站名：站名：年級專業(yè)：姓名：學(xué)號：凡年級專業(yè)、姓名、學(xué)號錯寫、漏寫或字跡不清者，成績按零分記?！堋狻€…………第1頁，共2頁安徽醫(yī)科大學(xué)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法設(shè)計》2024-2025學(xué)年第一學(xué)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1分，共15分．在每小題給出的四個選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、在圖的存儲和遍歷中，深度優(yōu)先遍歷和廣度優(yōu)先遍歷可以用于判斷圖是否連通。以下關(guān)于連通性判斷的敘述中，不正確的是（）A.如果從某個頂點(diǎn)出發(fā)能夠遍歷到圖中的所有頂點(diǎn)，則圖是連通的B.對于無向圖，深度優(yōu)先遍歷和廣度優(yōu)先遍歷的結(jié)果相同，都能判斷連通性C.對于有向圖，深度優(yōu)先遍歷和廣度優(yōu)先遍歷的結(jié)果可能不同，需要綜合判斷連通性D.無論圖的存儲方式如何，深度優(yōu)先遍歷和廣度優(yōu)先遍歷判斷連通性的時間復(fù)雜度相同2、假設(shè)在一個基因序列分析程序中，需要快速比較兩個基因序列的相似性，并找出最長的公共子序列。為了實(shí)現(xiàn)這個功能，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法可以被應(yīng)用？（）A.動態(tài)規(guī)劃結(jié)合二維數(shù)組B.貪心算法結(jié)合鏈表C.回溯算法結(jié)合棧D.分治算法結(jié)合樹3、設(shè)計一個正弦波信號發(fā)生器，頻率范圍為10Hz至1MHz，輸出幅度可調(diào)，失真度小于1%，說明電路原理和調(diào)試方法。4、設(shè)計一個基于ZigBee技術(shù)的智能溫室控制系統(tǒng)，能夠調(diào)節(jié)溫室內(nèi)的溫度、濕度、光照和二氧化碳濃度。5、設(shè)計一個高速數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)，采用固態(tài)硬盤，存儲容量達(dá)到1TB，讀寫速度不低于500MB/s，說明硬件選型和接口設(shè)計。6、設(shè)計一個基于微波技術(shù)的無線充電系統(tǒng)，能夠?yàn)橐苿釉O(shè)備進(jìn)行高效、安全的無線充電。7、設(shè)計一個簡單的語音識別系統(tǒng)，能夠識別特定的語音指令，并執(zhí)行相應(yīng)的操作，如開燈、關(guān)燈、播放音樂等。8、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)中，理解和掌握基本概念是非常重要的，以下關(guān)于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)概念的描述，正確的是：（）A.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是指相互之間存在一種或多種特定關(guān)系的數(shù)據(jù)元素的集合B.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)只關(guān)注數(shù)據(jù)的存儲方式，不關(guān)心數(shù)據(jù)的操作和處理C.不同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)適用于不同的應(yīng)用場景，沒有一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是萬能的D.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計和選擇對程序的性能和效率沒有影響9、對于一個用鏈表表示的隊(duì)列，若隊(duì)頭指針為front，隊(duì)尾指針為rear，在進(jìn)行入隊(duì)操作時，新節(jié)點(diǎn)應(yīng)插入在？（）A.front之前B.rear之后C.front和rear之間D.任意位置10、假設(shè)在一個實(shí)時交通監(jiān)控系統(tǒng)中，需要不斷地接收車輛的位置信息，并快速判斷某一區(qū)域內(nèi)車輛的擁堵情況。為了有效地存儲和處理這些實(shí)時數(shù)據(jù)，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以提供快速的查詢和更新操作？（）A.紅黑樹B.線段樹C.B樹D.圖11、設(shè)計一個無線通信衰落信道的模擬模型，能夠產(chǎn)生不同類型的衰落信號，用于系統(tǒng)性能測試。12、設(shè)計一個基于藍(lán)牙技術(shù)的無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)短距離設(shè)備之間的數(shù)據(jù)通信，給出系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計。13、基于通信中的信道編碼和譯碼技術(shù)設(shè)計一個可靠的通信系統(tǒng)，提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)募m錯能力。14、利用電力電子技術(shù)設(shè)計一個交流-直流變換器（AC-DCConverter），實(shí)現(xiàn)將交流電源轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的直流電源輸出。15、遞歸是一種在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法中常用的技術(shù)。以下關(guān)于遞歸的描述，錯誤的是：（）A.遞歸是指函數(shù)在其內(nèi)部調(diào)用自身的過程，常用于解決具有重復(fù)子問題的問題B.遞歸函數(shù)需要有終止條件，否則會導(dǎo)致無限遞歸，造成程序崩潰C.遞歸在處理樹形結(jié)構(gòu)和分治算法時非常方便，但可能會導(dǎo)致棧溢出的問題D.遞歸的執(zhí)行效率總是高于非遞歸的實(shí)現(xiàn)方式，因此在所有情況下都應(yīng)該優(yōu)先使用遞歸二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）詳細(xì)說明如何在一個有序數(shù)組中查找第一個大于等于給定值的元素，給出算法步驟和實(shí)現(xiàn)代碼，并分析其時間復(fù)雜度。2、（本題5分）解釋什么是樹狀數(shù)組，并說明其在計算前綴和方面的應(yīng)用。3、（本題5分）論述伸展樹在頻繁插入和刪除交替情況下的性能表現(xiàn)和優(yōu)化方向。4、（本題5分）詳細(xì)說明如何在一個有序鏈表中刪除重復(fù)元素，只保留一個，給出算法步驟和實(shí)現(xiàn)代碼，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）某城市的公共交通卡管理系統(tǒng)需要記錄用戶信息、充值記錄、消費(fèi)記錄和卡余額等。設(shè)計一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲這些信息，實(shí)現(xiàn)用戶的注冊、充值、消費(fèi)和掛失操作，充值和消費(fèi)記錄的查詢和統(tǒng)計，以及卡余額的實(shí)時更新，并能夠防范欺詐行為和保障用戶資金安全。2、（本題5分）某電商倉庫管理系統(tǒng)需要存儲貨物的種類、數(shù)量、存放位置和入庫出庫時間等信息。請?jiān)O(shè)計合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲貨物信息，支持貨物的入庫、出庫、盤點(diǎn)和庫存查詢操作，并能夠根據(jù)貨物的入庫時間和保質(zhì)期進(jìn)行優(yōu)先出庫處理。3、（本題5分）一個大型圖書館需要管理其海量的圖書信息，包括書名、作者、出版社、出版年份、館藏數(shù)量等。這些信息以二叉搜索樹的形式存儲。請?jiān)O(shè)計算法實(shí)現(xiàn)以下操作：（1）插入一本新的圖書信息；（2）刪除某本指定的圖書信息；（3）查找某作者的所有圖書；（4）更新某本圖書的館藏數(shù)量。分析所設(shè)計算法的時間復(fù)雜度。4、（本題5分）一個在線家居設(shè)計平臺需要存儲家具模型、用戶設(shè)計方案和材料清單。設(shè)計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來方便用戶設(shè)計和修改方案，并生成報價單。5、（本題5分）一個在線圖書評論系統(tǒng)需要管理圖書信息、用戶評論和評論的點(diǎn)贊數(shù)等。設(shè)計一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲這些信息，支持圖書的查找、用戶評論的添加、刪除和修改，以及評論點(diǎn)贊數(shù)的更新，并能夠根據(jù)點(diǎn)贊數(shù)對評論進(jìn)行排序和展示熱門評論。四、設(shè)計題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）研究伸展樹在數(shù)據(jù)局部性較好情況下的性能優(yōu)勢，設(shè)計測試用例。2、（本題10分）設(shè)計一個程序，使