琼台师范学院《数据结构》2021-2022学年第一学期期末试卷

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《数据结构》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15个小题，每小题1分，共15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、设计一个基于数字图像处理的人脸识别考勤系统，提高考勤的准确性和效率。2、设计一个通信系统中的软件定义无线电（SDR）平台，实现灵活的调制解调功能。3、在图的最短路径问题中，Dijkstra算法是一种常用的算法。以下关于Dijkstra算法的描述中，不正确的是（）A.该算法适用于有向图和无向图B.算法从起始顶点开始，逐步计算到其他顶点的最短路径C.算法通过不断更新顶点的距离值来找到最短路径D.算法的时间复杂度为O(n^2)，其中n是顶点的数量4、设计一个光耦驱动电路，用于驱动大功率负载，给出电路参数和可靠性分析。5、假设正在设计一个网络爬虫程序，需要存储已经访问过的网页URL，并快速判断一个新的URL是否已经被访问过。由于需要处理大量的URL，内存使用效率也很重要。以下哪种数据结构最适合用于解决这个问题？（）A.集合，快速判断元素是否存在B.链表，顺序存储访问过的URLC.栈，按照访问顺序存储URLD.队列，先进先出地处理URL6、设计一个数字频率计，能够测量输入信号的频率，测量范围为1Hz-10MHz，精度达到1Hz。7、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8、设计一个基于PLC的流水线控制系统，能够实现产品的自动输送、加工、检测和包装等操作。9、设计一个基于FPGA的数字通信收发系统，支持常见的通信协议，如UART、SPI等。10、考虑一个有向无环图（DAG），假设需要对其进行拓扑排序。以下关于拓扑排序的结果，哪个说法是正确的（）A.结果是唯一的B.结果可能不唯一C.不存在拓扑排序D.以上说法都不对11、设计一个基于STM8的电机调速系统，采用PWM控制方式，能够实现正反转和调速功能，描述系统组成和控制算法。12、在图的存储结构中，邻接多重表主要用于无向图的存储。对于邻接多重表的特点，以下描述哪一项是不正确的？（）A.邻接多重表能够减少在无向图中存储边时的冗余信息B.便于对边进行删除和插入操作C.邻接多重表的空间复杂度比邻接表低D.邻接多重表在查找边的信息时效率比邻接矩阵高13、选择排序也是一种简单的排序算法。以下关于选择排序的特点，描述错误的是（）A.每一轮选择未排序部分的最小元素与当前位置交换B.时间复杂度始终为O(n^2)C.是一种不稳定的排序算法D.不需要额外的存储空间14、假设在一个算法竞赛中，需要在有限的时间内解决一个涉及大量数据处理和复杂逻辑的问题。在选择数据结构时，以下哪个因素通常是最关键的考虑因素？（）A.空间复杂度B.时间复杂度C.代码实现的难度D.数据结构的通用性15、设计一个基于单片机的智能电表远程抄表系统，能够通过电力线载波通信将电表数据传输到集中器，实现远程抄表功能。二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）论述如何利用并查集解决岛屿数量问题，给出算法思路和代码实现。2、（本题5分）阐述归并排序算法的合并过程和递归实现，说明其稳定性和时间复杂度，并与其他排序算法进行比较。3、（本题5分）解释什么是哈希表冲突，以及常见的解决哈希表冲突的方法有哪些？4、（本题5分）在一个具有n个元素的双向链表中，如何高效地删除所有值为特定值的节点，分析其时间复杂度和空间复杂度。三、综合题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）某航空公司的订票系统需要对航班信息和乘客订票情况进行管理。航班信息包括航班号、起降时间、起降地点、座位数量等，乘客订票信息包括乘客姓名、身份证号、航班号、座位号等。这些信息以哈希表和链表的组合形式存储。请设计算法实现以下功能：（1）查询某个航班的剩余座位数量；（2）为乘客预订指定航班的座位；（3）取消乘客的订票；（4）统计每个航班的订票人数。分析算法的时间复杂度和空间复杂度。2、（本题5分）某电商仓库管理系统需要存储货物的种类、数量、存放位置和入库出库时间等信息。请设计合适的数据结构来存储货物信息，支持货物的入库、出库、盘点和库存查询操作，并能够根据货物的入库时间和保质期进行优先出库处理。3、（本题5分）一家物流公司的配送中心需要管理货物的配送信息，包括配送单号、货物信息、收件人信息、配送员信息、配送状态、预计送达时间等。设计合适的数据结构来存储配送数据，实现配送信息的快速查询、状态更新、人员调度，并统计按时送达率。4、（本题5分）某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相关商品。设计一种数据结构和算法，能够有效地存储和分析用户行为数据，实现精准的商品推荐。5、（本题5分）一个仓库的货物分类管理系统需要对不同类型的货物进行分类存储和管理，包括货物编号、货物名称、货物类别、货物数量、存放位置等信息。系统要支持快速查找特定类别货物、按照货物数量对货物进行排序、新增货物类别、修改货物信息、删除货物。请选择恰当的数据结构，并详细说明算法和代码实现，以及性能分析。四、设计题（本大题共4个小题，共40分)1、（本题10分）设计一个程序，使用循环队列存储图书馆的借阅记录，实现借阅信息的查询和管理。2、（本题10分）优化并查集的合并策略，提高集合操作的效率，