站名：站名：年級(jí)專業(yè)：姓名：學(xué)號(hào)：凡年級(jí)專業(yè)、姓名、學(xué)號(hào)錯(cuò)寫、漏寫或字跡不清者，成績(jī)按零分記?！堋狻€…………第1頁，共1頁山西體育職業(yè)學(xué)院

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)理論》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25個(gè)小題，每小題1分，共25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、設(shè)計(jì)一個(gè)雷達(dá)系統(tǒng)中的脈沖壓縮模塊，實(shí)現(xiàn)大時(shí)寬帶寬積的脈沖信號(hào)壓縮，分析壓縮效果。2、利用射頻電路設(shè)計(jì)一個(gè)手機(jī)信號(hào)放大器，提高特定區(qū)域內(nèi)的手機(jī)信號(hào)強(qiáng)度和質(zhì)量。3、歸并排序是一種基于分治思想的排序算法。以下關(guān)于歸并排序的描述，不正確的是（）A.將數(shù)組不斷分成兩半，分別排序后再合并B.歸并排序的時(shí)間復(fù)雜度始終為O(nlog?n)C.歸并排序是一種穩(wěn)定的排序算法D.歸并排序的空間復(fù)雜度較高，為O(n)4、鏈表也是一種常見的線性表結(jié)構(gòu)。假設(shè)我們正在使用一個(gè)單向鏈表。以下關(guān)于鏈表的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.鏈表在插入和刪除元素時(shí)，只需修改相關(guān)節(jié)點(diǎn)的指針，操作較為靈活B.單向鏈表只能從表頭向表尾方向遍歷，無法反向遍歷C.鏈表的存儲(chǔ)空間不需要連續(xù)，可以充分利用零散的內(nèi)存空間D.鏈表的查找操作需要從頭節(jié)點(diǎn)依次遍歷，效率相對(duì)較低5、在一個(gè)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)中，任務(wù)調(diào)度是一個(gè)關(guān)鍵問題，需要根據(jù)任務(wù)的優(yōu)先級(jí)、截止時(shí)間等因素進(jìn)行快速的調(diào)度決策。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法常用于實(shí)時(shí)任務(wù)調(diào)度？（）A.優(yōu)先級(jí)隊(duì)列和調(diào)度算法B.棧和后進(jìn)先出調(diào)度C.隊(duì)列和先進(jìn)先出調(diào)度D.集合和隨機(jī)調(diào)度6、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的性能評(píng)估中，以下關(guān)于時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度的說法，不正確的是：（）A.時(shí)間復(fù)雜度反映了算法執(zhí)行時(shí)間與輸入規(guī)模之間的關(guān)系B.空間復(fù)雜度反映了算法所需存儲(chǔ)空間與輸入規(guī)模之間的關(guān)系C.時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度越低越好，不需要考慮其他因素D.可以通過優(yōu)化算法來降低時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度7、想象一個(gè)需要存儲(chǔ)大量學(xué)生成績(jī)數(shù)據(jù)，并能夠快速找出最高成績(jī)和最低成績(jī)的應(yīng)用場(chǎng)景。同時(shí)，還需要支持成績(jī)的插入和更新操作。在這種情況下，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能最為合適？（）A.二叉搜索樹，能快速查找、插入和刪除元素，但平衡情況影響性能B.堆，特別是最大堆和最小堆，能快速獲取最大或最小元素，插入和更新操作相對(duì)復(fù)雜C.哈希表，查找特定成績(jī)效率高，但不便于直接找出最大和最小成績(jī)D.紅黑樹，自平衡的二叉搜索樹，保證了較高的查找和插入效率8、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)，能夠根據(jù)不同的時(shí)間段和車流量自動(dòng)調(diào)整信號(hào)燈的時(shí)長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)智能化交通控制。9、快速排序是一種高效的排序算法。以下關(guān)于快速排序的說法，錯(cuò)誤的是（）A.采用分治的思想B.平均時(shí)間復(fù)雜度為O(nlogn)C.最壞情況下的時(shí)間復(fù)雜度為O(n^2)，但概率較小D.是一種穩(wěn)定的排序算法10、考慮到一個(gè)文件系統(tǒng)的目錄結(jié)構(gòu)管理，需要快速查找、插入和刪除文件和文件夾，并能夠方便地遍歷整個(gè)目錄層次。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)適合用于實(shí)現(xiàn)文件系統(tǒng)的目錄結(jié)構(gòu)？（）A.三叉樹B.四叉樹C.N叉樹D.線段樹11、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字存儲(chǔ)示波器數(shù)據(jù)處理電路，能夠?qū)κ静ㄆ鞑杉臄?shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，并且具有圖形顯示功能。12、設(shè)計(jì)一個(gè)光通信收發(fā)系統(tǒng)，包括光源的驅(qū)動(dòng)電路、光探測(cè)器的接收電路以及信號(hào)處理電路，評(píng)估系統(tǒng)的性能指標(biāo)。13、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字頻率合成器擴(kuò)展電路，能夠增加頻率合成器的輸出頻率范圍和精度，并且具有相位調(diào)制功能。14、設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)字電位器的音量調(diào)節(jié)系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)音頻信號(hào)音量的連續(xù)調(diào)節(jié)，且調(diào)節(jié)范圍可設(shè)定。15、設(shè)計(jì)一個(gè)電子血壓計(jì)電路，能夠測(cè)量人體血壓，測(cè)量精度為±3mmHg，并且具有顯示和存儲(chǔ)功能。16、想象一個(gè)游戲中的怪物刷新系統(tǒng)，怪物需要在不同的地點(diǎn)按照一定的時(shí)間間隔刷新。需要一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來管理怪物的刷新時(shí)間和地點(diǎn)信息，并能夠快速判斷下一個(gè)即將刷新的怪物。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)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(shí)間B.鏈表，便于插入和刪除，但查找最小時(shí)間效率低C.數(shù)組，存儲(chǔ)固定數(shù)量的怪物信息，不便于動(dòng)態(tài)管理刷新D.樹，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對(duì)于簡(jiǎn)單的刷新管理可能過于復(fù)雜17、設(shè)計(jì)一個(gè)溫度控制系統(tǒng)擴(kuò)展電路，能夠增加溫度控制的精度和穩(wěn)定性，并且具有遠(yuǎn)程控制功能。18、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)調(diào)整中，如動(dòng)態(tài)數(shù)組和動(dòng)態(tài)鏈表，需要注意一些問題。以下關(guān)于動(dòng)態(tài)調(diào)整的描述，錯(cuò)誤的是：（）A.動(dòng)態(tài)數(shù)組在需要擴(kuò)展時(shí)，通常需要重新分配更大的連續(xù)內(nèi)存空間，并將原數(shù)據(jù)復(fù)制過去B.動(dòng)態(tài)鏈表在插入和刪除節(jié)點(diǎn)時(shí)，只需要修改指針，不需要移動(dòng)大量的數(shù)據(jù)，效率較高C.動(dòng)態(tài)調(diào)整數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)時(shí)，需要考慮內(nèi)存分配和釋放的開銷，避免頻繁的操作導(dǎo)致性能下降D.動(dòng)態(tài)調(diào)整的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在任何情況下都能自動(dòng)適應(yīng)數(shù)據(jù)的變化，不需要手動(dòng)干預(yù)和優(yōu)化19、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字圖像處理中的圖像融合算法，如基于小波變換的圖像融合，比較融合前后的圖像質(zhì)量。20、設(shè)計(jì)一個(gè)基于壓力傳感器和單片機(jī)的液位測(cè)量系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)容器內(nèi)的液位高度。21、在一個(gè)數(shù)據(jù)壓縮算法中，需要構(gòu)建一個(gè)頻繁出現(xiàn)的字符或字符串的編碼表。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)適合存儲(chǔ)這種編碼信息，以便快速查找和使用？（）A.哈希表B.二叉樹C.堆D.圖22、設(shè)計(jì)一個(gè)直流穩(wěn)壓電源，能夠提供穩(wěn)定的輸出電壓，具有過流保護(hù)和短路保護(hù)功能，給出電路設(shè)計(jì)和性能測(cè)試分析。23、設(shè)計(jì)一個(gè)模擬信號(hào)數(shù)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(jí)數(shù)，分析系統(tǒng)性能。24、對(duì)于一個(gè)需要快速判斷兩個(gè)字符串是否相似（例如編輯距離較小）的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)問題。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法的結(jié)合可能是有效的？（）A.哈希表和字符串比較B.后綴樹和字符串匹配C.二叉搜索樹和字符串遍歷D.堆和字符串排序25、設(shè)計(jì)一個(gè)基于射頻識(shí)別（RFID）技術(shù)的倉(cāng)庫管理系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)貨物的自動(dòng)識(shí)別、入庫和出庫管理。二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）深入分析在具有n個(gè)元素的數(shù)組中，如何實(shí)現(xiàn)堆排序的優(yōu)化版本，提高排序的效率，并給出時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度的分析。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）描述二叉樹的遍歷算法在二叉樹的路徑總和問題、節(jié)點(diǎn)間最大距離問題中的應(yīng)用。4、（本題5分）分析在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，如何利用棧實(shí)現(xiàn)表達(dá)式的求值和轉(zhuǎn)換。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)算法，利用鏈表實(shí)現(xiàn)一個(gè)隊(duì)列，模擬火車站售票窗口的排隊(duì)情況。2、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)算法，在一個(gè)字符串中找出所有不包含重復(fù)單詞的最長(zhǎng)子串。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，模擬一個(gè)酒店預(yù)訂系統(tǒng)，能夠存儲(chǔ)房間信息（房間編號(hào)、房間類型、價(jià)格、是否可預(yù)訂等），支持客人的預(yù)訂、取消預(yù)訂和查詢功能。4、（本題5分）構(gòu)建一棵哈夫曼樹，并為給定的字符集生成哈夫曼編碼，實(shí)現(xiàn)編碼和解碼的功能。5、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，以二叉樹的形式表示公司組織結(jié)構(gòu)圖，實(shí)現(xiàn)員工的查找和層級(jí)展示功能。四、綜合題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）一個(gè)在線訂餐系統(tǒng)需要處理餐廳的菜單信息、用戶訂單、配送地址和支付狀態(tài)。設(shè)計(jì)合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，實(shí)現(xiàn)訂單的快速處理和配送優(yōu)化。2、（本題10分）一個(gè)大型企業(yè)的人力資源管理系統(tǒng)需要對(duì)員工的績(jī)效評(píng)估和培訓(xùn)記錄進(jìn)行管理。員工信息包括員工編號(hào)、姓名、績(jī)效評(píng)估、培訓(xùn)課程等。這些信息以優(yōu)先隊(duì)列的形式存儲(chǔ)。請(qǐng)