湖北科技学院《数据结构》2021-2022学年第一学期期末试卷

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2021-2022学年第一学期期末试卷题号一二三四总分得分一、单选题（本大题共20个小题，每小题2分，共40分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．）1、在一个数据压缩算法中，需要构建一个频率表来统计字符出现的频率。以下哪种数据结构最适合存储字符及其频率信息？（）A.二叉树，根据频率构建B.哈希表，快速查找字符频率C.栈，按顺序存储频率D.队列，先进先出处理字符2、设计一个音频放大器失真补偿电路，能够对放大器的失真进行补偿，提高音频质量。3、设计一个射频电路中的滤波器性能优化方案，包括带宽、插入损耗和带外抑制等指标。4、设计一个数字图像处理中的图像压缩质量评估系统，包括客观和主观评估指标的测量。5、在数据结构的应用中，图算法有着广泛的用途。假设我们正在使用图算法解决问题。以下关于图算法的描述，哪一项是不准确的？（）A.最短路径算法（如Dijkstra算法和Floyd算法）可以用于求解图中两点之间的最短路径B.最小生成树算法（如Prim算法和Kruskal算法）可以用于构建图的最小代价连通子图C.拓扑排序算法可以用于判断一个有向图是否存在环D.所有的图算法的时间复杂度都相同，与图的类型和规模无关6、在数据结构中，栈是一种特殊的线性表，遵循先进后出的原则。假设一个程序需要对一系列操作进行逆序处理，例如计算表达式的值或者实现函数调用的嵌套。以下哪种应用场景最适合使用栈这种数据结构（）A.按照优先级对任务进行排序B.存储一组无序的整数并进行快速查找C.模拟浏览器的前进和后退功能D.实现一个优先队列7、设计一个基于数字图像处理的车牌识别停车场管理系统，实现车辆的自动识别和出入管理。8、设计一个音频前置放大器电路，具有低噪声和高增益，给出电路结构和参数选择。9、在一个密码学应用中，需要对大量的明文进行加密处理，并快速地查找和匹配特定的密文。为了提高加密和解密的效率以及数据的存储和检索性能，以下哪种数据结构可能是最适用的？（）A.加密链表，对节点进行加密存储B.加密二叉搜索树，保证数据的安全性和查找效率C.加密哈希表，快速定位密文D.加密栈，按照顺序存储加密数据10、设计一个基于单片机的智能小车控制系统，能够实现小车的前进、后退、转弯、调速等功能，并具备避障功能。11、哈希表在解决冲突时有多种方法。关于解决哈希冲突的方法，以下描述哪一项是不正确的？（）A.开放寻址法通过在哈希表中寻找空闲位置来解决冲突B.链地址法将冲突的元素存储在链表中C.再哈希法通过更换哈希函数来减少冲突D.无论采用哪种解决冲突的方法，哈希表的查找效率都不会受到影响12、设计一个基于无线通信技术的智能农业灌溉控制系统，能够根据土壤湿度和气象条件自动控制灌溉水量和时间。13、设计一个模拟电子琴的电路，能够通过按键产生不同频率的声音，模拟钢琴的基本音阶。14、采用模拟电子技术设计一个直流电机调速系统，能够通过改变输入电压实现电机转速的调节，并保证系统的稳定性。15、在排序算法的稳定性方面，插入排序是一种稳定的排序算法。这意味着在排序过程中（）A.相同元素的相对顺序不会改变B.排序速度较快C.不需要额外的存储空间D.以上都不是16、在图的存储和遍历中，深度优先遍历和广度优先遍历可以用于判断图是否连通。以下关于连通性判断的叙述中，不正确的是（）A.如果从某个顶点出发能够遍历到图中的所有顶点，则图是连通的B.对于无向图，深度优先遍历和广度优先遍历的结果相同，都能判断连通性C.对于有向图，深度优先遍历和广度优先遍历的结果可能不同，需要综合判断连通性D.无论图的存储方式如何，深度优先遍历和广度优先遍历判断连通性的时间复杂度相同17、设计一个数字信号处理器（DSP）音频处理电路，能够实现音频信号的混音、特效等处理功能。18、跳表是一种基于链表的数据结构。关于跳表的特点，以下描述哪一项是不正确的？（）A.跳表通过在链表中增加多层索引来提高查找效率B.插入和删除操作在平均情况下的时间复杂度为O(logn)C.跳表的空间复杂度比普通链表高，但低于平衡二叉搜索树D.跳表的性能不受数据分布的影响，始终保持较好的查找效率19、设计一个基于模拟开关的音频切换系统，实现多个音频输入源的选择切换和输出。20、假设正在设计一个公交换乘系统，需要存储各个公交站点之间的线路和换乘信息，并且能够快速规划出最优的换乘路线。以下哪种数据结构和算法可能是最有用的？（）A.图结构，结合迪杰斯特拉算法求解最短路径B.树结构，通过深度优先搜索规划路线C.链表，顺序存储换乘信息D.哈希表，快速查找站点之间的连接二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）解释什么是斐波那契堆，并说明其特点和应用场景。2、（本题5分）论述在二叉树的平衡调整中，如何通过平衡因子的动态计算来决定调整策略。3、（本题5分）对于一个具有n个元素的数组，如何使用冒泡排序算法找出数组中的最大和最小元素？三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）设计一个程序，实现对二叉搜索树的高度计算功能，输入一棵二叉搜索树输出其高度。2、（本题5分）设计一个程序，使用后缀数组进行文本相似度的比较。3、（本题5分）设计一个数据结构和算法，用于管理一个停车场的无障碍车位分配系统，优先满足特殊需求用户。4、（本题5分）设计一个算法，计算一个图的直径（即任意两个顶点之间的最长距离）。5、（本题5分）设计一个程序，将给定的无序数组构建为一个最大堆，输出构建后的堆。四、综合题（本大题共2个小题，共20分)1、（本题10分）某银行的账户管理系统需要对客户的账户信息进行高效处理。账户信息包括账户编号、客户姓名、余额、交易记录等。考虑使用AVL树来存储这些信息。请设计算法实现以下功能：（1）开户，插入新账户信息；（2）销户，删除指定账户信息；（3）查询账户余额；（4）按照交易金额对账户进行排序。分析所设计算法的时间复杂度和空间