自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共2頁益陽職業(yè)技術(shù)學院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)編程實踐》2024-2025學年第一學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______題號一二三四總分得分一、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、利用射頻技術(shù)設(shè)計一個無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)設(shè)備，實現(xiàn)傳感器節(jié)點與上位機之間的數(shù)據(jù)通信和協(xié)議轉(zhuǎn)換。2、設(shè)計一個具有自動切換功能的電源系統(tǒng)，能夠在市電和備用電源之間自動切換，保證設(shè)備的正常供電，包括電路設(shè)計和控制邏輯。3、假設(shè)在一個在線游戲的多人對戰(zhàn)匹配系統(tǒng)中，需要根據(jù)玩家的等級和技能水平進行快速匹配，以保證游戲的公平性和趣味性。為了實現(xiàn)高效的匹配過程，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法可能會被運用？（）A.快速排序結(jié)合二分查找B.冒泡排序結(jié)合線性搜索C.歸并排序結(jié)合哈希表D.桶排序結(jié)合雙向鏈表4、運用電子電路知識，設(shè)計一個具有過流保護和短路保護功能的直流電源電路。5、設(shè)計一個基于單片機的智能小車控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)小車的前進、后退、轉(zhuǎn)彎、調(diào)速等功能，并具備避障功能。6、設(shè)計一個基于光電二極管和運放的光功率測量系統(tǒng)，能夠測量不同波長的光功率。7、設(shè)計一個數(shù)字音頻處理中的音頻均衡器參數(shù)自動調(diào)整系統(tǒng)，分析調(diào)整效果。8、對于一個用鏈表表示的隊列，若隊頭指針為front，隊尾指針為rear，在進行入隊操作時，新節(jié)點應(yīng)插入在？（）A.front之前B.rear之后C.front和rear之間D.任意位置9、當使用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)緩存時，LRU（LeastRecentlyUsed）策略是一種常見的淘汰算法。假設(shè)一個緩存容量有限，需要不斷替換元素。以下關(guān)于LRU策略的實現(xiàn)，哪個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最適合的（）A.棧B.隊列C.哈希表D.雙向鏈表10、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11、在一個需要對一組數(shù)據(jù)進行去重操作的場景中，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以有效地實現(xiàn)這個功能？（）A.集合，自動去除重復(fù)元素B.數(shù)組，需要額外的算法進行去重C.鏈表，去重操作復(fù)雜且效率低D.棧，不適合進行去重操作12、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用中，?？梢杂糜诒磉_式求值。以下關(guān)于棧在表達式求值中的應(yīng)用，說法不正確的是（）A.可以將中綴表達式轉(zhuǎn)換為后綴表達式，然后利用棧進行求值B.?？梢员４娌僮鲾?shù)和運算符，按照運算規(guī)則進行計算C.對于復(fù)雜的表達式，棧的使用可以簡化求值過程D.棧在表達式求值中只能用于中綴表達式，不能用于后綴表達式13、設(shè)計一個基于霍爾傳感器的電機轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)，能夠準確測量電機的轉(zhuǎn)速，并將轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)實時顯示。14、設(shè)計一個基于PLC的工業(yè)機器人控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)機器人的運動軌跡規(guī)劃、動作控制和故障診斷功能。15、假設(shè)正在實現(xiàn)一個緩存系統(tǒng)，需要存儲最近訪問過的數(shù)據(jù)，當緩存滿時刪除最久未使用的數(shù)據(jù)。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和策略可以用于實現(xiàn)這個緩存？（）A.隊列，先進先出刪除數(shù)據(jù)B.棧，后進先出刪除數(shù)據(jù)C.鏈表結(jié)合LRU（最近最少使用）策略D.數(shù)組，隨機刪除數(shù)據(jù)16、設(shè)計一個數(shù)字頻率計多功能顯示電路，能夠同時顯示頻率、周期、占空比等參數(shù)，并且具有圖形顯示功能。17、對一組數(shù)據(jù)進行排序，以下哪種排序算法在最壞情況下的時間復(fù)雜度最低？（）A.冒泡排序B.插入排序C.選擇排序D.歸并排序18、設(shè)計一個基于數(shù)字信號處理器（DSP）的圖像邊緣檢測系統(tǒng)，能夠快速準確地檢測出圖像的邊緣信息。19、遞歸是一種編程技術(shù)，在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法中經(jīng)常用到。以下關(guān)于遞歸的描述，錯誤的是：（）A.遞歸函數(shù)直接或間接調(diào)用自身B.遞歸算法通常比非遞歸算法更簡潔易懂C.遞歸算法的執(zhí)行效率總是高于非遞歸算法D.遞歸在處理某些問題時，如樹和圖的遍歷，非常方便20、采用模擬電子技術(shù)設(shè)計一個寬帶放大器，能夠在較寬的頻率范圍內(nèi)實現(xiàn)信號放大。21、設(shè)計一個集成電路測試中的功能測試向量生成方案，提高測試覆蓋率和準確性。22、設(shè)計一個基于傳感器的智能車位檢測系統(tǒng)，能夠?qū)崟r檢測車位的占用情況，并將信息顯示在顯示屏上。23、在排序算法中，選擇排序是一種簡單的排序方法，以下關(guān)于選擇排序的描述，正確的是：（）A.選擇排序在每一輪選擇未排序部分的最小元素，與當前位置的元素交換B.選擇排序在最好和最壞情況下的時間復(fù)雜度都是O(nlogn)C.選擇排序是一種穩(wěn)定的排序算法，不會改變相同元素的相對順序D.選擇排序的空間復(fù)雜度較高，需要額外的大量輔助空間24、設(shè)計一個基于圖像傳感器的車牌識別系統(tǒng)，能夠自動識別車牌號碼，并將識別結(jié)果進行輸出和存儲。25、字符串在計算機程序中經(jīng)常被處理。假設(shè)我們正在對兩個字符串進行操作。以下關(guān)于字符串的描述，哪一項是不準確的？（）A.字符串的存儲方式可以是字符數(shù)組或字符指針B.字符串的比較可以通過逐個字符比較來實現(xiàn)C.字符串的常見操作包括查找、替換、拼接等，它們的時間復(fù)雜度通常與字符串的長度成正比D.所有的字符串操作算法的時間復(fù)雜度都是最優(yōu)的，無法進一步優(yōu)化二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）闡述如何在一個具有n個元素的數(shù)組中，找出出現(xiàn)次數(shù)超過一半的元素，分析所使用的算法和時間復(fù)雜度。2、（本題5分）論述在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的實際應(yīng)用中，如何結(jié)合多種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)解決復(fù)雜問題，例如圖和樹的結(jié)合。3、（本題5分）詳細說明在并查集的改進中，除了路徑壓縮，還有哪些優(yōu)化方法可以提高性能。4、（本題5分）解釋線段樹在處理大規(guī)模數(shù)據(jù)時的并行化策略和實現(xiàn)方法。三、設(shè)計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計一個程序，使用Kruskal算法構(gòu)建給定無向圖的最小生成樹，輸出生成樹的邊。2、（本題5分）設(shè)計一個程序，利用圖的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表示物流網(wǎng)絡(luò)中的風險評估系統(tǒng)，實現(xiàn)運輸風險的評估和路徑優(yōu)化功能。3、（本題5分）設(shè)計一個算法，在字符串中查找最長不重復(fù)子串，輸出子串和長度。4、（本題5分）設(shè)計一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用于存儲健身房會員的信息，包括會員姓名、會員類型、到期時間等，支持會員的續(xù)費和查詢。5、（本題5分）設(shè)計一個算法，利用哈希表存儲圖書信息（包括書名、作者、出版社），實現(xiàn)查找和刪除操作。四、綜合題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）某在線論壇需要對帖子和回復(fù)進行管理。帖子和回復(fù)以雙向鏈表的形式存儲。請設(shè)計算法實現(xiàn)以下功能：（1）按照發(fā)布時間順序輸出帖子和回復(fù)；（2）將熱門帖子置頂；（3）刪除某個違規(guī)的帖子或回復(fù)；（4）統(tǒng)計每個帖子的回復(fù)數(shù)量。分析算法的時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。2、（本題10分）一個在線旅游預(yù)訂系統(tǒng)需要管理旅游線路、景點、酒店、游客預(yù)訂信息等。設(shè)計一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲這些信息，實現(xiàn)旅游線路和景點的添加、刪除、查找和修改，酒店的預(yù)訂和評價管理，游客預(yù)訂信息的存儲和處理，并能夠根據(jù)游客的需求推薦合適的旅游線路和酒店。3、（本