學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁煙臺職業(yè)學院《數據結構與算法分析實驗》

2023-2024學年第二學期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共30個小題，每小題1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、考慮一個在線游戲的玩家排行榜系統(tǒng)，需要根據玩家的得分實時更新排名，并且能夠快速獲取前幾名的玩家信息。以下哪種數據結構和算法的組合可能是最合適的？（）A.用數組存儲玩家信息，每次更新進行全排序B.構建大根堆來存儲玩家得分，便于獲取前幾名C.利用鏈表存儲，通過比較逐個更新排名D.使用二叉搜索樹，根據得分進行排序和查找2、設計一個簡單的程控交換機，實現(xiàn)若干用戶之間的通話連接和切換，考慮通話質量和資源分配等問題。3、設計一個基于傳感器網絡的農業(yè)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，能夠實時監(jiān)測土壤濕度、光照強度、風速等參數，為農業(yè)生產提供數據支持。4、設計一個簡單的光通信收發(fā)模塊，工作波長為850nm，傳輸速率為1Gbps，說明模塊的組成和關鍵技術。5、想象一個游戲中的怪物刷新系統(tǒng)，怪物需要在不同的地點按照一定的時間間隔刷新。需要一種數據結構來管理怪物的刷新時間和地點信息，并能夠快速判斷下一個即將刷新的怪物。以下哪種數據結構可能最合適？（）A.堆，特別是最小堆，能夠快速獲取最小的刷新時間B.鏈表，便于插入和刪除，但查找最小時間效率低C.數組，存儲固定數量的怪物信息，不便于動態(tài)管理刷新D.樹，結構復雜，對于簡單的刷新管理可能過于復雜6、假設要開發(fā)一個文本編輯軟件，需要實現(xiàn)撤銷和重做功能，能夠記錄用戶的一系列操作并在需要時進行回退或恢復。為了實現(xiàn)這一功能，以下哪種數據結構是最適合的？（）A.環(huán)形緩沖區(qū)B.棧C.隊列D.雙端隊列7、在圖的存儲結構中，鄰接多重表主要用于無向圖的存儲。對于鄰接多重表的特點，以下描述哪一項是不正確的？（）A.鄰接多重表能夠減少在無向圖中存儲邊時的冗余信息B.便于對邊進行刪除和插入操作C.鄰接多重表的空間復雜度比鄰接表低D.鄰接多重表在查找邊的信息時效率比鄰接矩陣高8、對于一個有序數組，使用二分查找算法查找一個特定元素。假設數組為[1,3,5,7,9,11,13]，要查找元素7，以下關于查找過程的描述，哪個是正確的？（）A.每次都將數組分成兩等份進行比較B.先比較中間元素，如果大于中間元素則在右半部分查找，否則在左半部分查找C.從數組的第一個元素開始依次比較D.隨機選擇數組中的元素進行比較9、棧和隊列在計算機程序設計中有廣泛的應用。以下關于棧和隊列應用場景的描述，錯誤的是：（）A.棧可以用于表達式求值、函數調用等B.隊列可以用于實現(xiàn)廣度優(yōu)先搜索、任務調度等C.棧和隊列不能同時用于一個程序中，會導致沖突D.棧和隊列可以用于實現(xiàn)遞歸算法的非遞歸形式10、設計一個基于單片機的水質監(jiān)測系統(tǒng)，能夠監(jiān)測水的溫度、酸堿度、溶解氧等參數。11、設計一個基于Zigbee和藍牙的融合通信系統(tǒng)，實現(xiàn)不同設備之間的無縫通信，描述系統(tǒng)的硬件架構和通信協(xié)議。12、隊列也是一種常見的線性表，具有特定的特性。關于隊列的特點，以下描述哪一項是不正確的？（）A.隊列遵循先進先出（FIFO）的原則，插入在隊尾，刪除在隊頭B.循環(huán)隊列可以有效地解決普通隊列可能出現(xiàn)的假溢出問題C.隊列的入隊和出隊操作的時間復雜度均為O(n)，其中n為隊列的長度D.隊列在計算機操作系統(tǒng)的作業(yè)調度、消息緩沖等方面有廣泛應用13、設計一個基于STM32的智能水質凈化系統(tǒng)，能夠實時監(jiān)測水質參數，并自動控制凈化設備的運行，保證水質達標。14、字符串匹配是一個常見的問題，KMP算法是一種高效的字符串匹配算法。假設主串為"ABABDABACDABABCABAB"，模式串為"ABABCABAB"，使用KMP算法進行匹配，以下關于匹配過程的描述，哪個是正確的？（）A.不需要回溯主串指針B.每次匹配失敗都回溯主串指針到起始位置C.只回溯模式串指針，不回溯主串指針D.同時回溯主串指針和模式串指針15、在排序算法的比較中，穩(wěn)定性是一個重要的特性。以下關于排序算法穩(wěn)定性的描述，錯誤的是（）A.穩(wěn)定的排序算法在排序過程中不會改變相同元素的相對順序B.冒泡排序、插入排序和歸并排序是穩(wěn)定的排序算法C.選擇排序和快速排序是不穩(wěn)定的排序算法D.排序算法的穩(wěn)定性對于所有應用都是至關重要的，不穩(wěn)定的算法不能使用16、平衡二叉樹是為了改進二叉搜索樹在某些情況下性能不佳而提出的。以下關于平衡二叉樹的敘述中，不正確的是（）A.平衡二叉樹通過旋轉操作保持樹的平衡B.平衡二叉樹的左右子樹高度差絕對值不超過1C.插入和刪除操作可能會導致平衡二叉樹失去平衡D.平衡二叉樹的查找效率一定高于二叉搜索樹17、棧是一種特殊的線性表，其操作遵循后進先出的原則。關于棧的應用，以下說法錯誤的是（）A.?？梢杂糜诒磉_式求值B.棧可以用于實現(xiàn)函數調用時的參數傳遞和返回地址保存C.?？梢杂糜趯⑦f歸算法轉換為非遞歸算法D.棧不適合用于判斷一個字符串是否是回文18、設計一個模擬信號數字化系統(tǒng)，包括抽樣、量化和編碼模塊，確定合適的抽樣頻率和量化級數，分析系統(tǒng)性能。19、運用數字信號處理技術，設計一個數字音頻均衡器，用戶可以根據自己的喜好調整不同頻段的音量。20、在使用鏈表實現(xiàn)棧的操作時，假設需要彈出棧頂元素。以下關于鏈表棧的操作，哪個是正確的（）A.直接刪除鏈表的頭節(jié)點B.從鏈表的尾部刪除節(jié)點C.遍歷鏈表找到棧頂節(jié)點并刪除D.以上操作都不正確21、設計一個基于運算放大器的差分放大器電路，具有高共模抑制比和良好的線性度。22、設計一個基于微控制器的智能家電控制系統(tǒng)，能夠通過手機APP遠程控制家電的開關和工作模式，說明系統(tǒng)的硬件和軟件實現(xiàn)。23、設計一個基于運放的求和放大器電路，能夠實現(xiàn)多個輸入信號的求和運算，增益可調。24、利用模擬電路技術，設計一個用于激光打印機的高壓電源電路，為激光發(fā)生器提供穩(wěn)定的高壓。25、設計一個基于數字信號處理器（DSP）的音頻濾波系統(tǒng)，能夠實現(xiàn)對音頻信號的低通、高通、帶通和帶阻濾波，濾波參數可調節(jié)。26、設計一個高速數據傳輸系統(tǒng)，采用USB3.0接口，傳輸速率達到5Gbps，說明硬件選型和驅動開發(fā)。27、設計一個基于Wi-Fi的智能家電控制系統(tǒng)，能夠通過手機APP遠程控制家中的電視、空調、冰箱等家電設備的開關和工作模式。28、設計一個圖像處理中的圖像質量主觀評價實驗方案，包括評價人員的選擇和評價標準的制定。29、設計一個基于物聯(lián)網技術的智能工廠生產管理系統(tǒng)，實現(xiàn)生產過程的自動化監(jiān)控和調度。30、設計一個基于單片機的溫度控制系統(tǒng)，能夠實時監(jiān)測環(huán)境溫度，并通過控制加熱或制冷設備將溫度穩(wěn)定在設定范圍內，給出硬件電路和軟件程序設計。二、綜合題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）某城市的公交系統(tǒng)需要記錄公交線路和站點信息。每條公交線路有線路編號、起點站、終點站、途經站點列表等。請設計數據結構來存儲這些公交信息，實現(xiàn)線路的快速查詢、站點的添加和刪除、統(tǒng)計經過特定站點的線路數量，并規(guī)劃最優(yōu)乘車路線。2、（本題5分）一個電商網站的商品評論管理系統(tǒng)需要存儲商品評論信息，包括評論編號、商品編號、評論內容、評論者、評論時間等。系統(tǒng)要實現(xiàn)快速查找特定商品的評論、按照評論時間對評論進行排序、新增評論、刪除不良評論。請確定合適的數據結構，并詳細闡述算法和代碼實現(xiàn)，同時討論性能優(yōu)化策略。3、（本題5分）某電商平臺的促銷活動規(guī)則管理系統(tǒng)需要定義不同的促銷活動類型、適用商品、優(yōu)惠條件、活動時間等。設計數據結構來存儲和管理促銷活動規(guī)則，支持活動的創(chuàng)建、修改、刪除和查詢，能夠準確計算商品在活動中的優(yōu)惠價格。4、（本題5分）某社交網絡平臺需要存儲用戶之間的好友關系，并能夠快速地查詢某個用戶的好友列表、共同好友以及二度好友。請選擇合適的數據結構，并設計相應的算法來實現(xiàn)這些功能。5、（本題5分）一個在線視頻會議系統(tǒng)需要管理參會人員、會議主題、會議時間、會議記錄等信息。設計數據結構來實現(xiàn)會議的安排、人員的邀請、會議記錄的保存和查詢，支持多人同時在線交流和互動。三、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）詳細闡述在一個具有n個頂點的無向圖中，如何使用Prim算法構造最小生成樹，并分析算法的時間復雜度和正確性。2、（本題5分）詳細論述在利用哈希表存儲對象時，如何處理對象的相等性判斷和哈希值計算，以保證正確的存儲和查找。3、（本題5分）論述在拓撲排序的應用擴展中，如何解決資源分配或任務調度問題。4、（