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(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共4頁煙臺科技學院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與數(shù)據(jù)庫應(yīng)用》

2023-2024學年第一學期期末試卷題號一二三四總分得分一、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、想象一個需要存儲大量學生成績數(shù)據(jù)，并能夠快速找出最高成績和最低成績的應(yīng)用場景。同時，還需要支持成績的插入和更新操作。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復(fù)雜C.哈希表，查找特定成績效率高，但不便于直接找出最大和最小成績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2、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(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)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(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間B.鏈表，便于插入和刪除，但查找最小時間效率低C.數(shù)組，存儲固定數(shù)量的怪物信息，不便于動態(tài)管理刷新D.樹，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對于簡單的刷新管理可能過于復(fù)雜3、設(shè)計一個基于數(shù)字鎖相環(huán)和頻率合成器的通信信號源，產(chǎn)生穩(wěn)定的、頻率可調(diào)的通信信號。4、設(shè)計一個數(shù)字溫度計壓力計電路，能夠同時測量環(huán)境溫度和壓力，溫度精度為±0.1℃，壓力精度為±1kPa。5、設(shè)計一個基于PLC的物料混合控制系統(tǒng)，能夠按照設(shè)定的比例自動混合多種物料。6、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。7、想象一個需要對一組數(shù)據(jù)進行范圍查詢（例如查找大于某個值且小于另一個值的數(shù)據(jù)）的場景，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最有效的？（）A.二叉搜索樹，通過中序遍歷可以實現(xiàn)范圍查詢，但效率一般B.線段樹，專門用于高效的區(qū)間查詢和更新C.哈希表，不便于進行范圍查詢D.隊列，先進先出，無法實現(xiàn)范圍查詢8、設(shè)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(diào)、冰箱等家電設(shè)備的開關(guān)和工作模式。9、設(shè)計一個基于模擬比較器和定時器的脈沖寬度測量系統(tǒng)，能夠測量脈沖的寬度。10、設(shè)計一個簡單的圖像采集系統(tǒng)，使用攝像頭采集圖像數(shù)據(jù)，并通過接口傳輸?shù)接嬎銠C進行處理和顯示，包括硬件接口設(shè)計和驅(qū)動程序編寫。11、利用電力電子技術(shù)設(shè)計一個光伏逆變器，將太陽能板產(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)換為交流電并入電網(wǎng)。12、設(shè)計一個光纖通信系統(tǒng)中光纖的選型方案，考慮傳輸距離、帶寬和成本等因素，進行性能和成本評估。13、假設(shè)要實現(xiàn)一個字典數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，支持快速的插入、刪除和查找操作，并且能夠存儲大量的數(shù)據(jù)。以下哪種實現(xiàn)方式可能是最優(yōu)的？（）A.基于鏈表的實現(xiàn)B.基于數(shù)組的實現(xiàn)C.基于哈希表的實現(xiàn)D.基于樹的實現(xiàn)14、設(shè)計一個簡單的集成電路放大器，要求具有特定的增益、帶寬和輸入輸出阻抗，分析其性能并優(yōu)化設(shè)計以滿足特定要求。15、考慮一個文本編輯程序，需要實現(xiàn)撤銷和重做的功能。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)最適合用于存儲操作的歷史記錄，以支持高效的撤銷和重做操作？（）A.隊列B.棧C.鏈表D.樹二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）詳細闡述在字符串的加密算法中，如何保證加密的強度和安全性。2、（本題5分）在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，闡述如何使用并查集解決集合合并和查詢問題，給出算法步驟和實現(xiàn)代碼，并分析其性能。3、（本題5分）詳細說明如何將一個具有n個元素的無序數(shù)組構(gòu)建為一個最大堆，并分析其時間復(fù)雜度。三、綜合題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）一個在線教育平臺的課程評價管理系統(tǒng)需要存儲課程評價信息，如課程編號、評價內(nèi)容、評價者、評價分數(shù)、評價時間等。系統(tǒng)要支持快速查找特定課程的評價、按照評價分數(shù)對評價進行排序、新增評價、修改評價、刪除惡意評價。請選擇恰當?shù)臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并詳細說明算法和代碼實現(xiàn)，以及性能評估。2、（本題5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、交易時間、交易價格。請設(shè)計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來管理道具數(shù)據(jù)，實現(xiàn)道具的查詢、玩家道具的管理、道具交易的處理，并統(tǒng)計道具的流通情況。3、（本題5分）某公司的客戶關(guān)系管理系統(tǒng)需要存儲客戶的基本信息、購買記錄、投訴建議和跟進狀態(tài)等。設(shè)計一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲這些信息，實現(xiàn)客戶信息的添加、刪除、查找和修改，購買記錄的分析，投訴建議的處理和跟進狀態(tài)的更新，并能夠?qū)蛻暨M行分類和價值評估。4、（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(jīng)站點列表等。請設(shè)計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)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(jīng)過特定站點的線路數(shù)量，并規(guī)劃最優(yōu)乘車路線。5、（本題5分）某公司的庫存管理系統(tǒng)需要記錄原材料、半成品和成品的庫存數(shù)量、成本和存放位置等信息。設(shè)計一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲這些信息，實現(xiàn)庫存的入庫、出庫、盤點和成本核算操作，并能夠根據(jù)銷售預(yù)測和生產(chǎn)計劃進行庫存預(yù)警和補貨建議。四、設(shè)計題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）設(shè)計一