湖州学院《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批阅人一、单选题（本大题共20个小题，每小题1分，共20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、设计一个温度传感器电路，能够测量环境温度并将温度值以数字形式显示出来，精度要求在±1℃以内。2、考虑一个物流配送系统，需要根据客户的地址和订单需求规划最优的配送路线。同时，要能够实时更新路况信息，并重新计算最优路线。在这种情况下，以下哪种数据结构和算法的组合最适合解决这个问题？（）A.迪杰斯特拉算法和邻接表B.弗洛伊德算法和矩阵C.广度优先搜索算法和链表D.深度优先搜索算法和栈3、设计一个基于运算放大器的正弦波振荡器电路，输出频率为1kHz，幅度稳定。4、在数据结构的研究中，算法分析是重要的环节。以下关于算法分析方法的描述，错误的是：（）A.可以通过数学推导计算算法的时间复杂度和空间复杂度B.可以通过实验测试来评估算法在不同规模输入下的性能C.算法分析只需要关注平均情况，不需要考虑最坏情况D.可以通过对比不同算法的性能来选择最优算法5、栈是一种特殊的线性结构，遵循后进先出的原则。假设一个程序中使用了栈来存储数据。以下关于栈的描述，哪一项是不准确的？（）A.栈可以用于实现函数调用时的参数传递和局部变量存储B.入栈和出栈操作的时间复杂度均为O(1)C.可以使用数组或链表来实现栈的数据结构D.栈的存储空间大小是固定的，无法动态扩展6、在数据结构中，排序算法用于将元素按照特定的顺序排列。以下关于排序算法的描述，不正确的是：（）A.冒泡排序通过不断比较相邻元素并交换位置，将最大的元素逐步“冒泡”到末尾B.插入排序将待排序元素插入到已排序部分的适当位置，适用于小规模数据C.快速排序通过选择一个基准元素，将数据分为两部分，然后对两部分分别递归排序D.所有排序算法的时间复杂度在最好、平均和最坏情况下都是相同的，不受数据分布的影响7、在树型数据结构中，二叉树是一种重要的类型。关于二叉树的性质，以下正确的是：（）A.一棵深度为k的满二叉树，其节点总数为2^k-1B.二叉树的中序遍历结果是节点值的升序排列（假设节点值为整数）C.任何一棵二叉树，其叶子节点数一定等于度为2的节点数加1D.二叉树的前序遍历和后序遍历结果一定不同8、在使用链表实现栈的操作时，假设需要弹出栈顶元素。以下关于链表栈的操作，哪个是正确的（）A.直接删除链表的头节点B.从链表的尾部删除节点C.遍历链表找到栈顶节点并删除D.以上操作都不正确9、设计一个基于传感器网络的地下停车场智能照明系统，根据车辆和人员活动自动控制灯光。10、在排序算法中，冒泡排序是一种简单的排序方法。假设一个数组的初始状态接近有序，以下关于冒泡排序的性能，哪个描述是准确的（）A.时间复杂度仍然是O(n^2)，效率低下B.时间复杂度接近O(n)，性能较好C.会自动转换为更高效的排序算法D.无法确定其性能11、在一个分布式系统中，多个节点需要共享和同步数据，同时要处理数据的冲突和一致性问题。为了实现高效的数据共享和一致性维护，以下哪种数据结构和技术可能是最关键的？（）A.分布式哈希表和一致性哈希算法B.分布式链表和锁机制C.分布式队列和消息传递D.分布式栈和版本控制12、根据通信原理，设计一个数字电视广播发射系统，能够将视频和音频信号进行调制并发射出去。13、对于一个具有n个节点的完全二叉树，其叶子节点的个数大约为？（）A.n/2B.n/4C.log2nD.n/2-114、在一个循环队列中，队头指针指向队头元素的前一个位置，队尾指针指向队尾元素。假设队列的最大容量为10，当前队头指针为5，队尾指针为8。此时，如果进行入队操作，新元素应该存储在哪个位置？（）A.9B.0C.8D.715、哈希表是一种高效的数据结构。以下关于哈希表的描述，不正确的是：（）A.哈希表通过哈希函数将关键字映射到存储位置B.哈希表的查找、插入和删除操作的平均时间复杂度都接近O(1)C.哈希冲突是指不同的关键字映射到了相同的存储位置D.哈希表不需要处理哈希冲突16、运用通信网络原理，设计一个企业数据中心的网络布线方案，确保高速、可靠的数据传输。17、设计一个通信系统中的扩频通信模块，实现某种扩频方式，分析其抗干扰性能和传输效率。18、设计一个简单的数字图像去噪系统，能够有效去除图像中的噪声，给出系统设计和去噪效果分析。19、设计一个太阳能充电控制器，能够对12V的蓄电池进行充电管理，实现过充、过放保护，描述电路原理和控制策略。20、设计一个智能温度传感器，能够通过数字接口输出温度数据，并具有低功耗特性，阐述传感器的原理和电路设计。二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）论述如何对图进行拓扑排序以确定任务的执行顺序，并举例说明其在项目管理中的应用。2、（本题5分）详细说明如何在一个具有n个顶点的图中判断是否存在重边。3、（本题5分）阐述二叉树的定义、性质和遍历方式（前序、中序、后序），并说明每种遍历方式的应用场景。4、（本题5分）论述在二叉搜索树的迭代器实现中，如何按照中序遍历的顺序访问节点。5、（本题5分）解释如何在一个有序数组中查找两个数之积最大的组合。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）分析伸展树在删除元素后的调整机制，设计性能优化方法。2、（本题5分）设计一个基于链表的数据结构，用于存储学生的信息（学号、姓名、成绩），实现添加、删除、查找和修改学生信息的功能。3、（本题5分）给定一个链表，设计算法判断其是否存在相交节点，如果存在，找出相交节点。4、（本题5分）设计一个程序，使用深度优先遍历和广度优先遍历算法对给定的图进行遍历，并输出遍历结果。5、（本题5分）设计一个哈希表程序，采用线性探测法处理哈希冲突，支持动态插入和删除操作，展示操作过程和结果。四、综合题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）某电商仓库的库存管理系统需要存储商品的库存信息，包含商品编号、商品名称、库存数量、进货价格、出货价格等。系统要能够快速查询特定商品的库存、按照库存数量对商品进行排序、进行商品的入库和出库操作、修改商品的价格信息。请设计合理的数据结构和算法，并提供代码实现以及性能评估。2、（本题10分）在一个在线考试的监考系统中，需要实时记录考生的答题情况、交卷时间、是否作弊等信息。设计数据结构来保障考试的公平性和数据的准确性，支持对考生答题过程的监控和异常情况的处理。3、（