學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁(yè)，共3頁(yè)煙臺(tái)城市科技職業(yè)學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法實(shí)踐》

2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分一、單選題（本大題共20個(gè)小題，每小題1分，共20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、圖是一種復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。假設(shè)我們正在研究一個(gè)無(wú)向圖。以下關(guān)于圖的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.圖可以用鄰接矩陣或鄰接表來(lái)存儲(chǔ)，不同的存儲(chǔ)方式適用于不同的場(chǎng)景B.圖的深度優(yōu)先搜索和廣度優(yōu)先搜索算法可以用于遍歷圖中的所有節(jié)點(diǎn)C.在無(wú)向圖中，兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的邊是雙向的，邊的權(quán)值通常表示節(jié)點(diǎn)之間的距離或關(guān)系強(qiáng)度D.圖的最小生成樹(shù)是唯一的，無(wú)論使用哪種算法求解2、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(shù)，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(shù)，自平衡的二叉搜索樹(shù)，保證了較高的查找和插入效率3、設(shè)計(jì)一個(gè)基于藍(lán)牙低功耗技術(shù)的智能血壓計(jì)，能夠準(zhǔn)確測(cè)量血壓，并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)绞謾C(jī)APP進(jìn)行分析和存儲(chǔ)。4、設(shè)計(jì)一個(gè)太陽(yáng)能充電器電路，能夠?qū)⑻?yáng)能轉(zhuǎn)換為電能，為手機(jī)、平板電腦等設(shè)備充電，輸出電壓為5V。5、在樹(shù)型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，二叉樹(shù)是一種重要的類(lèi)型。以下關(guān)于滿(mǎn)二叉樹(shù)的描述，不正確的是（）A.每一層上的節(jié)點(diǎn)數(shù)都達(dá)到最大值B.葉子節(jié)點(diǎn)都在最底層C.滿(mǎn)二叉樹(shù)一定是完全二叉樹(shù)D.滿(mǎn)二叉樹(shù)的節(jié)點(diǎn)總數(shù)一定是奇數(shù)6、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路中競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)現(xiàn)象的檢測(cè)和消除電路，分析其對(duì)電路性能的改善效果。7、設(shè)計(jì)一個(gè)基于51單片機(jī)的智能安防系統(tǒng)，能夠檢測(cè)門(mén)窗的開(kāi)關(guān)狀態(tài)、人體紅外信號(hào)，并通過(guò)GSM模塊發(fā)送報(bào)警短信。8、設(shè)計(jì)一個(gè)基于光電耦合器的電氣隔離系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)輸入輸出信號(hào)的有效隔離，提高系統(tǒng)的抗干擾能力。9、設(shè)計(jì)一個(gè)基于PLC的立體車(chē)庫(kù)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)車(chē)輛的存取、車(chē)位的分配和安全監(jiān)控功能。10、在一個(gè)具有n個(gè)節(jié)點(diǎn)的二叉樹(shù)中，若每個(gè)節(jié)點(diǎn)的度均不超過(guò)2，則該二叉樹(shù)中葉子節(jié)點(diǎn)的數(shù)量至少為：（）A.n/2B.(n+1)/2C.n-1D.n11、設(shè)計(jì)一個(gè)智能安防監(jiān)控系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)視頻監(jiān)控、入侵檢測(cè)和報(bào)警功能，給出系統(tǒng)的硬件架構(gòu)和軟件實(shí)現(xiàn)方案。12、隊(duì)列可以用于實(shí)現(xiàn)廣度優(yōu)先搜索算法，以下關(guān)于隊(duì)列在該算法中的作用，描述不正確的是：（）A.隊(duì)列用于存儲(chǔ)待擴(kuò)展的節(jié)點(diǎn)，按照先進(jìn)先出的順序進(jìn)行擴(kuò)展B.隊(duì)列可以保證搜索的廣度優(yōu)先性，即先訪問(wèn)距離起始節(jié)點(diǎn)近的節(jié)點(diǎn)C.隊(duì)列在搜索過(guò)程中不需要進(jìn)行任何操作，只在開(kāi)始和結(jié)束時(shí)使用D.隊(duì)列的容量大小對(duì)搜索的效率和結(jié)果沒(méi)有影響13、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字存儲(chǔ)示波器觸發(fā)與存儲(chǔ)優(yōu)化電路，能夠提高示波器的觸發(fā)準(zhǔn)確性和存儲(chǔ)效率。14、設(shè)計(jì)一個(gè)電子秤數(shù)據(jù)加密電路，能夠?qū)﹄娮映拥臏y(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，保證數(shù)據(jù)的安全性。15、設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的水位控制系統(tǒng)，能夠自動(dòng)控制水泵的啟停，保持水位在設(shè)定范圍內(nèi)。16、在二叉搜索樹(shù)中，左子樹(shù)的所有節(jié)點(diǎn)值都小于根節(jié)點(diǎn)值，右子樹(shù)的所有節(jié)點(diǎn)值都大于根節(jié)點(diǎn)值。假設(shè)存在一個(gè)二叉搜索樹(shù)，插入一系列值：50、30、70、20、40、60、80。在插入這些值后，要查找值為60的節(jié)點(diǎn)，以下哪種查找路徑是正確的？（）A.50-70-60B.50-30-40-60C.50-70-80-60D.50-30-20-6017、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的高速數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)快速的數(shù)據(jù)寫(xiě)入和讀取，給出硬件設(shè)計(jì)和存儲(chǔ)性能測(cè)試。18、設(shè)計(jì)一個(gè)基于Wi-FiDirect的無(wú)線打印服務(wù)器，支持多種打印機(jī)類(lèi)型，給出系統(tǒng)架構(gòu)和軟件實(shí)現(xiàn)。19、設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的無(wú)線通信系統(tǒng)，采用合適的調(diào)制解調(diào)方式，實(shí)現(xiàn)短距離的數(shù)據(jù)傳輸，包括發(fā)射端和接收端的電路設(shè)計(jì)以及通信協(xié)議的制定。20、假設(shè)正在構(gòu)建一個(gè)基因序列分析工具，需要存儲(chǔ)大量的基因序列數(shù)據(jù)，并能夠快速地比較不同基因序列的相似性和差異性。在這種情況下，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最有助于提高分析效率的？（）A.后綴樹(shù)，用于高效的字符串匹配和比較B.前綴樹(shù)，快速查找基因序列的前綴C.二叉平衡樹(shù)，保持基因序列的有序存儲(chǔ)D.哈希圖，快速定位特定的基因序列二、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）說(shuō)明二叉樹(shù)的遍歷算法在二叉樹(shù)的子樹(shù)判斷問(wèn)題、樹(shù)的子結(jié)構(gòu)問(wèn)題中的應(yīng)用。2、（本題5分）論述在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的可視化表示中，如何清晰展示樹(shù)、圖等結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和關(guān)系。3、（本題5分）深入分析在具有n個(gè)元素的堆中，如何進(jìn)行堆的插入和刪除操作，并說(shuō)明其時(shí)間復(fù)雜度。4、（本題5分）詳細(xì)說(shuō)明如何在一個(gè)圖中進(jìn)行最大流的計(jì)算，給出算法步驟和實(shí)現(xiàn)代碼，并分析其時(shí)間復(fù)雜度。5、（本題5分）解釋什么是后綴表達(dá)式，說(shuō)明如何將中綴表達(dá)式轉(zhuǎn)換為后綴表達(dá)式，并利用棧實(shí)現(xiàn)后綴表達(dá)式的求值。三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）實(shí)現(xiàn)一個(gè)算法，計(jì)算一個(gè)圖中兩個(gè)頂點(diǎn)之間的所有不同路徑的數(shù)量。2、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，利用線段樹(shù)和深度優(yōu)先搜索算法的結(jié)合，找出一個(gè)矩陣中所有相鄰元素之和最大的區(qū)域。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，實(shí)現(xiàn)對(duì)二叉搜索樹(shù)的節(jié)點(diǎn)深度計(jì)算功能，輸入一個(gè)節(jié)點(diǎn)值輸出其在二叉搜索樹(shù)中的深度。4、（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)電商平臺(tái)的商品推薦算法，根據(jù)用戶(hù)行為和商品屬性進(jìn)行精準(zhǔn)推薦。5、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用于存儲(chǔ)電商平臺(tái)的售后服務(wù)記錄，包括售后申請(qǐng)時(shí)間、處理進(jìn)度等，支持售后的查詢(xún)和處理。四、綜合題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）某電商倉(cāng)庫(kù)的貨物管理系統(tǒng)需要記錄貨物的信息，包括貨物編號(hào)、貨物名稱(chēng)、貨物類(lèi)別、庫(kù)存數(shù)量、存放位置等。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)貨物數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)貨物的快速查找、庫(kù)存盤(pán)點(diǎn)、位置調(diào)整，并統(tǒng)計(jì)各類(lèi)貨物的庫(kù)存數(shù)量。2、（本題10分）某醫(yī)院的病人管理系統(tǒng)需要存儲(chǔ)病人的基本信息、病歷、診斷結(jié)果和治療方案等。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)