2025年計算機(jī)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》專項練習(xí)考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分）1.下列關(guān)于線性表順序存儲結(jié)構(gòu)的描述中，正確的是（）。A.邏輯上相鄰的元素物理上一定相鄰B.插入和刪除操作都很方便，效率高C.需要額外的存儲空間來表示元素之間的邏輯關(guān)系D.適用于頻繁進(jìn)行插入和刪除操作的場景2.在具有n個元素的棧中，執(zhí)行一次push或pop操作的時間復(fù)雜度是（）。A.O(1)B.O(logn)C.O(n)D.O(n^2)3.隊列的“先進(jìn)先出”特性指的是（）。A.先進(jìn)入隊列的元素先離開隊列B.后進(jìn)入隊列的元素先離開隊列C.隊頭元素總是被刪除D.隊尾元素總是被刪除4.對于長度為n的線性表，其元素在內(nèi)存中的存儲位置（）。A.必須連續(xù)B.必須不連續(xù)C.可以連續(xù)，也可以不連續(xù)D.視具體存儲結(jié)構(gòu)而定5.在各種查找方法中，平均查找長度與元素個數(shù)n無關(guān)的是（）。A.順序查找B.二分查找C.哈希查找D.分塊查找6.在一棵完全二叉樹中，若一個結(jié)點(diǎn)有左孩子，則它一定有右孩子。（）A.對B.錯7.對一棵二叉樹進(jìn)行中序遍歷時，訪問結(jié)點(diǎn)的順序是（）。A.先左子樹，再根結(jié)點(diǎn)，最后右子樹B.先根結(jié)點(diǎn)，再左子樹，最后右子樹C.先右子樹，再根結(jié)點(diǎn)，最后左子樹D.先根結(jié)點(diǎn)，再右子樹，最后左子樹8.使用鏈表存儲線性表時，插入和刪除元素的主要困難是（）。A.需要移動大量元素B.無法快速訪問元素C.需要額外的存儲空間來存儲指針D.容易造成數(shù)據(jù)丟失9.若一棵樹有m個結(jié)點(diǎn)，則該樹中必有n個度為2的結(jié)點(diǎn)。（）A.對B.錯10.在無向圖中，若兩個頂點(diǎn)之間沒有邊相連，則稱這兩個頂點(diǎn)是（）。A.鄰接的B.無連接的C.相通的D.獨(dú)立的二、填空題（每空2分，共20分）1.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是指相互關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)元素的集合，常用的邏輯結(jié)構(gòu)有__線性結(jié)構(gòu)__、__非線性結(jié)構(gòu)__和__集合結(jié)構(gòu)__。2.在棧中，插入操作通常在棧的__頂__端進(jìn)行，刪除操作也通常在棧的__頂__端進(jìn)行。3.隊列是一種先進(jìn)先出（FIFO）的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其操作主要包括__入隊（Enqueue）__和__出隊（Dequeue）__。4.在線性表的順序存儲結(jié)構(gòu)中，若要在第i個位置插入一個新元素（1≤i≤n+1），則需要從第__n__個元素開始，向后移動__n-i__個元素，為新元素騰出空間。5.哈希查找的基本思想是通過一個__哈希函數(shù)__將鍵值（Key）映射到位序列號（即存儲地址）。6.在二叉樹的遍歷中，若先訪問根結(jié)點(diǎn)，再訪問左子樹，最后訪問右子樹，則稱為__前序遍歷__。7.在樹形結(jié)構(gòu)中，樹根結(jié)點(diǎn)沒有__父結(jié)點(diǎn)__，其他每個結(jié)點(diǎn)有且僅有一個__父結(jié)點(diǎn)__。8.圖是一種包含__頂點(diǎn)集__和__邊集__的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，根據(jù)邊是否具有方向，可分為__無向圖__和__有向圖__。9.在快速排序算法中，通常選擇__首元__、__尾元__或__中值__作為樞軸（Pivot）元素。10.若一個算法的時間復(fù)雜度是O(n^2)，則當(dāng)n增大時，該算法的執(zhí)行時間隨n的增大呈__平方__級增長。三、判斷題（每題2分，共10分，請在括號內(nèi)打√或×）1.線性鏈表是線性表的鏈?zhǔn)酱鎯Y(jié)構(gòu)，它的結(jié)點(diǎn)在內(nèi)存中的存儲位置是連續(xù)的。（）2.棧和隊列都是運(yùn)算受限的線性表。（）3.二分查找算法適用于任何線性結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)。（）4.深度優(yōu)先搜索（DFS）和廣度優(yōu)先搜索（BFS）都可以用來遍歷無向圖和有向圖。（）5.一個結(jié)點(diǎn)的度是指該結(jié)點(diǎn)的子樹個數(shù)。（）四、簡答題（每題5分，共15分）1.簡述線性表和棧的主要區(qū)別。2.簡述二分查找算法的基本思想和適用條件。3.什么是樹的深度？什么是樹的度？它們之間有什么關(guān)系？五、算法設(shè)計題（共15分）設(shè)計一個算法，將一個順序存儲的整數(shù)數(shù)組中的元素按“奇數(shù)放左，偶數(shù)放右”的規(guī)則重新排列。要求：只使用數(shù)組下標(biāo)操作，不使用額外的存儲空間（除了幾個用于輔助的變量），并盡可能提高算法的效率。請用偽代碼或C語言/C++語言描述該算法，并簡要說明其工作思路。六、編程題（共20分）編寫一個函數(shù)，實現(xiàn)順序查找算法。該函數(shù)接收一個整數(shù)數(shù)組`arr`和一個待查找的目標(biāo)值`target`作為輸入，返回目標(biāo)值在數(shù)組中的索引（如果找到，返回第一個匹配元素的索引；如果未找到，返回-1）。假設(shè)數(shù)組`arr`已經(jīng)按非降序排列。請使用C語言/C++語言實現(xiàn)該函數(shù)，并在主函數(shù)中調(diào)用該函數(shù)進(jìn)行測試（提供測試用例）。試卷答案一、選擇題1.A解析：順序存儲結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是邏輯上相鄰的元素在物理內(nèi)存中也相鄰。2.A解析：棧的push和pop操作都在棧頂進(jìn)行，棧頂元素的地址是已知的，因此這些操作可以在常數(shù)時間內(nèi)完成。3.A解析：隊列的定義就是先進(jìn)先出，最早進(jìn)入的元素最先離開。4.C解析：順序存儲結(jié)構(gòu)要求元素存儲位置連續(xù)，但鏈?zhǔn)酱鎯Y(jié)構(gòu)元素存儲位置可以不連續(xù)。5.C解析：哈希查找通過哈希函數(shù)直接計算元素存儲位置，理論上可以做到查找時間與元素個數(shù)無關(guān)（平均情況）。6.B解析：在完全二叉樹中，若一個結(jié)點(diǎn)有左孩子，根據(jù)定義它也可能有右孩子，也可能沒有右孩子，但反過來說，如果沒有右孩子，那么一定沒有左孩子，所以這句話是錯誤的。7.B解析：中序遍歷的順序是：先遍歷左子樹，再訪問根結(jié)點(diǎn)，最后遍歷右子樹。8.B解析：鏈表需要通過指針連接元素，插入和刪除時不需要移動元素，但查找特定位置元素需要從頭或尾遍歷，效率較低。9.B解析：樹的結(jié)點(diǎn)度是指其子結(jié)點(diǎn)個數(shù)，根結(jié)點(diǎn)可以有0個或多個子結(jié)點(diǎn)，樹葉結(jié)點(diǎn)度為0。m個結(jié)點(diǎn)的樹不一定有n個度為2的結(jié)點(diǎn)，例如只有根結(jié)點(diǎn)的樹，m=1,n=0。10.B解析：在無向圖中，如果兩個頂點(diǎn)之間沒有邊相連，它們就是互不連通的。二、填空題1.線性結(jié)構(gòu)，非線性結(jié)構(gòu)解析：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本邏輯類型分為線性、非線性（樹、圖等）和集合。2.頂，頂解析：棧是后進(jìn)先出（LIFO）結(jié)構(gòu)，其插入（push）和刪除（pop）操作都在棧頂進(jìn)行。3.入隊（Enqueue），出隊（Dequeue）解析：隊列的基本操作是讓新元素進(jìn)入隊尾（入隊）和讓隊頭元素離開隊列（出隊）。4.n，n-i解析：在第i個位置插入元素，需要移動從第i到第n的共n-i個元素，使它們向后移動一個位置。5.哈希函數(shù)解析：哈希查找的核心是使用哈希函數(shù)將鍵值映射到存儲地址。6.前序遍歷解析：前序遍歷訪問順序為：根結(jié)點(diǎn)->左子樹->右子樹。7.父結(jié)點(diǎn)，父結(jié)點(diǎn)解析：樹根沒有父結(jié)點(diǎn)，其他結(jié)點(diǎn)都有且僅有一個父結(jié)點(diǎn)。8.頂點(diǎn)集，邊集，無向圖，有向圖解析：圖由頂點(diǎn)集合和邊集合構(gòu)成。根據(jù)邊是否有方向分為無向圖和有向圖。9.首元，尾元，中值解析：快速排序的樞軸選擇可以是最左端、最右端或三者中值（或中值中值）。10.平方解析：時間復(fù)雜度為O(n^2)表示算法執(zhí)行時間與n的平方成正比。三、判斷題1.×解析：鏈表是鏈?zhǔn)酱鎯Y(jié)構(gòu)，其結(jié)點(diǎn)在內(nèi)存中的存儲位置是不連續(xù)的。2.√解析：棧只允許在棧頂進(jìn)行插入和刪除，隊列只允許在隊頭和隊尾進(jìn)行插入和刪除，它們都是對線性表操作的限制。3.×解析：二分查找要求數(shù)據(jù)存儲在順序結(jié)構(gòu)中，并且數(shù)據(jù)已排序。鏈表不是順序結(jié)構(gòu)，不適用于二分查找。4.√解析：DFS和BFS是兩種基礎(chǔ)的圖遍歷算法，適用于無向圖和有向圖。5.×解析：結(jié)點(diǎn)的度是指其擁有的子結(jié)點(diǎn)（直接后繼）的個數(shù)。四、簡答題1.簡述線性表和棧的主要區(qū)別。解析：線性表是一種基本的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它由n個數(shù)據(jù)元素a1,a2,...,an組成，元素之間存在一對一的邏輯關(guān)系。線性表可以在表頭或表尾進(jìn)行插入和刪除操作。棧是一種運(yùn)算受限的線性表，它只允許在表尾進(jìn)行插入和刪除操作，這個表尾被稱為棧頂，表頭被稱為棧底。棧遵循后進(jìn)先出（LIFO）的原則。2.簡述二分查找算法的基本思想和適用條件。解析：二分查找算法的基本思想是：在有序序列中查找某個目標(biāo)值，首先將目標(biāo)值與序列的中間元素進(jìn)行比較，如果中間元素等于目標(biāo)值，則查找成功；如果目標(biāo)值小于中間元素，則在序列的左半部分繼續(xù)查找；如果目標(biāo)值大于中間元素，則在序列的右半部分繼續(xù)查找。每次比較都將查找范圍縮小一半，重復(fù)這個過程直到找到目標(biāo)值或查找范圍為空。二分查找算法的適用條件是：待查找的數(shù)據(jù)集合必須存儲在順序存儲結(jié)構(gòu)中，并且該數(shù)據(jù)集合必須預(yù)先排序好。3.什么是樹的深度？什么是樹的度？它們之間有什么關(guān)系？解析：樹的深度（Depth）是指樹中結(jié)點(diǎn)的最大層次。根結(jié)點(diǎn)的層次為0，根結(jié)點(diǎn)的子結(jié)點(diǎn)的層次為1，以此類推，某結(jié)點(diǎn)的層次等于它的父結(jié)點(diǎn)的層次加1。一棵樹的最大層次數(shù)就是樹的深度。樹的度（Degree）是指樹中結(jié)點(diǎn)的最大度數(shù)。結(jié)點(diǎn)的度是指該結(jié)點(diǎn)擁有的子結(jié)點(diǎn)（或稱為孩子結(jié)點(diǎn)）的個數(shù)。例如，一個度為3的樹，其結(jié)點(diǎn)的度數(shù)最大為3，即該結(jié)點(diǎn)最多有3個孩子。樹的最大度數(shù)就是整棵樹中所有結(jié)點(diǎn)的度的最大值。關(guān)系：樹的深度與樹的度是兩個不同的概念，描述的是樹的不同屬性。深度描述了樹的高度，而度描述了樹中結(jié)點(diǎn)的子代數(shù)量。一棵樹的深度和度之間沒有必然的固定的數(shù)學(xué)關(guān)系，但樹的深度一定不小于樹的度（對于非空樹）。五、算法設(shè)計題```c++//偽代碼描述voidoddEvenSeparate(intarr[],intn){if(n<=1)return;//無需操作intleft=0;//指向當(dāng)前奇數(shù)可以放置的位置（從0開始）intright=n-1;//指向當(dāng)前偶數(shù)可以放置的位置（從n-1開始）while(left<right){//從左向右找第一個偶數(shù)while(left<right&&arr[left]%2!=0){left++;}//從右向左找第一個奇數(shù)while(left<right&&arr[right]%2==0){right--;}if(left<right){//交換左右找到的偶數(shù)和奇數(shù)inttemp=arr[left];arr[left]=arr[right];arr[right]=temp;//移動指針繼續(xù)檢查left++;right--;}}}```工作思路：1.使用兩個指針，`left`從數(shù)組起始位置向右移動，用于尋找第一個遇到的偶數(shù)元素；`right`從數(shù)組末尾位置向左移動，用于尋找第一個遇到的奇數(shù)元素。2.當(dāng)`left`小于`right`時，循環(huán)繼續(xù)。3.`left`指針向右移動，直到找到一個偶數(shù)元素或遇到`right`指針。4.`right`指針向左移動，直到找到一個奇數(shù)元素或遇到`left`指針。5.如果此時`left`仍然小于`right`，說明找到了一個偶數(shù)在左邊，一個奇數(shù)在右邊，需要交換這兩個元素。6.交換后，`left`指針右移一位，`right`指針左移一位，繼續(xù)下一輪查找和交換。7.當(dāng)`left`和`right`相遇或交錯時，循環(huán)結(jié)束，數(shù)組此時已按要求排列好。六、編程題```c++#include<iostream>#include<vector>//函數(shù)：順序查找（假設(shè)數(shù)組已排序）//arr:排序后的整數(shù)數(shù)組//target:待查找的目標(biāo)值//n:數(shù)組中實際元素的數(shù)量//返回值:目標(biāo)值在數(shù)組中的索引（第一個匹配的），若未找到返回-1intsequentialSearch(conststd::vector<int>&arr,inttarget){intn=arr.size();for(inti=0;i<n;++i){if(arr[i]==target){returni;//找到目標(biāo)值，返回當(dāng)前索引}//因為數(shù)組已排序，若當(dāng)前元素大于目標(biāo)值，則后面不會再有匹配的if(arr[i]>target){break;}}return-1;//未找到目標(biāo)值}//主函數(shù)：測試順序查找函數(shù)intmain(){std::vector<int>testArray={1,3,5,7