存儲和檢索性能，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最適用的？（）A.加密鏈表，對節(jié)點(diǎn)進(jìn)行加密存儲B.加密二叉搜索樹，保證數(shù)據(jù)的安全性和查找效率C.加密哈希表，快速定位密文D.加密棧，按照順序存儲加密數(shù)據(jù)10、設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的智能小車控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)小車的前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)彎、調(diào)速等功能，并具備避障功能。11、哈希表在解決沖突時(shí)有多種方法。關(guān)于解決哈希沖突的方法，以下描述哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.開放尋址法通過在哈希表中尋找空閑位置來解決沖突B.鏈地址法將沖突的元素存儲在鏈表中C.再哈希法通過更換哈希函數(shù)來減少沖突D.無論采用哪種解決沖突的方法，哈希表的查找效率都不會受到影響12、設(shè)計(jì)一個(gè)基于無線通信技術(shù)的智能農(nóng)業(yè)灌溉控制系統(tǒng)，能夠根據(jù)土壤濕度和氣象條件自動控制灌溉水量和時(shí)間。13、設(shè)計(jì)一個(gè)模擬電子琴的電路，能夠通過按鍵產(chǎn)生不同頻率的聲音，模擬鋼琴的基本音階。14、采用模擬電子技術(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，能夠通過改變輸入電壓實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)，并保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。15、在排序算法的穩(wěn)定性方面，插入排序是一種穩(wěn)定的排序算法。這意味著在排序過程中（）A.相同元素的相對順序不會改變B.排序速度較快C.不需要額外的存儲空間D.以上都不是16、在圖的存儲和遍歷中，深度優(yōu)先遍歷和廣度優(yōu)先遍歷可以用于判斷圖是否連通。以下關(guān)于連通性判斷的敘述中，不正確的是（）A.如果從某個(gè)頂點(diǎn)出發(fā)能夠遍歷到圖中的所有頂點(diǎn)，則圖是連通的B.對于無向圖，深度優(yōu)先遍歷和廣度優(yōu)先遍歷的結(jié)果相同，都能判斷連通性C.對于有向圖，深度優(yōu)先遍歷和廣度優(yōu)先遍歷的結(jié)果可能不同，需要綜合判斷連通性D.無論圖的存儲方式如何，深度優(yōu)先遍歷和廣度優(yōu)先遍歷判斷連通性的時(shí)間復(fù)雜度相同17、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字信號處理器（DSP）音頻處理電路，能夠?qū)崿F(xiàn)音頻信號的混音、特效等處理功能。18、跳表是一種基于鏈表的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。關(guān)于跳表的特點(diǎn)，以下描述哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.跳表通過在鏈表中增加多層索引來提高查找效率B.插入和刪除操作在平均情況下的時(shí)間復(fù)雜度為O(logn)C.跳表的空間復(fù)雜度比普通鏈表高，但低于平衡二叉搜索樹D.跳表的性能不受數(shù)據(jù)分布的影響，始終保持較好的查找效率19、設(shè)計(jì)一個(gè)基于模擬開關(guān)的音頻切換系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)多個(gè)音頻輸入源的選擇切換和輸出。20、假設(shè)正在設(shè)計(jì)一個(gè)公交換乘系統(tǒng)，需要存儲各個(gè)公交站點(diǎn)之間的線路和換乘信息，并且能夠快速規(guī)劃出最優(yōu)的換乘路線。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法可能是最有用的？（）A.圖結(jié)構(gòu)，結(jié)合迪杰斯特拉算法求解最短路徑B.樹結(jié)構(gòu)，通過深度優(yōu)先搜索規(guī)劃路線C.鏈表，順序存儲換乘信息D.哈希表，快速查找站點(diǎn)之間的連接二、簡答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）解釋什么是斐波那契堆，并說明其特點(diǎn)和應(yīng)用場景。2、（本題5分）論述在二叉樹的平衡調(diào)整中，如何通過平衡因子的動態(tài)計(jì)算來決定調(diào)整策略。3、（本題5分）對于一個(gè)具有n個(gè)元素的數(shù)組，如何使用冒泡排序算法找出數(shù)組中的最大和最小元素？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)程序，實(shí)現(xiàn)對二叉搜索樹的高度計(jì)算功能，輸入一棵二叉搜索樹輸出其高度。2、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，使用后綴數(shù)組進(jìn)行文本相似度的比較。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，用于管理一個(gè)停車場的無障礙車位分配系統(tǒng)，優(yōu)先滿足特殊需求用戶。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)算法，計(jì)算一個(gè)圖的直徑（即任意兩個(gè)頂點(diǎn)之間的最長距離）。5、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，將給定的無序數(shù)組構(gòu)建為一個(gè)最大堆，輸出構(gòu)建后的堆。四、綜合題（本大題共2個(gè)小題，共20分)1、（本題10分）某銀行的賬戶管理系統(tǒng)需要對客戶的賬戶信息進(jìn)行高效處理。賬戶信息包括賬戶編號、客戶姓名、余額、交易記錄等?？紤]使用AVL樹來存儲這些信息。請?jiān)O(shè)計(jì)算法實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）開戶，插入新賬戶信息；（2）銷戶，刪除指定賬戶信息；（3）查詢賬戶余額；（4）按照交易金額對賬戶進(jìn)行排序。分析所設(shè)計(jì)算法的時(shí)間復(fù)雜度和空間