學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共2頁柳州工學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)英文》2024-2025學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共15個(gè)小題，每小題1分，共15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、在動(dòng)態(tài)數(shù)組的實(shí)現(xiàn)中，當(dāng)數(shù)組容量不足時(shí)需要進(jìn)行擴(kuò)容。關(guān)于動(dòng)態(tài)數(shù)組的擴(kuò)容策略，以下描述哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.常見的擴(kuò)容策略是按照一定的比例增加數(shù)組的容量，如擴(kuò)大為原來的兩倍B.擴(kuò)容操作會(huì)涉及到數(shù)據(jù)的復(fù)制，可能會(huì)影響性能C.為了避免頻繁擴(kuò)容，可以在創(chuàng)建動(dòng)態(tài)數(shù)組時(shí)預(yù)留一定的額外空間D.擴(kuò)容操作的時(shí)間復(fù)雜度總是O(n)，其中n是數(shù)組中的元素?cái)?shù)量2、假設(shè)正在開發(fā)一個(gè)文本編輯軟件，需要能夠快速地對輸入的文本進(jìn)行插入、刪除和查找操作。同時(shí)，要能夠高效地實(shí)現(xiàn)文本的回退和重做功能。為了滿足這些需求，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最優(yōu)的選擇？（）A.順序表，存儲(chǔ)文本數(shù)據(jù)，操作簡單直接B.雙向鏈表，方便在任意位置進(jìn)行插入和刪除C.棧，用于實(shí)現(xiàn)回退和重做功能D.散列表，快速查找文本中的特定字符或字符串3、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的圖像旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)，能夠?qū)D像進(jìn)行任意角度的旋轉(zhuǎn)。4、設(shè)計(jì)一個(gè)基于編碼器和驅(qū)動(dòng)器的伺服電機(jī)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)高精度的位置和速度控制。5、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路中計(jì)數(shù)器的級聯(lián)擴(kuò)展和同步控制方案，分析計(jì)數(shù)范圍和同步性能。6、AVL樹是一種平衡二叉搜索樹。假設(shè)我們正在使用一個(gè)AVL樹。以下關(guān)于AVL樹的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.AVL樹通過旋轉(zhuǎn)操作保持左右子樹的高度差不超過1，從而保證平衡B.插入和刪除節(jié)點(diǎn)后，可能需要進(jìn)行多次旋轉(zhuǎn)操作來恢復(fù)AVL樹的平衡C.AVL樹的查找、插入和刪除操作的時(shí)間復(fù)雜度在最壞情況下均為O(logn)D.AVL樹的空間復(fù)雜度比普通二叉搜索樹高很多，不適合在內(nèi)存受限的環(huán)境中使用7、設(shè)計(jì)一個(gè)基于光電傳感器的自動(dòng)門控制系統(tǒng)，當(dāng)有人靠近時(shí)自動(dòng)開門，一段時(shí)間后自動(dòng)關(guān)門。8、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。9、在一個(gè)分布式系統(tǒng)中，需要對各個(gè)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行同步和合并。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)適合用于表示和處理這種分布式的數(shù)據(jù)？（）A.樹B.圖C.鏈表D.數(shù)組10、設(shè)計(jì)一個(gè)具有故障診斷功能的電源系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測電源狀態(tài)并診斷故障，給出系統(tǒng)設(shè)計(jì)和診斷算法。11、設(shè)計(jì)一個(gè)基于ARM的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)對工業(yè)生產(chǎn)過程的實(shí)時(shí)監(jiān)控和控制，描述計(jì)算機(jī)的硬件架構(gòu)和軟件系統(tǒng)。12、利用數(shù)字邏輯電路設(shè)計(jì)一個(gè)交通流量統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)，能夠?qū)Φ缆飞系能囕v數(shù)量進(jìn)行實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)和分析。13、根據(jù)通信原理，設(shè)計(jì)一個(gè)衛(wèi)星通信地面站的天線跟蹤控制系統(tǒng)，確保天線始終對準(zhǔn)衛(wèi)星。14、考慮一個(gè)物流配送系統(tǒng)，需要根據(jù)客戶的地址和訂單需求規(guī)劃最優(yōu)的配送路線。同時(shí)，要能夠?qū)崟r(shí)更新路況信息，并重新計(jì)算最優(yōu)路線。在這種情況下，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法的組合最適合解決這個(gè)問題？（）A.迪杰斯特拉算法和鄰接表B.弗洛伊德算法和矩陣C.廣度優(yōu)先搜索算法和鏈表D.深度優(yōu)先搜索算法和棧15、基于通信中的信道編碼和譯碼技術(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)可靠的通信系統(tǒng)，提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)募m錯(cuò)能力。二、簡答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）在一個(gè)二叉樹中，如何計(jì)算任意兩個(gè)結(jié)點(diǎn)之間的路徑長度？2、（本題5分）闡述如何在一個(gè)圖中進(jìn)行最短路徑的并行計(jì)算，給出算法步驟和實(shí)現(xiàn)代碼，并分析其性能優(yōu)勢。3、（本題5分）論述跳表在大規(guī)模數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中的可擴(kuò)展性和性能評估。4、（本題5分）詳細(xì)闡述在一個(gè)具有n個(gè)元素的堆中，如何查找最大的k個(gè)元素。三、綜合題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）一個(gè)電商網(wǎng)站的商品評論管理系統(tǒng)需要存儲(chǔ)商品評論信息，包括評論編號、商品編號、評論內(nèi)容、評論者、評論時(shí)間等。系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)快速查找特定商品的評論、按照評論時(shí)間對評論進(jìn)行排序、新增評論、刪除不良評論。請確定合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并詳細(xì)闡述算法和代碼實(shí)現(xiàn)，同時(shí)討論性能優(yōu)化策略。2、（本題5分）一個(gè)倉庫的貨物分類管理系統(tǒng)需要對不同類型的貨物進(jìn)行分類存儲(chǔ)和管理，包括貨物編號、貨物名稱、貨物類別、貨物數(shù)量、存放位置等信息。系統(tǒng)要支持快速查找特定類別貨物、按照貨物數(shù)量對貨物進(jìn)行排序、新增貨物類別、修改貨物信息、刪除貨物。請選擇恰當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并詳細(xì)說明算法和代碼實(shí)現(xiàn)，以及性能分析。3、（本題5分）一個(gè)視頻網(wǎng)站需要管理大量的視頻資源，包括視頻信息、播放量、評論等。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來優(yōu)化視頻的存儲(chǔ)和檢索，快速響應(yīng)用戶的播放請求。4、（本題5分）某電商平臺(tái)的物流跟蹤系統(tǒng)需要記錄訂單的發(fā)貨信息、運(yùn)輸路徑、當(dāng)前位置和預(yù)計(jì)到達(dá)時(shí)間等。設(shè)計(jì)一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲(chǔ)這些信息，實(shí)現(xiàn)物流信息的實(shí)時(shí)更新和查詢，能夠根據(jù)運(yùn)輸情況及時(shí)調(diào)整預(yù)計(jì)到達(dá)時(shí)間，并為用戶提供準(zhǔn)確的物流跟蹤服務(wù)。5、（本題5分）某電商平臺(tái)需要對用戶的購買記錄進(jìn)行分析，以了解用戶的消費(fèi)習(xí)慣。購買記錄以鏈表形式存儲(chǔ)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)包含用戶ID、商品ID、購買時(shí)間和購買金額等信息。請?jiān)O(shè)計(jì)算法實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）統(tǒng)計(jì)每個(gè)用戶的總消費(fèi)金額；（2）找出消費(fèi)金額最高的前10個(gè)用戶；（3）按照購買時(shí)間對購買記錄進(jìn)行排序。分析算法的時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。四、設(shè)計(jì)題（本大題共4個(gè)小題，共40分)1、（本題10分）設(shè)計(jì)一個(gè)算法，使用遞歸方式計(jì)算斐波那契數(shù)列的第n項(xiàng)，并分析其時(shí)間和空間復(fù)雜度。2、（本題10分