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)河北水利電力學(xué)院

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法導(dǎo)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、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化中，有多種方法可以提高性能。假設(shè)我們正在優(yōu)化一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。以下關(guān)于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.選擇合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法是優(yōu)化的基礎(chǔ)B.利用緩存局部性原理可以提高數(shù)據(jù)訪問(wèn)的效率C.過(guò)度的優(yōu)化可能會(huì)導(dǎo)致代碼的復(fù)雜性增加，反而降低了可維護(hù)性D.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化只需要考慮時(shí)間復(fù)雜度的降低，空間復(fù)雜度可以忽略2、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的圖像邊緣檢測(cè)系統(tǒng)，能夠?qū)斎氲幕叶葓D像進(jìn)行實(shí)時(shí)邊緣檢測(cè)，采用Sobel算子，給出硬件架構(gòu)和Verilog代碼實(shí)現(xiàn)。3、設(shè)計(jì)一個(gè)程控濾波器，中心頻率和帶寬可程控調(diào)節(jié)，給出電路實(shí)現(xiàn)和控制方法。4、想象一個(gè)需要對(duì)大量文本進(jìn)行詞頻統(tǒng)計(jì)的任務(wù)，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以高效地存儲(chǔ)和查詢?cè)~頻信息？（）A.二叉樹，構(gòu)建和查詢效率一般B.哈希表，能夠快速插入和查找詞頻C.鏈表，插入和查找操作效率低D.數(shù)組，不便于動(dòng)態(tài)添加和查找不同的詞5、利用數(shù)字電路技術(shù)，設(shè)計(jì)一個(gè)智能公交站牌系統(tǒng)，顯示車輛實(shí)時(shí)位置和預(yù)計(jì)到達(dá)時(shí)間。6、設(shè)計(jì)一個(gè)電子指南針電路，能夠指示方向，精度為±1°，并且具有校準(zhǔn)功能。7、根據(jù)傳感器原理，設(shè)計(jì)一個(gè)用于橋梁健康監(jiān)測(cè)的應(yīng)變傳感器系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)橋梁的受力情況。8、在有向圖的最短路徑算法中，迪杰斯特拉算法具有一定的特點(diǎn)。以下關(guān)于迪杰斯特拉算法的描述，錯(cuò)誤的是（）A.它能求出從源點(diǎn)到其他所有頂點(diǎn)的最短路徑B.每次都選擇距離源點(diǎn)最近的未確定最短路徑的頂點(diǎn)進(jìn)行擴(kuò)展C.算法的時(shí)間復(fù)雜度為O(V2)，其中V是頂點(diǎn)的數(shù)量D.該算法不能處理帶有負(fù)權(quán)邊的圖9、已知一個(gè)棧的進(jìn)棧序列為1，2，3，4，5。則下列序列中，不可能是出棧序列的是：（）A.5，4，3，2，1B.4，5，3，2，1C.4，3，5，1，2D.1，2，3，4，510、利用射頻技術(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)4G通信模塊，實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸和語(yǔ)音通信功能。11、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字通信系統(tǒng)中的載波同步電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)接收信號(hào)載波頻率和相位的準(zhǔn)確同步，測(cè)試同步性能。12、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電壓表自動(dòng)量程切換與高精度測(cè)量電路，能夠根據(jù)輸入電壓自動(dòng)切換量程，并實(shí)現(xiàn)高精度的測(cè)量。13、設(shè)計(jì)一個(gè)基于STM8的智能車庫(kù)門控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)開關(guān)、遙控和防夾功能，闡述系統(tǒng)組成和控制策略。14、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路中的計(jì)數(shù)器擴(kuò)展方案，實(shí)現(xiàn)更高進(jìn)制的計(jì)數(shù)功能，進(jìn)行功能驗(yàn)證和性能測(cè)試。15、設(shè)計(jì)一個(gè)基于藍(lán)牙低能耗（BLE）技術(shù)的健康監(jiān)測(cè)手環(huán)，能夠采集心率、血壓、步數(shù)等生理數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)绞謾C(jī)APP。16、在實(shí)際應(yīng)用中，常常需要對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。以下關(guān)于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的描述，錯(cuò)誤的是：（）A.可以通過(guò)選擇合適的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)來(lái)提高性能B.可以通過(guò)改進(jìn)算法來(lái)降低操作的時(shí)間復(fù)雜度C.優(yōu)化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)一定會(huì)增加代碼的復(fù)雜性D.優(yōu)化需要綜合考慮性能、可讀性和可維護(hù)性17、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字頻率計(jì)多功能顯示電路，能夠同時(shí)顯示頻率、周期、占空比等參數(shù)，并且具有圖形顯示功能。18、隊(duì)列也是一種特殊的線性表，遵循先進(jìn)先出的原則。在實(shí)際應(yīng)用中，隊(duì)列常用于（）A.操作系統(tǒng)的作業(yè)調(diào)度B.圖的廣度優(yōu)先搜索算法C.緩存數(shù)據(jù)的管理D.以上都是19、設(shè)計(jì)一個(gè)基于藍(lán)牙模塊的智能門鎖系統(tǒng)，能夠通過(guò)手機(jī)藍(lán)牙開鎖，并記錄開鎖記錄。20、設(shè)計(jì)一個(gè)基于藍(lán)牙5.0的低功耗無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)環(huán)境數(shù)據(jù)的采集和傳輸，描述節(jié)點(diǎn)的硬件設(shè)計(jì)和功耗優(yōu)化措施。二、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）數(shù)組的查找算法有哪些？分別闡述它們的時(shí)間復(fù)雜度和適用場(chǎng)景。2、（本題5分）闡述后綴樹在網(wǎng)絡(luò)流量分析中的潛在用途和優(yōu)勢(shì)。3、（本題5分）對(duì)于一個(gè)具有n個(gè)元素的數(shù)組，如何使用插入排序算法進(jìn)行降序排序？4、（本題5分）詳細(xì)說(shuō)明在動(dòng)態(tài)規(guī)劃的問(wèn)題分解中，如何確定子問(wèn)題的邊界和依賴關(guān)系。5、（本題5分）解釋什么是跳表的空間復(fù)雜度和查找效率。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)哈希表程序，采用開放尋址法的并行版本處理哈希沖突，提高性能并展示操作過(guò)程和結(jié)果。2、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)算法，在一個(gè)無(wú)向圖中找出所有與指定頂點(diǎn)距離不超過(guò)k的頂點(diǎn)。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，使用鏈表實(shí)現(xiàn)隊(duì)列的擴(kuò)容和縮容功能，當(dāng)隊(duì)列滿或隊(duì)列為空時(shí)自動(dòng)調(diào)整大小。4、（本題5分）構(gòu)建一個(gè)算法，在一個(gè)鏈表中找出節(jié)點(diǎn)值的中位數(shù)。5、（本題5分）設(shè)計(jì)后綴樹在圖像處理中的潛在應(yīng)用算法，分析其可行性和效果。四、綜合題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）某在線游戲的組隊(duì)系統(tǒng)需要根據(jù)玩家的等級(jí)、職業(yè)和游戲目標(biāo)快速組成合適的隊(duì)伍。設(shè)計(jì)一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，提高組隊(duì)效率和游戲體驗(yàn)。2、（本題10分）某在線游戲的道具管理系統(tǒng)需要記錄道具信息、玩家擁有情況和道具交易記錄。道具信息包括道具ID、道具名稱、道具描述、道具價(jià)值，玩家擁有情況包括玩家ID、道具ID、數(shù)量，道具交易記錄包括交易ID、買家ID、賣家ID、道具ID、交易時(shí)間、交易價(jià)格。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)管理道具數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)道具的查詢、玩家道具的管理、道具交易的處理，并統(tǒng)計(jì)道具的流通情況。3、（本題10分）某公司的員工管理系統(tǒng)需要