自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密封線第2頁，共2頁四川工商學(xué)院

《數(shù)據(jù)分析與數(shù)據(jù)挖掘》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級_______學(xué)號_______姓名_______題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共20個小題，每小題1分，共20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)計一個電子指南針電路，能夠指示方向，精度為±1°，并且具有校準(zhǔn)功能。2、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用中，?？梢杂糜趯崿F(xiàn)表達(dá)式求值。以下關(guān)于棧在表達(dá)式求值中的作用，正確的是：（）A.棧用于存儲操作數(shù)，按照先進(jìn)后出的原則進(jìn)行計算B.棧用于存儲運(yùn)算符，根據(jù)優(yōu)先級進(jìn)行計算C.棧在表達(dá)式求值中作用不大，主要依靠復(fù)雜的算法來實現(xiàn)D.表達(dá)式求值不需要使用棧，直接按照順序計算即可3、插入排序是一種簡單直觀的排序算法。關(guān)于插入排序的工作方式，以下描述哪一項是不正確的？（）A.插入排序?qū)⒋判虻脑刂饌€插入到已排序的部分中，從而逐步完成排序B.插入排序在最壞情況下的時間復(fù)雜度為O(n^2)，在最好情況下的時間復(fù)雜度為O(n)C.插入排序是一種穩(wěn)定的排序算法，相同元素的相對順序在排序前后不會改變D.插入排序的空間復(fù)雜度較高，通常需要額外的O(n)空間來完成排序4、在一個圖像處理軟件中，需要對圖像的像素數(shù)據(jù)進(jìn)行操作，如快速找到相鄰像素的最大值、最小值等，并能夠高效地進(jìn)行區(qū)域填充。對于這樣的圖像數(shù)據(jù)處理需求，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最有用的？（）A.二維數(shù)組，直接對應(yīng)圖像的像素矩陣B.二叉樹，對像素值進(jìn)行排序和查找C.圖，表示像素之間的關(guān)系D.哈希表，快速定位特定像素的信息5、在一個字符串處理程序中，需要快速判斷一個字符串是否是另一個字符串的子串。以下哪種算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的組合可能是最有效的？（）A.暴力匹配算法，使用數(shù)組存儲字符串B.KMP算法，基于有限自動機(jī)原理C.哈希算法，將字符串映射為哈希值D.二分查找算法，在有序字符串中查找6、在樹結(jié)構(gòu)中，二叉樹是一種重要的類型。假設(shè)我們正在研究一個滿二叉樹。以下關(guān)于二叉樹的描述，哪一項是不準(zhǔn)確的？（）A.滿二叉樹的葉子節(jié)點都在同一層，且非葉子節(jié)點都有兩個子節(jié)點B.二叉樹的遍歷方式包括前序遍歷、中序遍歷和后序遍歷，它們的時間復(fù)雜度相同C.二叉查找樹的左子樹中的節(jié)點值均小于根節(jié)點值，右子樹中的節(jié)點值均大于根節(jié)點值D.平衡二叉樹在插入和刪除節(jié)點時不需要進(jìn)行調(diào)整，始終保持平衡狀態(tài)7、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是計算機(jī)存儲、組織數(shù)據(jù)的方式，對算法的效率和程序的性能有著重要影響。以下關(guān)于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的描述，哪一項是不準(zhǔn)確的？（）A.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以分為線性結(jié)構(gòu)和非線性結(jié)構(gòu)，如數(shù)組、鏈表屬于線性結(jié)構(gòu)，而樹和圖屬于非線性結(jié)構(gòu)B.選擇合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)取決于具體的應(yīng)用場景和操作需求，例如頻繁的插入和刪除操作可能更適合使用鏈表C.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計目標(biāo)通常包括節(jié)省存儲空間、提高操作效率和便于數(shù)據(jù)的管理與維護(hù)D.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)一旦確定，就不能根據(jù)實際情況進(jìn)行修改和優(yōu)化，否則會導(dǎo)致程序出現(xiàn)嚴(yán)重錯誤8、在一個具有n個節(jié)點的二叉排序樹中，查找一個特定元素的平均時間復(fù)雜度為：（）A.O(n)B.O(logn)C.O(nlogn)D.O(n^2)9、考慮用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)一個表達(dá)式求值的算法，例如計算中綴表達(dá)式的值。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)組合可能是最有效的（）A.棧和隊列B.棧和二叉樹C.隊列和哈希表D.棧和鏈表10、并查集是一種用于處理集合合并和查詢的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。對于并查集的操作，以下描述哪一項是不正確的？（）A.可以快速判斷兩個元素是否屬于同一個集合B.合并兩個集合的操作時間復(fù)雜度為O(n)，其中n是集合中的元素數(shù)量C.通過路徑壓縮和按秩合并等優(yōu)化方法可以提高并查集的效率D.并查集常用于解決圖的連通性問題和動態(tài)集合管理問題11、在圖的遍歷算法中，深度優(yōu)先搜索（DFS）和廣度優(yōu)先搜索（BFS）是兩種基本方法。關(guān)于這兩種算法，以下描述哪一項是不正確的？（）A.DFS從起始節(jié)點開始，沿著一條路徑盡可能深地訪問節(jié)點，然后回溯B.BFS從起始節(jié)點開始，逐層地訪問相鄰節(jié)點C.DFS和BFS的時間復(fù)雜度均與圖的節(jié)點數(shù)量和邊的數(shù)量有關(guān)，通常為O(n+m)，其中n是節(jié)點數(shù)量，m是邊的數(shù)量D.DFS適合用于查找最短路徑，BFS適合用于判斷圖是否連通12、設(shè)計一個射頻電路中的功率放大器，工作在特定頻段，具有較高的輸出功率和效率，進(jìn)行穩(wěn)定性分析。13、設(shè)計一個簡單的數(shù)字電壓表，能夠測量0-50V的直流電壓，精度達(dá)到0.1V，并用液晶顯示屏顯示測量結(jié)果。14、考慮一個航班預(yù)訂系統(tǒng)，需要存儲不同航班的信息，包括航班號、起降時間、座位數(shù)量等，并能夠快速地根據(jù)航班號、起降地點等條件進(jìn)行查詢和預(yù)訂操作。在這種情況下，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法的組合可能是最優(yōu)的？（）A.二分查找算法和二叉搜索樹B.哈希表和線性探測解決沖突C.冒泡排序和鏈表D.選擇排序和數(shù)組15、設(shè)計一個衛(wèi)星通信系統(tǒng)中的雨衰補(bǔ)償電路，提高系統(tǒng)在惡劣天氣條件下的通信性能。16、插入排序也是一種基本的排序算法。關(guān)于插入排序的特點，以下描述正確的是：（）A.插入排序在每次迭代中，將待排序元素插入到已排序部分的合適位置B.插入排序在最壞情況下的時間復(fù)雜度為O(nlogn)，優(yōu)于冒泡排序C.插入排序是一種不穩(wěn)定的排序算法，可能改變相同元素的相對順序D.插入排序適用于大規(guī)模數(shù)據(jù)的排序，效率很高17、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的研究中，算法分析是重要的環(huán)節(jié)。以下關(guān)于算法分析方法的描述，錯誤的是：（）A.可以通過數(shù)學(xué)推導(dǎo)計算算法的時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度B.可以通過實驗測試來評估算法在不同規(guī)模輸入下的性能C.算法分析只需要關(guān)注平均情況，不需要考慮最壞情況D.可以通過對比不同算法的性能來選擇最優(yōu)算法18、考慮一個搜索引擎的索引構(gòu)建過程，需要對大量的網(wǎng)頁內(nèi)容進(jìn)行分詞、索引和存儲，以便能夠快速地根據(jù)用戶的查詢關(guān)鍵詞返回相關(guān)的網(wǎng)頁。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法常用于搜索引擎的索引構(gòu)建和查詢處理？（）A.倒排索引和分詞算法B.正排索引和冒泡排序C.索引鏈表和選擇排序D.索引數(shù)組和插入排序19、基于通信原理設(shè)計一個數(shù)字通信系統(tǒng)，包括信源編碼、信道編碼、調(diào)制解調(diào)等模塊，給出系統(tǒng)性能評估。20、數(shù)組是一種常見的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，具有固定的大小和連續(xù)的存儲方式。以下關(guān)于數(shù)組的描述，錯誤的是：（）A.數(shù)組可以通過下標(biāo)快速訪問元素，但插入和刪除元素時可能需要移動大量元素，效率較低B.多維數(shù)組在內(nèi)存中也是連續(xù)存儲的，通過計算偏移量可以快速定位元素C.數(shù)組的長度在創(chuàng)建后不能改變，若要動態(tài)改變數(shù)組大小，需要重新分配內(nèi)存并復(fù)制元素D.數(shù)組適用于元素數(shù)量固定且操作主要為查找的情況，對于頻繁插入和刪除的應(yīng)用不太合適，且其空間利用率總是最優(yōu)的二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）數(shù)組的切片操作是如何實現(xiàn)的？有哪些注意事項？2、（本題5分）詳細(xì)闡述在一個具有n個頂點的無向圖中，如何判斷其是否為連通圖，并給出相應(yīng)的算法。3、（本題5分）論述在并查集的擴(kuò)展應(yīng)用中，如何解決動態(tài)集合的合并和查詢問題。4、（本題5分）深入分析在具有n個頂點的無向圖中，如何計算每個頂點的度，并給出時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度的分析。5、（本題5分）論述在貪心算法的應(yīng)用中，如何處理具有多個約束條件的問題。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，用鄰接表表示一個有向圖，計算圖中每個頂點的強(qiáng)連通分量。2、（本題5分）使用鏈表和克魯斯卡爾算法，設(shè)計一個程序，為一個通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建最小成本的連接方案。3、（本題5分）詳細(xì)設(shè)計B樹中節(jié)點插入導(dǎo)致上溢的處理算法，進(jìn)行實際測試。4、（本題5分）使用棧結(jié)構(gòu)設(shè)計一個程序，檢查一個字符串中的括號匹配并輸出錯誤位置。5、（本題5分）使用棧結(jié)構(gòu)設(shè)計一個程序，判斷一個表達(dá)式中的運(yùn)算符優(yōu)先級是否正確。四、綜合題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）一家快遞公司需要管理大量的快遞包裹信息，包括包裹單號、發(fā)件人信息、收件人信息、重量、運(yùn)輸狀態(tài)等。請設(shè)計合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲這些包裹數(shù)據(jù)，實現(xiàn)包裹的快速錄入、跟蹤查詢、狀態(tài)更新，以及統(tǒng)計不同地區(qū)的包裹數(shù)量和運(yùn)輸情況。2、（本題10分）某公司的員工管理系統(tǒng)需要存儲員工的個人信息，如姓名、工號、部門、職位、薪資等。請設(shè)計合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲員