湖北商贸学院《数据结构与算法》2023-2024学年第一学期期末试卷

学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号…………密…………封…………线…………内…………不…………要…………答…………题…………第1页，共3页湖北商贸学院《数据结构与算法》

2023-2024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、根据传感器技术，设计一个用于工业环境的粉尘浓度监测系统，及时预警粉尘超标情况。2、假设在一个在线游戏的多人对战匹配系统中，需要根据玩家的等级和技能水平进行快速匹配，以保证游戏的公平性和趣味性。为了实现高效的匹配过程，以下哪种数据结构和算法可能会被运用？（）A.快速排序结合二分查找B.冒泡排序结合线性搜索C.归并排序结合哈希表D.桶排序结合双向链表3、设计一个数字音频处理中的音频降噪系统，分析降噪效果和对音质的影响。4、设计一个基于无线传感器网络的农田环境监测系统，监测土壤湿度、温度、酸碱度等参数，实现数据的汇聚和远程传输。5、在图的遍历算法中，深度优先搜索和广度优先搜索是两种常见的方法。以下关于这两种算法的描述，正确的是：（）A.深度优先搜索总是先访问距离起始节点最近的未访问节点B.广度优先搜索使用栈来保存待访问节点，深度优先搜索使用队列C.对于同一个图和起始节点，深度优先搜索和广度优先搜索得到的遍历结果一定不同D.深度优先搜索适合用于查找图中的连通分量，广度优先搜索适合用于求解最短路径问题6、设计一个基于DSP的语音处理系统，能够实现语音的采集、编码、解码和播放，给出系统的硬件架构和软件算法流程。7、设计一个基于单片机的水质监测系统，能够实时监测水中的溶解氧、pH值、电导率等参数，并通过GPRS模块将数据上传到服务器。8、采用模拟电子技术设计一个高精度电流源，提供稳定的输出电流，具有良好的负载调整率。9、设计一个基于音频编解码芯片的MP3播放器，支持常见的音频格式，具备存储和播放功能。10、运用集成电路设计方法，设计一款用于智能电表的专用集成电路芯片，实现电能计量和数据通信功能。11、基于通信编码技术设计一个纠错编码系统，能够对传输的数据进行编码和纠错，提高数据传输的可靠性。12、假设正在开发一个操作系统的内存管理模块，需要有效地分配和回收内存空间，并且能够快速查找空闲的内存块。以下哪种数据结构可能是最合适的选择？（）A.二叉搜索树，存储内存块的信息B.链表，记录内存块的使用情况C.哈希表，快速定位空闲内存块D.数组，直接分配和管理内存13、考虑用数据结构来实现一个表达式求值的算法，例如计算中缀表达式的值。以下哪种数据结构组合可能是最有效的（）A.栈和队列B.栈和二叉树C.队列和哈希表D.栈和链表14、假设要设计一个算法来找出一个整数数组中所有出现次数超过一半的元素。以下哪种数据结构和算法的结合可能是最有效的？（）A.哈希表记录元素出现次数，然后筛选出次数超过一半的元素B.排序数组，然后通过遍历找出出现次数超过一半的元素C.栈，存储元素并进行比较，难以实现此功能D.队列，先进先出，不适合统计元素出现次数15、设计一个音频信号频谱分析仪，能够显示音频信号的频谱图，给出硬件设计和频谱分析算法。16、设计一个5V转±12V的DC-DC电源转换电路，输出电流不小于0.5A，给出原理图和元件选型。17、假设正在开发一个文本编辑软件，需要能够快速地对输入的文本进行插入、删除和查找操作。同时，要能够高效地实现文本的回退和重做功能。为了满足这些需求，以下哪种数据结构可能是最优的选择？（）A.顺序表，存储文本数据，操作简单直接B.双向链表，方便在任意位置进行插入和删除C.栈，用于实现回退和重做功能D.散列表，快速查找文本中的特定字符或字符串18、设计一个电子秤数据传输与加密电路，能够将电子秤的测量数据安全地传输到其他设备，并进行加密保护。19、在一个大型电商平台的数据库中，需要高效地存储和检索商品信息，包括商品名称、价格、库存数量等。同时，要能够快速地根据价格范围、库存状态等条件进行查询和排序。为了实现这些功能，以下哪种数据结构可能是最合适的选择？（）A.链表，便于动态地插入和删除商品信息B.栈，按照后进先出的原则存储商品数据C.队列，先进入的商品信息先被处理D.二叉搜索树，能够快速地进行查找、插入和删除操作，并支持排序20、设计一个基于光电传感器的自动照明控制系统，能够根据环境光线强度自动调节灯光亮度，实现节能和舒适的照明效果。二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）详细阐述在无向图中如何使用邻接矩阵和邻接表两种方式存储图的结构，以及它们的优缺点。2、（本题5分）分析在数据结构中，如何利用哈希表解决冲突以提高查找效率。3、（本题5分）解释如何在一个有序链表中进行插入操作，保持链表的有序性，给出算法步骤和实现代码，并分析其时间复杂度。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，使用堆排序算法对一组随机整数进行排序，并输出排序前后的数组。2、（本题5分）设计一个程序，使用合适的数据结构存储一个在线音乐平台的歌单信息，包括歌单名称、歌曲列表、创建者等，支持歌单的创建、修改和分享功能。3、（本题5分）使用图的最小生成树算法（如Prim算法），设计一个程序，为一个城市的通信网络规划线路，使得建设成本最低。4、（本题5分）设计一个程序，在二叉堆中查找第k大的元素，输出元素值和位置。5、（本题5分）设计一个程序，使用堆排序算法对给定的一组浮点数进行排序，并输出排序后的数组。四、综合题（本大题共2个小题，共20分)1、（本题10分）一个在线投票系统需要对投票项目和投票人的选择进行管理。投票项目信息包括项目编号、项目名称、选项等，投票人信息包括投票人编号、选择的选项等。这些信息以线段树的形式存储。请设计算法实现以下功能：（1）统计某个投票项目各个选项的票数；（2）新增一个投票项目；（3）修改投票人的选择；（4）查询票数最多的选项。分析算法的时间复杂度和空间复杂度。2、（本题10分）一个电商网站的推荐系统需要根据用户的浏览历史和购买行为为用户推荐