自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密封線第2頁，共2頁天津城建大學

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)W》2023-2024學年第一學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共15個小題，每小題2分，共30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、字符串是一種常見的數(shù)據(jù)類型，在字符串的操作中，模式匹配是重要的問題。關(guān)于樸素的模式匹配算法，以下描述錯誤的是（）A.時間復雜度較高B.從主串的第一個字符開始依次匹配C.每次匹配失敗后，模式串需要回溯到起始位置D.是一種高效的模式匹配算法2、設(shè)計一個基于ADC和微控制器的光照強度測量系統(tǒng)，能夠測量0-10000lux的光照強度，精度達到1lux。3、設(shè)計一個基于光電編碼器的電機位置測量系統(tǒng)，能夠精確測量電機的轉(zhuǎn)動角度和位置。4、設(shè)計一個數(shù)字信號處理中IIR濾波器和FIR濾波器的性能比較方案，在相同條件下分析濾波效果和資源消耗。5、設(shè)計一個基于STM32的物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備，能夠連接云平臺實現(xiàn)數(shù)據(jù)的上傳和下發(fā)，描述設(shè)備的硬件和軟件實現(xiàn)。6、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的操作中，可能會出現(xiàn)時間和空間的權(quán)衡。以下關(guān)于時間和空間權(quán)衡的描述，不準確的是：（）A.有時候為了提高操作的時間效率，可能需要犧牲一些存儲空間，例如使用緩存來加速數(shù)據(jù)訪問B.某些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在節(jié)省空間的同時，可能會導致操作的時間復雜度增加，例如壓縮存儲的數(shù)組C.在任何情況下，都應該優(yōu)先考慮時間效率，而忽略空間的消耗，因為時間往往比空間更寶貴D.時間和空間的權(quán)衡需要根據(jù)具體的應用場景和需求來決定，沒有絕對的最優(yōu)策略7、設(shè)計一個基于單片機的智能空氣質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)，能夠監(jiān)測多種污染物濃度并進行報警。8、設(shè)計一個基于模擬濾波器和數(shù)字濾波器的組合濾波系統(tǒng)，有效濾除復雜噪聲。9、設(shè)計一個通信系統(tǒng)信道編碼的性能評估方案，包括不同編碼方式的誤碼率測試和糾錯能力分析。10、假設(shè)正在開發(fā)一個文本編輯軟件，需要能夠快速地對輸入的文本進行插入、刪除和查找操作。同時，要能夠高效地實現(xiàn)文本的回退和重做功能。為了滿足這些需求，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最優(yōu)的選擇？（）A.順序表，存儲文本數(shù)據(jù)，操作簡單直接B.雙向鏈表，方便在任意位置進行插入和刪除C.棧，用于實現(xiàn)回退和重做功能D.散列表，快速查找文本中的特定字符或字符串11、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，鏈表是一種常見的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。以下關(guān)于鏈表的描述，哪一項是不準確的？（）A.鏈表由一系列節(jié)點組成，每個節(jié)點包含數(shù)據(jù)和指向下一個節(jié)點的指針B.鏈表的插入和刪除操作在特定位置時，時間復雜度為O(1)C.鏈表可以方便地進行動態(tài)內(nèi)存分配，無需事先確定存儲空間大小D.鏈表在查找特定元素時，時間復雜度總是優(yōu)于順序表12、設(shè)計一個數(shù)字信號調(diào)制解調(diào)高速電路，能夠?qū)崿F(xiàn)更高的數(shù)據(jù)傳輸速率，提高通信效率。13、在樹型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，二叉樹是一種重要的類型。關(guān)于二叉樹的性質(zhì)，以下正確的是：（）A.一棵深度為k的滿二叉樹，其節(jié)點總數(shù)為2^k-1B.二叉樹的中序遍歷結(jié)果是節(jié)點值的升序排列（假設(shè)節(jié)點值為整數(shù)）C.任何一棵二叉樹，其葉子節(jié)點數(shù)一定等于度為2的節(jié)點數(shù)加1D.二叉樹的前序遍歷和后序遍歷結(jié)果一定不同14、設(shè)計一個基于單片機的智能車庫照明系統(tǒng)，根據(jù)車輛進出自動控制燈光的開啟和關(guān)閉。15、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的應用中，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，哪一項是不準確的？（）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)建圖的最小代價連通子圖C.拓撲排序算法可以用于判斷一個有向圖是否存在環(huán)D.所有的圖算法的時間復雜度都相同，與圖的類型和規(guī)模無關(guān)二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）詳細論述在具有n個頂點的圖中，如何使用深度優(yōu)先搜索算法查找所有的連通分量，并給出具體的算法步驟和代碼實現(xiàn)。2、（本題5分）解釋如何在一個具有n個元素的鏈表中，使用冒泡排序算法進行排序，并分析其時間復雜度和空間復雜度。3、（本題5分）詳細解釋在一個具有n個元素的二叉樹中，如何通過前序遍歷計算二叉樹的高度。三、綜合題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）一個科研項目管理系統(tǒng)需要對項目的進展情況和參與人員進行跟蹤。項目信息包括項目編號、項目名稱、負責人、起止時間、進展狀態(tài)等，參與人員信息包括人員編號、姓名、參與項目等。這些信息以十字鏈表的形式存儲。請設(shè)計算法實現(xiàn)以下功能：（1）查詢某個項目的詳細信息；（2）添加新的項目或人員；（3）刪除已完成的項目或離職人員；（4）統(tǒng)計每個負責人負責的項目數(shù)量。分析算法的時間復雜度和空間復雜度。2、（本題5分）某公司的員工管理系統(tǒng)需要存儲員工的個人信息，如姓名、工號、部門、職位、薪資等。請設(shè)計合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲員工信息，支持按部門、職位等條件進行快速查詢和排序，并能夠方便地進行員工信息的添加、刪除和修改操作。3、（本題5分）一個在線視頻會議系統(tǒng)需要對參會人員的狀態(tài)和發(fā)言順序進行管理。參會人員信息包括人員編號、姓名、狀態(tài)（在線/離線）、發(fā)言順序等。這些信息以三元組表的形式存儲。請設(shè)計算法實現(xiàn)以下功能：（1）查詢在線參會人員名單；（2）調(diào)整參會人員的發(fā)言順序；（3）人員離線時更新狀態(tài)；（4）統(tǒng)計發(fā)言次數(shù)超過一定閾值的人員數(shù)量。分析算法的時間復雜度和空間復雜度。4、（本題5分）一家超市的庫存管理系統(tǒng)需要記錄商品的庫存信息，包括商品編碼、商品名稱、庫存數(shù)量、進貨價格、銷售價格等。請設(shè)計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲庫存數(shù)據(jù)，實現(xiàn)商品的快速盤點、庫存預警、進貨和銷售操作，并統(tǒng)計商品的利潤。5、（本題5分）某音樂播放平臺需要管理大量的音樂文件信息，包括歌曲ID、歌曲名稱、歌手、專輯、播放次數(shù)、下載次數(shù)等。設(shè)計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲這些音樂信息，能夠快速查找特定歌曲、按照歌手或?qū)］嫹诸?、更新播放和下載次數(shù)，并統(tǒng)計熱門歌曲。四、設(shè)計題（本大題共3個