自覺(jué)遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無(wú)效密自覺(jué)遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無(wú)效密封線第1頁(yè)，共2頁(yè)香格里拉職業(yè)學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法》2024-2025學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級(jí)_______學(xué)號(hào)_______姓名_______題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共30個(gè)小題，每小題1分，共30分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、設(shè)計(jì)一個(gè)帶通有源濾波器電路，中心頻率為1kHz，帶寬為200Hz，通帶增益為5倍，通帶波紋小于0.8dB，阻帶衰減不小于40dB，輸入信號(hào)頻率范圍為0-2kHz。2、設(shè)計(jì)一個(gè)基于ADC和微控制器的溫度巡檢系統(tǒng)，能夠同時(shí)測(cè)量多個(gè)點(diǎn)的溫度，并在顯示屏上顯示。3、考慮一個(gè)在線考試系統(tǒng)，需要存儲(chǔ)大量的試題，并能夠根據(jù)試題的類型、難度等屬性進(jìn)行快速的檢索和排序。同時(shí)，系統(tǒng)要支持試題的添加、修改和刪除操作。在這種情況下，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最佳的選擇？（）A.堆，便于快速排序和獲取極值試題B.字典樹，適合對(duì)字符串類型的試題進(jìn)行高效存儲(chǔ)和檢索C.平衡二叉樹，保持平衡以提高查找效率D.環(huán)形鏈表，實(shí)現(xiàn)試題的循環(huán)展示和操作4、設(shè)計(jì)一個(gè)溫度傳感器網(wǎng)絡(luò)電路，能夠?qū)⒍鄠€(gè)溫度傳感器連接起來(lái)，組成一個(gè)溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，并且具有數(shù)據(jù)傳輸和顯示功能。5、設(shè)計(jì)一個(gè)低通濾波器電路，截止頻率為1kHz，通帶波紋小于1dB，阻帶衰減大于40dB，采用無(wú)源或有源濾波器實(shí)現(xiàn)，并比較兩者的優(yōu)缺點(diǎn)。6、設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)字圖像去噪系統(tǒng)，能夠有效去除圖像中的噪聲，給出系統(tǒng)設(shè)計(jì)和去噪效果分析。7、設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)字信號(hào)處理的圖像識(shí)別系統(tǒng)，能夠識(shí)別特定的物體或圖案。8、設(shè)計(jì)一個(gè)基于無(wú)線通信技術(shù)的智能環(huán)境監(jiān)測(cè)站，能夠監(jiān)測(cè)溫度、濕度、氣壓、風(fēng)速等多種環(huán)境參數(shù)。9、根據(jù)通信原理，設(shè)計(jì)一個(gè)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)傳感器數(shù)據(jù)的匯聚和轉(zhuǎn)發(fā)。10、在排序算法中，冒泡排序是一種簡(jiǎn)單的排序方法。關(guān)于冒泡排序的原理和特點(diǎn)，以下描述哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.冒泡排序通過(guò)反復(fù)比較相鄰的元素并交換位置，將最大的元素逐步“冒泡”到數(shù)組的末尾B.冒泡排序在最壞情況下的時(shí)間復(fù)雜度為O(n^2)，在最好情況下的時(shí)間復(fù)雜度為O(n)C.冒泡排序是一種穩(wěn)定的排序算法，即相同元素的相對(duì)順序在排序前后保持不變D.冒泡排序的空間復(fù)雜度為O(n)，需要額外的輔助空間來(lái)完成排序11、對(duì)于一個(gè)具有n個(gè)節(jié)點(diǎn)的AVL樹，其平均查找長(zhǎng)度的量級(jí)為？（）A.O(1)B.O(logn)C.O(n)D.O(nlogn)12、對(duì)于一個(gè)有n個(gè)頂點(diǎn)的無(wú)向圖，如果采用鄰接矩陣存儲(chǔ)，其空間復(fù)雜度為？（）A.O(n)B.O(nlogn)C.O(n^2)D.O(n^3)13、在圖的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)中，鄰接矩陣和鄰接表各有優(yōu)缺點(diǎn)，以下關(guān)于它們的比較，錯(cuò)誤的是：（）A.鄰接矩陣適合表示稠密圖，存儲(chǔ)空間開銷較大；鄰接表適合表示稀疏圖，存儲(chǔ)空間較節(jié)省B.對(duì)于判斷兩個(gè)節(jié)點(diǎn)是否有邊相連，鄰接矩陣的效率高于鄰接表C.在進(jìn)行圖的遍歷操作時(shí)，鄰接表的效率總是高于鄰接矩陣D.鄰接矩陣的空間復(fù)雜度為O(n^2)，鄰接表的空間復(fù)雜度與邊的數(shù)量有關(guān)14、設(shè)計(jì)一個(gè)電子秤電路，能夠測(cè)量物體的重量，測(cè)量范圍為0kg到10kg，精度為±0.01kg。15、設(shè)計(jì)一個(gè)基于霍爾傳感器的電機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)測(cè)量電機(jī)的轉(zhuǎn)速，精度達(dá)到1rpm。16、假設(shè)要實(shí)現(xiàn)一個(gè)可以快速合并多個(gè)有序鏈表的算法，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能會(huì)被用到？（）A.堆，通過(guò)堆來(lái)選擇合并的元素B.棧，存儲(chǔ)鏈表節(jié)點(diǎn)進(jìn)行合并操作C.隊(duì)列，輔助合并過(guò)程中的元素存儲(chǔ)和取出D.數(shù)組，存儲(chǔ)鏈表數(shù)據(jù)后進(jìn)行合并17、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路中的可編程邏輯陣列（PLA）實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù)的方案，分析資源利用率。18、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，棧是一種特殊的線性表，遵循先進(jìn)后出的原則。假設(shè)一個(gè)程序需要對(duì)一系列操作進(jìn)行逆序處理，例如計(jì)算表達(dá)式的值或者實(shí)現(xiàn)函數(shù)調(diào)用的嵌套。以下哪種應(yīng)用場(chǎng)景最適合使用棧這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（）A.按照優(yōu)先級(jí)對(duì)任務(wù)進(jìn)行排序B.存儲(chǔ)一組無(wú)序的整數(shù)并進(jìn)行快速查找C.模擬瀏覽器的前進(jìn)和后退功能D.實(shí)現(xiàn)一個(gè)優(yōu)先隊(duì)列19、利用電力電子技術(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)逆變電路，將直流電源轉(zhuǎn)換為交流電源，輸出符合特定要求的電壓和頻率。20、堆是一種特殊的樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，分為大頂堆和小頂堆。大頂堆的每個(gè)節(jié)點(diǎn)的值都大于或等于其子節(jié)點(diǎn)的值。在將一組無(wú)序的數(shù)據(jù)構(gòu)建成大頂堆時(shí)，以下關(guān)于構(gòu)建過(guò)程的描述，正確的是：（）A.從葉子節(jié)點(diǎn)開始，逐步向上調(diào)整B.從根節(jié)點(diǎn)開始，逐步向下調(diào)整C.隨機(jī)選擇節(jié)點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整D.不需要進(jìn)行調(diào)整，直接就是大頂堆21、在樹的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)中，除了二叉樹，還有多叉樹。假設(shè)一個(gè)多叉樹的每個(gè)節(jié)點(diǎn)的孩子節(jié)點(diǎn)數(shù)量不確定，以下哪種存儲(chǔ)方式可能更靈活（）A.雙親表示法B.孩子表示法C.孩子兄弟表示法D.以上方式都不靈活22、設(shè)計(jì)一個(gè)基于DSP的語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)，能夠識(shí)別特定的語(yǔ)音指令，給出算法原理和代碼實(shí)現(xiàn)。23、設(shè)計(jì)一個(gè)光纖通信系統(tǒng)中光纖的選型方案，考慮傳輸距離、帶寬和成本等因素，進(jìn)行性能和成本評(píng)估。24、假設(shè)要實(shí)現(xiàn)一個(gè)優(yōu)先級(jí)隊(duì)列，其中元素的優(yōu)先級(jí)可以動(dòng)態(tài)改變。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和操作組合最適合？（）A.最大堆和堆調(diào)整操作B.最小堆和堆刪除操作C.鏈表和排序操作D.數(shù)組和插入排序操作25、設(shè)計(jì)一個(gè)基于Wi-Fi的智能家居網(wǎng)關(guān)，能夠?qū)崿F(xiàn)不同智能家居設(shè)備之間的互聯(lián)互通和集中控制。26、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化中，有多種方法可以提高性能。假設(shè)我們正在優(yōu)化一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。以下關(guān)于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.選擇合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法是優(yōu)化的基礎(chǔ)B.利用緩存局部性原理可以提高數(shù)據(jù)訪問(wèn)的效率C.過(guò)度的優(yōu)化可能會(huì)導(dǎo)致代碼的復(fù)雜性增加，反而降低了可維護(hù)性D.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化只需要考慮時(shí)間復(fù)雜度的降低，空間復(fù)雜度可以忽略27、設(shè)計(jì)一個(gè)高通橢圓濾波器電路，截止頻率為500Hz，通帶波紋小于0.3dB，阻帶衰減不小于50dB，輸入信號(hào)頻率范圍為0-1kHz。28、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電壓表擴(kuò)展電路，能夠增加電壓表的測(cè)量范圍和精度，并且具有自動(dòng)量程切換功能。29、當(dāng)使用樹結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)時(shí)，平衡二叉樹是為了保證樹的高度平衡，從而提高查找效率。假設(shè)一個(gè)平衡二叉樹由于插入操作導(dǎo)致失衡，以下哪種調(diào)整方法可以恢復(fù)平衡（）A.旋轉(zhuǎn)操作B.重新構(gòu)建整棵樹C.忽略失衡，繼續(xù)進(jìn)行操作D.以上方法都不行30、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，哈希表是一種用于快速查找的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。以下關(guān)于哈希表的描述，不準(zhǔn)確的是：（）A.哈希表通過(guò)哈希函數(shù)將關(guān)鍵字映射到表中的特定位置，實(shí)現(xiàn)快速查找B.哈希表的查找、插入和刪除操作的平均時(shí)間復(fù)雜度都接近O(1)C.哈希沖突是指不同的關(guān)鍵字通過(guò)哈希函數(shù)映射到了相同的位置，解決哈希沖突的方法有開放地址法和鏈地址法等D.哈希表的性能不受哈希函數(shù)的選擇和表的裝填因子的影響二、綜合題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）一個(gè)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(jì)合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，實(shí)現(xiàn)訂單的快速處理和配送優(yōu)化。2、（本題5分）假設(shè)一個(gè)視頻網(wǎng)站需要存儲(chǔ)大量的視頻信息和用戶的觀看記錄，視頻信息包括視頻ID、視頻名稱、時(shí)長(zhǎng)、上傳者、分類等，觀看記錄包括用戶ID、視頻ID、觀看時(shí)間、觀看進(jìn)度等。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)管理這些數(shù)據(jù)，能夠快速查找視頻、推薦相關(guān)視頻、統(tǒng)計(jì)視頻的觀看次數(shù)，并分析用戶的觀看偏好。3、（本題5分）一個(gè)物流配送中心需要對(duì)貨物的運(yùn)輸路徑進(jìn)行規(guī)劃，已知各個(gè)城市之間的距離和運(yùn)輸成本。設(shè)計(jì)一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，能夠找到從起始城市到目標(biāo)城市的最短路徑和最低成本路徑。4、（本題5分）某公司的人力資源管理系統(tǒng)需要存儲(chǔ)員工的培訓(xùn)記錄，如員工編號(hào)、培訓(xùn)課程、培訓(xùn)時(shí)間、培訓(xùn)成績(jī)等。系統(tǒng)要能夠快速查找特定員工的培訓(xùn)記錄、按照培訓(xùn)成績(jī)對(duì)員工進(jìn)行排序、新增培訓(xùn)記錄、修改培訓(xùn)信息、刪除無(wú)效記錄。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)合理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，并提供代碼實(shí)現(xiàn)和性能分析。5、（本題5分）某企業(yè)的員工績(jī)效考核系統(tǒng)需要記錄員工的工作任務(wù)、完成情況、績(jī)效得分、考核評(píng)語(yǔ)等信息。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)績(jī)效考核的流程管理，支持考核數(shù)據(jù)的錄入、統(tǒng)計(jì)和分析，能夠?yàn)槠髽I(yè)提供員工績(jī)效的綜合評(píng)估和發(fā)展建議。三、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）詳細(xì)闡述在圖的深度優(yōu)先遍歷算法中，如何使用遞歸和非遞歸的方式實(shí)現(xiàn)，以及如何避免重復(fù)訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)。2、（本題5分）簡(jiǎn)述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中棧的定義、特點(diǎn)及基本操作，并舉例說(shuō)明棧在實(shí)際中的應(yīng)用。3、（本題5分）分析在字符串匹配中，如何利用位運(yùn)算提