2025年計(jì)算機(jī)技術(shù)與軟件專業(yè)技術(shù)資格（水平）考試模擬試卷程序設(shè)計(jì)專項(xiàng)訓(xùn)練——數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法押題考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分）1.下列數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，屬于非線性結(jié)構(gòu)的是（）。A.隊(duì)列B.線性表C.棧D.二叉樹2.在順序表中，插入和刪除元素的主要缺點(diǎn)是（）。A.需要大量存儲空間B.可能需要移動大量元素C.只能進(jìn)行順序訪問D.邏輯結(jié)構(gòu)復(fù)雜3.若線性表采用鏈?zhǔn)酱鎯Y(jié)構(gòu)，則在刪除一個(gè)元素時(shí)，需要修改的指針個(gè)數(shù)為（）。A.0B.1C.2D.34.在各種排序算法中，平均情況下時(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5.下列關(guān)于二分查找算法的敘述中，正確的是（）。A.所要查找的線性表必須有序B.所要查找的線性表必須采用順序存儲結(jié)構(gòu)C.查找失敗時(shí)，算法無法確定失敗位置D.算法的效率與線性表的長度無關(guān)6.在樹形結(jié)構(gòu)中，樹的高度是指（）。A.樹中結(jié)點(diǎn)的最大度數(shù)B.樹中結(jié)點(diǎn)的最大層次C.樹中任意結(jié)點(diǎn)到葉子結(jié)點(diǎn)的路徑長度的最大值D.樹中任意結(jié)點(diǎn)到根結(jié)點(diǎn)的路徑長度的最大值7.下列關(guān)于圖的敘述中，正確的是（）。A.圖一定存在環(huán)路B.有向圖一定不存在環(huán)路C.無向圖中的每條邊都關(guān)聯(lián)兩個(gè)不同的頂點(diǎn)D.圖的頂點(diǎn)數(shù)必須大于邊數(shù)8.哈希表解決沖突的鏈地址法是指（）。A.將所有關(guān)鍵字存儲在同一個(gè)數(shù)組中B.將具有相同哈希地址的關(guān)鍵字存儲在同一個(gè)鏈表中C.將關(guān)鍵字及其對應(yīng)的值存儲在一個(gè)結(jié)構(gòu)體中D.將哈希函數(shù)設(shè)計(jì)為計(jì)算余數(shù)9.遞歸算法通常需要借助（）來實(shí)現(xiàn)。A.棧B.隊(duì)列C.堆D.哈希表10.算法的時(shí)間復(fù)雜度通常用（）表示。A.O(1)B.O(logn)C.大寫字母OD.小寫字母o二、填空題（每空2分，共20分）1.在棧中，允許插入和刪除的一端稱為______，另一端稱為______。2.隊(duì)列是按______原則進(jìn)行操作的，它具有______和______兩個(gè)基本操作。3.在二叉樹的遍歷中，先訪問根結(jié)點(diǎn)，然后遍歷左子樹，最后遍歷右子樹的遍歷方式稱為______遍歷。4.排序算法的穩(wěn)定性是指當(dāng)存在多個(gè)關(guān)鍵字值相等的結(jié)點(diǎn)時(shí)，經(jīng)過排序后這些結(jié)點(diǎn)的相對位置______。5.圖的兩種基本存儲結(jié)構(gòu)是鄰接矩陣和______。6.哈希表的沖突是指兩個(gè)不同的關(guān)鍵字具有相同的______。7.深度優(yōu)先搜索（DFS）算法通常借助______來實(shí)現(xiàn)對圖的遍歷。8.算法的空間復(fù)雜度是指算法執(zhí)行過程中臨時(shí)占用的存儲空間的大小，它通常取決于算法中______的最大值。9.遞歸算法的特點(diǎn)是算法本身直接或間接地調(diào)用______。10.在快速排序算法中，通常選擇______作為基準(zhǔn)元素。三、簡答題（每題5分，共15分）1.簡述線性表兩種存儲結(jié)構(gòu)（順序存儲和鏈?zhǔn)酱鎯Γ┑闹饕獏^(qū)別。2.簡述遞歸算法與迭代算法的區(qū)別，并舉例說明何時(shí)使用遞歸更合適。3.什么是圖的環(huán)路？請舉例說明。四、算法設(shè)計(jì)/實(shí)現(xiàn)題（共45分）1.（15分）已知一個(gè)無序的整數(shù)數(shù)組arr。請?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)算法，使用快速排序的方法對數(shù)組進(jìn)行升序排序。要求：給出算法的核心邏輯描述（偽代碼或中文描述），并分析該算法的平均時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。2.（15分）請?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)算法，利用棧結(jié)構(gòu)判斷一個(gè)給定的只包含'('和')'括號的字符串str是否是有效的括號表達(dá)式。例如，"()"和"()()"是有效的，而")("和"(()"是無效的。要求：給出算法的核心邏輯描述（偽代碼或C/C++/Java代碼片段），并簡要說明算法思路。3.（15分）假設(shè)我們要設(shè)計(jì)一個(gè)算法，用于查找無向圖中所有頂點(diǎn)之間的最短路徑。請簡述Dijkstra算法的基本思想，并說明其適用于求解哪種類型的圖（有向圖/無向圖，帶權(quán)圖/不帶權(quán)圖）。如果Dijkstra算法不能適用，請簡單說明原因，并指出可以采用哪種替代算法（只需名稱和簡要理由）。---試卷答案一、選擇題1.D2.B3.C4.D5.A6.D7.C8.B9.A10.C二、填空題1.棧頂，棧底2.先進(jìn)先出，入隊(duì)，出隊(duì)3.中序4.不變5.鄰接表6.哈希地址（或散列值）7.棧8.附加存儲空間（或遞歸調(diào)用?？臻g）9.自身10.任意一個(gè)元素（或中間元素，或第一個(gè)元素）三、簡答題1.順序存儲結(jié)構(gòu)將數(shù)據(jù)元素存儲在連續(xù)的內(nèi)存空間中，通過元素的下標(biāo)可以直接訪問任意元素，實(shí)現(xiàn)效率高，但插入和刪除操作可能需要移動大量元素。鏈?zhǔn)酱鎯Y(jié)構(gòu)通過指針將數(shù)據(jù)元素存儲在不連續(xù)的內(nèi)存空間中，元素之間的邏輯關(guān)系由指針決定，插入和刪除操作方便，不需要移動元素，但訪問任意元素需要從頭結(jié)點(diǎn)開始沿指針逐個(gè)查找，實(shí)現(xiàn)效率相對較低。2.遞歸算法是函數(shù)調(diào)用自身來解決子問題，代碼簡潔，適合解決具有遞歸結(jié)構(gòu)的問題（如樹的遍歷、斐波那契數(shù)列計(jì)算等）。迭代算法使用循環(huán)結(jié)構(gòu)來重復(fù)執(zhí)行操作，通常需要借助額外的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（如棧、隊(duì)列）來模擬遞歸過程，代碼可能相對復(fù)雜，但通常時(shí)空效率更高。遞歸更合適的情況是問題本身可以清晰地劃分為相似的子問題，并且子問題的規(guī)模明顯減小。3.圖的環(huán)路是指圖中存在一條路徑，該路徑的起點(diǎn)和終點(diǎn)是同一個(gè)頂點(diǎn)，且路徑上經(jīng)過的其他頂點(diǎn)各不相同。例如，在一個(gè)無向圖中，頂點(diǎn)A、B、C、D，邊AB、BC、CD、DA存在，則存在環(huán)路ABCD（或BCDA，或CDAB，或DABC）。四、算法設(shè)計(jì)/實(shí)現(xiàn)題1.快速排序算法核心邏輯描述（以偽代碼為例）：```FunctionQuickSort(arr,low,high):Iflow<highThenpivot_index=Partition(arr,low,high)//將數(shù)組劃分為兩部分QuickSort(arr,low,pivot_index-1)//遞歸排序左子數(shù)組QuickSort(arr,pivot_index+1,high)//遞歸排序右子數(shù)組EndIfEndFunctionFunctionPartition(arr,low,high):pivot=arr[high]//選擇最后一個(gè)元素作為基準(zhǔn)i=low-1Forj=lowTohigh-1Ifarr[j]<=pivotTheni=i+1Swap(arr[i],arr[j])EndIfEndForSwap(arr[i+1],arr[high])Returni+1EndFunction```平均時(shí)間復(fù)雜度：O(nlogn)。空間復(fù)雜度：O(logn)（遞歸調(diào)用?？臻g）。2.算法核心邏輯描述（C++代碼片段示例）：```cppboolisValidParentheses(conststring&str){stack<char>s;for(charch:str){if(ch=='('){s.push(ch);}elseif(ch==')'){if(s.empty()){returnfalse;//遇到右括號但棧為空}s.pop();//彈出匹配的左括號}}returns.empty();//棧為空則所有括號匹配}```算法思路：利用棧先進(jìn)后出的特性。遍歷字符串，遇到'('就壓入棧中，遇到')'就檢查棧是否為空，不為空則彈出棧頂?shù)?('，如果為空則說明沒有匹配的'('。最后檢查棧是否為空，如果為空說明所有'('都有')'匹配，否則匹配失敗。3.Dijkstra算法基本思想：從源點(diǎn)出發(fā)，逐步找到到達(dá)其他所有頂點(diǎn)的最短路徑。初始時(shí)，源點(diǎn)到自身的距離為0，到其他所有頂點(diǎn)的距