2025年計(jì)算機(jī)二級(jí)Python數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法培訓(xùn)試卷：高效學(xué)習(xí)與真題剖析考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題1分，共20分）1.在Python中，用于定義類的關(guān)鍵字是？2.下列哪個(gè)不是Python內(nèi)置的數(shù)據(jù)類型？3.以下關(guān)于列表的說法，錯(cuò)誤的是？4.用來(lái)表示有向圖的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)通常是？5.在棧中，插入和刪除元素的操作都在同一端進(jìn)行，這個(gè)端稱為？6.冒泡排序的平均時(shí)間復(fù)雜度是？7.下列哪種排序算法是不穩(wěn)定的？8.在樹中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)最多可以有幾個(gè)父節(jié)點(diǎn)？9.字符串在Python中是不可變的，這意味著？10.以下哪個(gè)函數(shù)可以用來(lái)計(jì)算列表中元素的總和？11.用于存儲(chǔ)元素且元素之間一對(duì)一關(guān)系的結(jié)構(gòu)是？12.快速排序的平均時(shí)間復(fù)雜度是？13.哈希表的主要特點(diǎn)是？14.在隊(duì)列中，插入元素的一端稱為？，刪除元素的一端稱為？15.遞歸算法必須包含哪個(gè)部分才能保證終止？16.以下哪個(gè)不是常見的算法設(shè)計(jì)策略？17.B樹通常用于？18.下列哪個(gè)操作不屬于二叉樹的性質(zhì)之一？19.算法的時(shí)間復(fù)雜度通常用什么符號(hào)來(lái)表示？20.在查找算法中，平均查找長(zhǎng)度是指？二、填空題（每空1分，共10分）1.在Python中，使用_______語(yǔ)句可以實(shí)現(xiàn)循環(huán)。2.字符串的索引是從_______開始的。3.列表的append()方法用于在列表的_______端添加元素。4.棧的LIFO特性代表的是_______。5.隊(duì)列的FIFO特性代表的是_______。6.二分查找算法要求數(shù)據(jù)必須_______。7.冒泡排序的核心思想是通過_______來(lái)實(shí)現(xiàn)排序。8.在二叉樹中，根節(jié)點(diǎn)的度數(shù)是_______。9.哈希表通過_______將鍵映射到數(shù)組下標(biāo)。10.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_______的度量。三、簡(jiǎn)答題（每題5分，共20分）1.簡(jiǎn)述棧的基本操作及其應(yīng)用場(chǎng)景。2.比較一下快速排序和歸并排序的優(yōu)缺點(diǎn)。3.解釋什么是二叉樹，并說明其基本性質(zhì)。4.算法的時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度分別衡量的是什么？它們之間有什么關(guān)系？四、編程題（第一題20分，第二題30分）1.編寫一個(gè)Python函數(shù)，實(shí)現(xiàn)將一個(gè)棧逆置。要求：不能使用額外的棧，只能利用棧自身的操作（push和pop）來(lái)完成逆置。請(qǐng)描述你的思路，并給出具體的代碼實(shí)現(xiàn)。2.編寫一個(gè)Python函數(shù)，實(shí)現(xiàn)二分查找算法。函數(shù)接收一個(gè)有序列表和一個(gè)目標(biāo)值，返回目標(biāo)值在列表中的索引。如果目標(biāo)值不存在于列表中，返回-1。請(qǐng)描述你的思路，并給出具體的代碼實(shí)現(xiàn)。假設(shè)列表中元素按升序排列。試卷答案---一、選擇題1.class2.元組（tuple）3.列表是可變的，可以修改其元素（例如，通過索引賦值）4.鄰接表5.棧頂（top）6.O(n^2)7.快速排序8.一個(gè)9.修改字符串內(nèi)容需要?jiǎng)?chuàng)建新的字符串對(duì)象10.sum()11.鏈表12.O(nlogn)13.通過哈希函數(shù)快速定位元素存儲(chǔ)位置14.尾部（rear/end），頭部（front/head）15.終止條件16.逆向思維17.索引查找18.樹的度（一個(gè)節(jié)點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)數(shù)量）19.大寫字母O（BigOnotation）20.在查找過程中，平均每個(gè)元素被查找的次數(shù)二、填空題1.while/for2.03.尾部（rear/end）4.后進(jìn)先出（LastIn,FirstOut）5.先進(jìn)先出（FirstIn,FirstOut）6.有序7.重復(fù)比較和交換相鄰元素8.09.哈希函數(shù)10.存儲(chǔ)空間三、簡(jiǎn)答題1.棧的基本操作有：push（入棧）、pop（出棧）、peek或top（查看棧頂元素）、isEmpty（判斷棧是否為空）、isFull（判斷棧是否已滿，對(duì)于鏈棧不需要）。應(yīng)用場(chǎng)景：函數(shù)調(diào)用棧、表達(dá)式求值（中綴轉(zhuǎn)后綴、后綴表達(dá)式求值）、深度優(yōu)先搜索（DFS）等。2.快速排序優(yōu)點(diǎn)：平均時(shí)間復(fù)雜度低（O(nlogn)），空間復(fù)雜度低（O(logn)），通常比其他O(nlogn)算法更快，是原地排序。缺點(diǎn)：最壞情況時(shí)間復(fù)雜度（O(n^2)），對(duì)小型數(shù)據(jù)集或有序數(shù)據(jù)集性能下降，不是穩(wěn)定排序。歸并排序優(yōu)點(diǎn)：時(shí)間復(fù)雜度穩(wěn)定（O(nlogn)），穩(wěn)定排序，適用于鏈表和外部排序。缺點(diǎn)：需要額外的存儲(chǔ)空間（O(n)），對(duì)于小型數(shù)據(jù)集可能比快速排序慢。3.二叉樹是每個(gè)節(jié)點(diǎn)最多有兩個(gè)子節(jié)點(diǎn)的樹結(jié)構(gòu)?；拘再|(zhì)：每個(gè)節(jié)點(diǎn)有最多兩個(gè)子節(jié)點(diǎn)；非空二叉樹有根節(jié)點(diǎn)；根節(jié)點(diǎn)有權(quán)值為0的深度；每個(gè)節(jié)點(diǎn)都是某棵子樹的根；具有n個(gè)節(jié)點(diǎn)的二叉樹，其邊數(shù)為n-1。4.時(shí)間復(fù)雜度衡量算法執(zhí)行時(shí)間隨輸入規(guī)模增長(zhǎng)的變化趨勢(shì)。空間復(fù)雜度衡量算法執(zhí)行過程中臨時(shí)占用的存儲(chǔ)空間隨輸入規(guī)模增長(zhǎng)的變化趨勢(shì)。它們之間關(guān)系是：通常，時(shí)間復(fù)雜度低的算法可能需要更高的空間復(fù)雜度（如歸并排序），而空間復(fù)雜度低的算法可能需要更高的時(shí)間復(fù)雜度（如快速排序的某些實(shí)現(xiàn)）。在實(shí)際應(yīng)用中需要根據(jù)具體需求進(jìn)行權(quán)衡。四、編程題1.思路：利用棧的LIFO特性。先將原棧元素全部出棧并保存到輔助數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（如列表），然后利用這些保存的元素構(gòu)建一個(gè)新棧（或逆序添加到原棧）。具體步驟：a.初始化一個(gè)空列表`temp`作為輔助空間。b.當(dāng)原棧不為空時(shí)，執(zhí)行`element=stack.pop()`，并將`element`添加到`temp`列表的末尾。c.當(dāng)原棧為空時(shí)，`temp`列表中存儲(chǔ)了原棧的逆序元素。d.清空原棧`stack`。e.將`temp`列表中的元素依次入棧（可以使用`stack.append(item)`或`stack=temp[::-1]`等方式）。代碼實(shí)現(xiàn)（示例）：```pythondefreverse_stack(stack):temp=[]whilestack:temp.append(stack.pop())#清空原棧stack.clear()#將逆序元素入棧whiletemp:stack.append(temp.pop())#或者stack=temp[::-1]```2.思路：在有序列表中，每次將待查找區(qū)間一分為二，比較中間元素與目標(biāo)值，根據(jù)比較結(jié)果舍去左半部分或右半部分，縮小查找范圍，直到找到目標(biāo)值或區(qū)間為空。a.初始化兩個(gè)指針，`low`指向列表第一個(gè)元素的索引（0），`high`指向列表最后一個(gè)元素的索引（len(list)-1）。b.當(dāng)`low`小于等于`high`時(shí)，執(zhí)行：i.計(jì)算中間位置`mid=(low+high)//2`。ii.比較列表`list[mid]`與目標(biāo)值`target`。iii.如果`list[mid]==target`，返回`mid`。iv.如果`list[mid]<target`，說明目標(biāo)值在右半部分，設(shè)置`low=mid+1`。v.如果`list[mid]>target`，說明目標(biāo)值在左半部分，設(shè)置`high=mid-1`。c.如果循環(huán)結(jié)束（`low`大于`high`）仍未找到目標(biāo)值，返回-1。代碼實(shí)現(xiàn)（示例）：```pythondefbinary_search(arr,target):low,high=0,len(arr)-1whilelow<=high:mid=(low+high)//2i