2025年P(guān)ython二級(jí)考試模擬試卷數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)沖刺版考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分）1.下列關(guān)于棧的描述中，正確的是（）。A.棧是“先進(jìn)先出”的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)B.棧具有唯一的一個(gè)棧頂元素C.棧的操作遵循先進(jìn)后出原則D.棧具有唯一的一個(gè)棧底元素2.在長度為n的有序線性表（元素按值非降序排列）中插入一個(gè)新元素，至少需要比較（）次元素才能找到合適的插入位置。A.nB.n+1C.n-1D.log2n3.下列數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，適合表示父子關(guān)系的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是（）。A.線性表B.棧C.隊(duì)列D.樹4.若一棵二叉樹的前序遍歷序列為ABCD，中序遍歷序列為CBAD，則其后序遍歷序列為（）。A.DCBAB.CDABC.BCADD.CBAD5.在有n個(gè)頂點(diǎn)的無向圖中，要保證圖是連通的，至少需要（）條邊。A.nB.n-1C.n+1D.2n6.下列關(guān)于隊(duì)列的描述中，正確的是（）。A.隊(duì)列是“先進(jìn)后出”的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)B.隊(duì)列的操作遵循后進(jìn)先出原則C.隊(duì)列具有唯一的一個(gè)隊(duì)頭和隊(duì)尾元素D.隊(duì)列的操作遵循先進(jìn)后出原則7.下列數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，最適合表示“最近最少使用”（LRU）緩存淘汰算法的是（）。A.棧B.隊(duì)列C.雙向鏈表D.哈希表8.在下列排序算法中，平均時(shí)間復(fù)雜度最低的是（）。A.冒泡排序B.選擇排序C.插入排序D.快速排序9.下列關(guān)于二叉搜索樹的描述中，錯(cuò)誤的是（）。A.左子樹上所有結(jié)點(diǎn)的值均小于它的根結(jié)點(diǎn)的值B.右子樹上所有結(jié)點(diǎn)的值均大于或等于它的根結(jié)點(diǎn)的值C.左右子樹也都是二叉搜索樹D.根結(jié)點(diǎn)沒有父結(jié)點(diǎn)10.用鄰接表表示圖進(jìn)行廣度優(yōu)先遍歷時(shí)，通常需要使用（）。A.棧B.隊(duì)列C.鏈表D.哈希表二、填空題（每空2分，共20分）1.在棧中，插入元素的操作稱為_________，刪除元素的操作稱為_________。2.線性表有兩種存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)：順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和_________存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)。3.對(duì)于一棵二叉樹，如果結(jié)點(diǎn)度為0，稱為_________結(jié)點(diǎn)；如果結(jié)點(diǎn)度為2，稱為_________結(jié)點(diǎn)。4.在隊(duì)列的_________端進(jìn)行插入操作，在_________端進(jìn)行刪除操作。5.衡量算法效率的兩個(gè)主要指標(biāo)是_________效率和_________效率。6.在深度為h的二叉樹中，最多有_________個(gè)結(jié)點(diǎn)。7.圖的兩種基本表示方法是_________和_________。8.快速排序算法的平均時(shí)間復(fù)雜度為_________。9.若線性表采用順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，則刪除第i個(gè)元素（i合法）時(shí)，需要移動(dòng)_________個(gè)元素。10.哈希表是通過計(jì)算鍵值的_________來直接訪問記錄存儲(chǔ)位置的。三、程序閱讀理解題（每題10分，共20分）1.閱讀下面的Python代碼片段，回答問題。```pythondefis_balanced(s):stack=[]matching={'(':')','[':']','{':'}'}forcharins:ifcharinmatching:stack.append(char)else:ifnotstack:returnFalsetop=stack.pop()ifmatching[top]!=char:returnFalsereturnnotstack#示例調(diào)用string1="{[()]}()"string2="{[(])}"string3="{{[}"print(is_balanced(string1))#輸出:Trueprint(is_balanced(string2))#輸出:Falseprint(is_balanced(string3))#輸出:False```請(qǐng)說明該函數(shù)`is_balanced`的功能是什么。它利用了棧的哪些特性來實(shí)現(xiàn)這一功能？2.閱讀下面的Python代碼片段，回答問題。```pythondefbinary_search(arr,target):left,right=0,len(arr)-1whileleft<=right:mid=(left+right)//2ifarr[mid]==target:returnmid#找到目標(biāo)，返回索引elifarr[mid]<target:left=mid+1else:right=mid-1return-1#未找到目標(biāo)，返回-1#示例調(diào)用my_list=[1,3,5,7,9,11]target_value=7result=binary_search(my_list,target_value)print(result)#輸出:3```請(qǐng)說明該函數(shù)`binary_search`的功能是什么。它適用于什么樣的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)？在每次循環(huán)中，它的搜索范圍是如何變化的？四、程序填空題（每題15分，共30分）1.下面的Python代碼定義了一個(gè)簡單的單向鏈表節(jié)點(diǎn)類和鏈表類，并實(shí)現(xiàn)了部分方法。請(qǐng)將缺失的代碼填寫完整，使得鏈表可以正確地實(shí)現(xiàn)查找指定值的節(jié)點(diǎn)并返回其值的功能。```pythonclassListNode:def__init__(self,value=0,next=None):self.value=valueself.next=nextclassLinkedList:def__init__(self):self.head=Nonedeffind_value(self,target):current=self.head#---將缺失的代碼填寫完整---#遍歷鏈表，查找值為target的節(jié)點(diǎn)#如果找到，返回該節(jié)點(diǎn)的value#如果未找到，返回None#---------------------------------returnNone#示例占位符#示例使用ll=LinkedList()ll.head=ListNode(1)ll.head.next=ListNode(3)ll.head.next.next=ListNode(5)print(ll.find_value(3))#輸出:3print(ll.find_value(4))#輸出:None```2.下面的Python代碼定義了一個(gè)二叉搜索樹的節(jié)點(diǎn)類和部分BST類的方法。請(qǐng)將缺失的代碼填寫完整，使得BST可以正確地插入一個(gè)新的整數(shù)值，并保持二叉搜索樹的性質(zhì)。```pythonclassBSTNode:def__init__(self,key):self.key=keyself.left=Noneself.right=NoneclassBinarySearchTree:def__init__(self):self.root=Nonedefinsert(self,key):ifself.rootisNone:self.root=BSTNode(key)else:self._insert_recursive(self.root,key)def_insert_recursive(self,current_node,key):ifkey<current_node.key:ifcurrent_node.leftisNone:current_node.left=BSTNode(key)else:#---將缺失的代碼填寫完整---#遞歸地在左子樹中插入key#---------------------------------else:#key>=current_node.keyifcurrent_node.rightisNone:current_node.right=BSTNode(key)else:#---將缺失的代碼填寫完整---#遞歸地在右子樹中插入key#---------------------------------#示例使用bst=BinarySearchTree()bst.insert(5)bst.insert(3)bst.insert(7)bst.insert(2)bst.insert(4)#（此處可以添加代碼來驗(yàn)證插入結(jié)果，如中序遍歷）```---試卷答案一、選擇題1.C2.C3.D4.A5.B6.C7.C8.D9.B10.B二、填空題1.入棧，出棧2.鏈?zhǔn)?.葉，內(nèi)部4.隊(duì)尾，隊(duì)頭5.時(shí)間，空間6.2^h-17.鄰接矩陣，鄰接表8.O(nlogn)9.n-i10.函數(shù)（或散列函數(shù)）三、程序閱讀理解題1.功能：該函數(shù)用于判斷一個(gè)字符串中的括號(hào)（圓括號(hào)、方括號(hào)、花括號(hào)）是否匹配且正確嵌套。解析思路：-利用棧的LIFO（后進(jìn)先出）特性來處理括號(hào)的匹配問題。-遍歷輸入字符串`s`的每個(gè)字符。-遇到開括號(hào)`(`、`[`、`{`時(shí)，將其壓入棧中，記錄下它對(duì)應(yīng)的閉括號(hào)。-遇到閉括號(hào)時(shí)，檢查棧是否為空。如果為空，說明沒有對(duì)應(yīng)的開括號(hào)，返回`False`。-如果棧不為空，彈出棧頂元素（應(yīng)是對(duì)應(yīng)的開括號(hào)），檢查其是否與當(dāng)前閉括號(hào)匹配。如果不匹配，返回`False`。-遍歷結(jié)束后，檢查棧是否為空。如果棧不為空，說明還有未匹配的開括號(hào)，返回`False`。如果棧為空，說明所有括號(hào)都已正確匹配，返回`True`。2.功能：該函數(shù)在給定的有序數(shù)組`arr`中，使用二分查找算法查找目標(biāo)值`target`，并返回其索引。如果未找到，則返回`-1`。解析思路：-二分查找算法適用于對(duì)有序數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（如有序數(shù)組）進(jìn)行高效查找。-算法維護(hù)兩個(gè)指針`left`和`right`，分別指向當(dāng)前搜索范圍的左邊界和右邊界（初始分別為數(shù)組的起始索引和結(jié)束索引）。-在`left<=right`的條件下執(zhí)行循環(huán)：-計(jì)算中間位置索引`mid`。-比較中間位置元素`arr[mid]`與目標(biāo)值`target`：-如果`arr[mid]==target`，查找成功，返回`mid`。-如果`arr[mid]<target`，說明目標(biāo)值在中間位置的右側(cè)，更新左邊界`left`為`mid+1`。-如果`arr[mid]>target`，說明目標(biāo)值在中間位置的左側(cè)，更新右邊界`right`為`mid-1`。-如果循環(huán)結(jié)束仍未找到目標(biāo)值（即`left>right`），則返回`-1`表示查找失敗。-每次循環(huán)都將搜索范圍縮小一半，因此其時(shí)間復(fù)雜度為O(logn)。四、程序填空題1.```pythoncurrent=self.headwhilecurrentisnotNone:ifcurrent.value==target:returncurrent.valuecurrent=current.nextreturnNone```解析思路：-鏈表是線性表的一種鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)，其元素節(jié)點(diǎn)通過`next`指針依次連接。-初始化當(dāng)前節(jié)點(diǎn)指針`current`指向鏈表頭節(jié)點(diǎn)`self.head`。-使用`while`循環(huán)遍歷鏈表，直到`current`為`None`（遍歷到鏈表末尾）。-在循環(huán)體內(nèi)，比較當(dāng)前節(jié)點(diǎn)`current`的`value`是否等于目標(biāo)值`target`。-如果相等，表示找到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)，返回該節(jié)點(diǎn)的`value`。-如果不相等，將`current`更新為其`next`指針指向的下一個(gè)節(jié)點(diǎn)，繼續(xù)遍歷。-如果循環(huán)結(jié)束仍未找到目標(biāo)值，則返回`None`。2.```python#第一處填空self._insert_recursive(current_node.left,key)#第二處填空self._insert_recursive(current_node.right,key)```解析思路：-二叉搜索樹（BST）的性質(zhì)是：對(duì)于任意節(jié)點(diǎn)，其左子樹上所有節(jié)點(diǎn)的鍵值小于該節(jié)點(diǎn)的鍵值，其右子樹上所有節(jié)點(diǎn)的鍵值大于或等于該節(jié)點(diǎn)的鍵值。-在`_insert_recursive`方法中，我們需要根據(jù)`key`與`current_node.key`的比較結(jié)果，決定將新節(jié)點(diǎn)插入到左子樹還是右子樹。-