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1頁山西體育職業(yè)學(xué)院

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)理論》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共25個小題，每小題1分，共25分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的．）1、設(shè)計一個雷達系統(tǒng)中的脈沖壓縮模塊，實現(xiàn)大時寬帶寬積的脈沖信號壓縮，分析壓縮效果。2、利用射頻電路設(shè)計一個手機信號放大器，提高特定區(qū)域內(nèi)的手機信號強度和質(zhì)量。3、歸并排序是一種基于分治思想的排序算法。以下關(guān)于歸并排序的描述，不正確的是（）A.將數(shù)組不斷分成兩半，分別排序后再合并B.歸并排序的時間復(fù)雜度始終為O(nlog?n)C.歸并排序是一種穩(wěn)定的排序算法D.歸并排序的空間復(fù)雜度較高，為O(n)4、鏈表也是一種常見的線性表結(jié)構(gòu)。假設(shè)我們正在使用一個單向鏈表。以下關(guān)于鏈表的描述，哪一項是不正確的？（）A.鏈表在插入和刪除元素時，只需修改相關(guān)節(jié)點的指針，操作較為靈活B.單向鏈表只能從表頭向表尾方向遍歷，無法反向遍歷C.鏈表的存儲空間不需要連續(xù)，可以充分利用零散的內(nèi)存空間D.鏈表的查找操作需要從頭節(jié)點依次遍歷，效率相對較低5、在一個實時操作系統(tǒng)中，任務(wù)調(diào)度是一個關(guān)鍵問題，需要根據(jù)任務(wù)的優(yōu)先級、截止時間等因素進行快速的調(diào)度決策。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法常用于實時任務(wù)調(diào)度？（）A.優(yōu)先級隊列和調(diào)度算法B.棧和后進先出調(diào)度C.隊列和先進先出調(diào)度D.集合和隨機調(diào)度6、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的性能評估中，以下關(guān)于時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度的說法，不正確的是：（）A.時間復(fù)雜度反映了算法執(zhí)行時間與輸入規(guī)模之間的關(guān)系B.空間復(fù)雜度反映了算法所需存儲空間與輸入規(guī)模之間的關(guān)系C.時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度越低越好，不需要考慮其他因素D.可以通過優(yōu)化算法來降低時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度7、想象一個需要存儲大量學(xué)生成績數(shù)據(jù)，并能夠快速找出最高成績和最低成績的應(yīng)用場景。同時，還需要支持成績的插入和更新操作。在這種情況下，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能最為合適？（）A.二叉搜索樹，能快速查找、插入和刪除元素，但平衡情況影響性能B.堆，特別是最大堆和最小堆，能快速獲取最大或最小元素，插入和更新操作相對復(fù)雜C.哈希表，查找特定成績效率高，但不便于直接找出最大和最小成績D.紅黑樹，自平衡的二叉搜索樹，保證了較高的查找和插入效率8、設(shè)計一個基于FPGA的交通信號燈控制系統(tǒng)，能夠根據(jù)不同的時間段和車流量自動調(diào)整信號燈的時長，實現(xiàn)智能化交通控制。9、快速排序是一種高效的排序算法。以下關(guān)于快速排序的說法，錯誤的是（）A.采用分治的思想B.平均時間復(fù)雜度為O(nlogn)C.最壞情況下的時間復(fù)雜度為O(n^2)，但概率較小D.是一種穩(wěn)定的排序算法10、考慮到一個文件系統(tǒng)的目錄結(jié)構(gòu)管理，需要快速查找、插入和刪除文件和文件夾，并能夠方便地遍歷整個目錄層次。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)適合用于實現(xiàn)文件系統(tǒng)的目錄結(jié)構(gòu)？（）A.三叉樹B.四叉樹C.N叉樹D.線段樹11、設(shè)計一個數(shù)字存儲示波器數(shù)據(jù)處理電路，能夠?qū)κ静ㄆ鞑杉臄?shù)據(jù)進行處理和分析，并且具有圖形顯示功能。12、設(shè)計一個光通信收發(fā)系統(tǒng)，包括光源的驅(qū)動電路、光探測器的接收電路以及信號處理電路，評估系統(tǒng)的性能指標。13、設(shè)計一個數(shù)字頻率合成器擴展電路，能夠增加頻率合成器的輸出頻率范圍和精度，并且具有相位調(diào)制功能。14、設(shè)計一個基于數(shù)字電位器的音量調(diào)節(jié)系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對音頻信號音量的連續(xù)調(diào)節(jié)，且調(diào)節(jié)范圍可設(shè)定。15、設(shè)計一個電子血壓計電路，能夠測量人體血壓，測量精度為±3mmHg，并且具有顯示和存儲功能。16、想象一個游戲中的怪物刷新系統(tǒng)，怪物需要在不同的地點按照一定的時間間隔刷新。需要一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來管理怪物的刷新時間和地點信息，并能夠快速判斷下一個即將刷新的怪物。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能最合適？（）A.堆，特別是最小堆，能夠快速獲取最小的刷新時間B.鏈表，便于插入和刪除，但查找最小時間效率低C.數(shù)組，存儲固定數(shù)量的怪物信息，不便于動態(tài)管理刷新D.樹，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對于簡單的刷新管理可能過于復(fù)雜17、設(shè)計一個溫度控制系統(tǒng)擴展電路，能夠增加溫度控制的精度和穩(wěn)定性，并且具有遠程控制功能。18、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的動態(tài)調(diào)整中，如動態(tài)數(shù)組和動態(tài)鏈表，需要注意一些問題。以下關(guān)于動態(tài)調(diào)整的描述，錯誤的是：（）A.動態(tài)數(shù)組在需要擴展時，通常需要重新分配更大的連續(xù)內(nèi)存空間，并將原數(shù)據(jù)復(fù)制過去B.動態(tài)鏈表在插入和刪除節(jié)點時，只需要修改指針，不需要移動大量的數(shù)據(jù)，效率較高C.動態(tài)調(diào)整數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)時，需要考慮內(nèi)存分配和釋放的開銷，避免頻繁的操作導(dǎo)致性能下降D.動態(tài)調(diào)整的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在任何情況下都能自動適應(yīng)數(shù)據(jù)的變化，不需要手動干預(yù)和優(yōu)化19、設(shè)計一個數(shù)字圖像處理中的圖像融合算法，如基于小波變換的圖像融合，比較融合前后的圖像質(zhì)量。20、設(shè)計一個基于壓力傳感器和單片機的液位測量系統(tǒng)，實時監(jiān)測容器內(nèi)的液位高度。21、在一個數(shù)據(jù)壓縮算法中，需要構(gòu)建一個頻繁出現(xiàn)的字符或字符串的編碼表。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)適合存儲這種編碼信息，以便快速查找和使用？（）A.哈希表B.二叉樹C.堆D.圖22、設(shè)計一個直流穩(wěn)壓電源，能夠提供穩(wěn)定的輸出電壓，具有過流保護和短路保護功能，給出電路設(shè)計和性能測試分析。23、設(shè)計一個模擬信號數(shù)字化系統(tǒng)，包括抽樣、量化和編碼模塊，確定合適的抽樣頻率和量化級數(shù)，分析系統(tǒng)性能。24、對于一個需要快速判斷兩個字符串是否相似（例如編輯距離較?。┑臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)問題。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法的結(jié)合可能是有效的？（）A.哈希表和字符串比較B.后綴樹和字符串匹配C.二叉搜索樹和字符串遍歷D.堆和字符串排序25、設(shè)計一個基于射頻識別（RFID）技術(shù)的倉庫管理系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)貨物的自動識別、入庫和出庫管理。二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）深入分析在具有n個元素的數(shù)組中，如何實現(xiàn)堆排序的優(yōu)化版本，提高排序的效率，并給出時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度的分析。2、（本題5分）在一個具有n個頂點的有向圖中，如何判斷圖中是否存在回路？3、（本題5分）描述二叉樹的遍歷算法在二叉樹的路徑總和問題、節(jié)點間最大距離問題中的應(yīng)用。4、（本題5分）分析在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，如何利用棧實現(xiàn)表達式的求值和轉(zhuǎn)換。三、設(shè)計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計一個算法，利用鏈表實現(xiàn)一個隊列，模擬火車站售票窗口的排隊情況。2、（本題5分）設(shè)計一個算法，在一個字符串中找出所有不包含重復(fù)單詞的最長子串。3、（本題5分）設(shè)計一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，模擬一個酒店預(yù)訂系統(tǒng)，能夠存儲房間信息（房間編號、房間類型、價格、是否可預(yù)訂等），支持客人的預(yù)訂、取消預(yù)訂和查詢功能。4、（本題5分）構(gòu)建一棵哈夫曼樹，并為給定的字符集生成哈夫曼編碼，實現(xiàn)編碼和解碼的功能。5、（本題5分）設(shè)計一個程序，以二叉樹的形式表示公司組織結(jié)構(gòu)圖，實現(xiàn)員工的查找和層級展示功能。四、綜合題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）一個在線訂餐系統(tǒng)需要處理餐廳的菜單信息、用戶訂單、配送地址和支付狀態(tài)。設(shè)計合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，實現(xiàn)訂單的快速處理和配送優(yōu)化。2、（本題10分）一個大型企業(yè)的人力資源管理系統(tǒng)需要對員工的績效評估和培訓(xùn)記錄進行管理。員工信息包括員工編號、姓名、績效評估、培訓(xùn)課程等。這些信息以優(yōu)先隊列的形式存儲。請