华东师范大学《数据科学与工程基础》2021-2022学年第一学期期末试卷

站名：站名：年级专业：姓名：学号：凡年级专业、姓名、学号错写、漏写或字迹不清者，成绩按零分记。…………密………………封………………线…………第1页，共1页华东师范大学《数据科学与工程基础》

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、字符串的操作和处理在计算机编程中经常遇到。对于字符串的匹配算法，以下描述哪一项是不正确的？（）A.朴素的字符串匹配算法通过逐个字符比较来查找模式串在主串中的位置，时间复杂度较高B.KMP（Knuth-Morris-Pratt）算法通过利用已经匹配的部分信息来提高匹配效率C.BM（Boyer-Moore）算法从右向左比较字符，在某些情况下性能优于KMP算法D.所有的字符串匹配算法在最坏情况下的时间复杂度都是O(m*n)，其中m是模式串长度，n是主串长度2、在数据结构中，散列表（哈希表）用于快速查找数据。以下关于散列表的描述，错误的是（）A.散列函数的设计对散列表的性能有很大影响B.处理冲突的方法有开放地址法和链地址法C.散列表的查找时间复杂度始终为O(1)D.散列表的装填因子会影响其性能3、设计一个图像处理中基于区域的图像分割效果评估系统，包括准确性和边界完整性等指标。4、在数据结构的实际应用中，优先队列常用于处理具有优先级的任务。以下关于优先队列的实现方式，错误的是：（）A.可以用堆来实现优先队列，插入和删除操作的时间复杂度都较低B.可以用有序数组来实现优先队列，但插入操作的时间复杂度较高C.可以用无序数组来实现优先队列，查找最大（或最小）元素的时间复杂度为O(1)D.无论采用哪种数据结构实现优先队列，其性能都相同5、设计一个简单的电力线通信系统，能够在电力线上实现数据传输，包括调制解调电路和通信协议。6、设计一个简单的光电编码器接口电路，能够准确读取编码器的输出信号，用于位置测量，阐述电路原理和接口程序。7、设计一个基于蓝牙低功耗和Wi-Fi的双模通信模块，实现灵活的通信方式选择，描述模块的硬件组成和通信协议。8、设计一个基于CPLD的数字信号发生器，能够产生多种复杂的数字信号，包括信号类型选择和参数设置。9、设计一个数字频率计自动测量电路，能够自动测量输入信号的频率，并将测量结果显示出来。10、在图的遍历算法中，深度优先搜索（DFS）和广度优先搜索（BFS）是两种基本方法。关于这两种算法，以下描述哪一项是不正确的？（）A.DFS从起始节点开始，沿着一条路径尽可能深地访问节点，然后回溯B.BFS从起始节点开始，逐层地访问相邻节点C.DFS和BFS的时间复杂度均与图的节点数量和边的数量有关，通常为O(n+m)，其中n是节点数量，m是边的数量D.DFS适合用于查找最短路径，BFS适合用于判断图是否连通11、利用模拟电路技术，设计一个用于音频功率放大器的保护电路，防止过载和短路损坏设备。12、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13、归并排序同样是一种分治算法，它将数组不断地分成两半，然后将两半合并成一个有序的数组。归并排序的空间复杂度主要取决于：（）A.数组的初始大小B.递归的深度C.合并操作的次数D.数据的分布情况14、在一个大型企业的员工管理系统中，需要存储员工的基本信息，如姓名、工号、部门、职位等，并且能够按照部门快速查找和统计员工数量。为了实现这样的功能，以下哪种数据结构是比较合适的选择？（）A.字典树B.堆C.跳表D.并查集15、使用数字信号处理技术设计一个音频滤波器，能够对输入的音频信号进行特定频率范围的滤波，如低通、高通或带通滤波。16、设计一个数字频率合成器电路，能够产生不同频率的正弦波、方波和三角波，频率范围为1Hz到10MHz。17、在数据结构的学习中，实践是非常重要的。以下关于数据结构实践的描述，错误的是：（）A.通过实际编程实现数据结构可以加深对其理解B.可以通过解决实际问题来应用所学的数据结构知识C.实践只需要在电脑上完成，不需要在现实场景中思考D.实践过程中可以发现数据结构的优点和不足18、在数据结构的学习中，理解和掌握基本概念是非常重要的，以下关于数据结构概念的描述，正确的是：（）A.数据结构是指相互之间存在一种或多种特定关系的数据元素的集合B.数据结构只关注数据的存储方式，不关心数据的操作和处理C.不同的数据结构适用于不同的应用场景，没有一种数据结构是万能的D.数据结构的设计和选择对程序的性能和效率没有影响19、设计一个基于锁相环的频率合成器电路，输出频率范围为100kHz-1GHz，频率分辨率不大于1kHz，相位噪声小于-100dBc/Hz@1kHz偏移。20、在字符串匹配算法中，KMP算法是一种高效的算法，以下关于KMP算法的描述，不正确的是：（）A.KMP算法通过利用已经匹配的部分信息，避免了不必要的回溯，提高了匹配效率B.KMP算法的时间复杂度主要取决于模式串的长度，与主串的长度无关C.KMP算法的核心是计算模式串的next数组，用于确定匹配失败时的移动位置D.KMP算法在任何情况下的性能都优于朴素的字符串匹配算法二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）比较快速排序和冒泡排序在最好情况下的性能表现。2、（本题5分）阐述如何在一个有序链表中查找中位数，分析所使用的算法和时间复杂度。3、（本题5分）详细阐述在一个具有n个元素的二叉树中，如何计算树的高度，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，使用图的数据结构表示城市交通网络中的智能导航系统，实现最短路径和实时路况的结合功能。2、（本题5分）设计一个程序，利用伸展树结构存储用户的消费记录，实现快速插入、查找和删除操作。3、（本题5分）利用队列结构设计一个学校运动会比赛项目报名管理系统，模拟报名的排队和处理过程。4、（本题5分）实现一个算法，计算一个图的着色方案数。5、（本题5分）分析在字符串匹配中利用后缀自动机提高匹配效率的设计和实现。四、综合题（本大题共2个小题，共20分)1、（本题10分）某电商平台的推荐系统需要根据用户的购买历史、浏览记录和收藏夹等信息为用户推荐商品。设计一种数据结构来存储用户