宜宾学院《数据结构与算法》2021-2022学年第一学期期末试卷

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《数据结构与算法》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15个小题，每小题2分，共30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。2、想象一个需要存储和操作几何图形（如点、线、面）的系统，以下哪种数据结构可能是最适合的？（）A.空间索引（如R-tree），能够高效地处理空间数据B.链表，对于复杂的几何关系处理不便C.数组，存储固定数量的几何对象，不灵活D.栈，不适合存储和操作几何图形3、堆是一种特殊的树形数据结构，分为大顶堆和小顶堆。大顶堆的每个节点的值都大于或等于其子节点的值。在将一组无序的数据构建成大顶堆时，以下关于构建过程的描述，正确的是：（）A.从叶子节点开始，逐步向上调整B.从根节点开始，逐步向下调整C.随机选择节点进行调整D.不需要进行调整，直接就是大顶堆4、设计一个基于DSP的数字信号调制系统，支持多种调制方式，如QAM、OFDM等，给出算法实现和性能优化。5、设计一个基于Wi-Fi技术的无线视频监控系统，实现视频的采集、传输和实时观看，描述系统的硬件组成和软件实现。6、设计一个音频滤波器参数优化电路，能够根据输入音频信号的特点自动优化滤波器的参数，提高音频质量。7、设计一个基于物联网技术的智能停车场管理系统，能够实现车位检测、车辆引导和收费管理等功能。8、设计一个基于Wi-Fi的智能家居安防系统，实现入侵检测、视频监控和报警功能，阐述系统组成和网络配置。9、设计一个基于数字电位器和滤波器的音频均衡调节系统，实现对音频各频段的灵活均衡调节。10、在实际应用中，常常需要对数据结构进行优化。以下关于数据结构优化的描述，错误的是：（）A.可以通过选择合适的存储结构来提高性能B.可以通过改进算法来降低操作的时间复杂度C.优化数据结构一定会增加代码的复杂性D.优化需要综合考虑性能、可读性和可维护性11、设计一个数字时钟收音机电路，能够显示时间、接收广播信号并播放音频，具有闹钟和定时关机功能。12、在一个平衡二叉搜索树中，进行插入操作后，可能会破坏平衡。为了恢复平衡，可能会进行多次旋转操作。以下哪种情况可能导致最多的旋转操作？（）A.插入的值总是大于当前节点的值B.插入的值总是小于当前节点的值C.插入的值随机分布D.以上情况旋转操作次数相同13、在树的遍历中，先序遍历、中序遍历和后序遍历可以得到不同的节点访问顺序。以下关于这三种遍历方式的应用场景，描述错误的是（）A.先序遍历常用于创建二叉树的副本B.中序遍历常用于对二叉搜索树进行排序操作C.后序遍历常用于计算二叉树中节点的数量D.这三种遍历方式的应用场景是固定的，不能相互替代14、选择排序也是一种基本的排序算法。以下关于选择排序的描述，错误的是（）A.每一轮从待排序序列中选择最小的元素，放到已排序序列的末尾B.选择排序的时间复杂度为O(n²)，但在某些情况下比冒泡排序性能好C.选择排序是一种不稳定的排序算法D.选择排序不需要额外的存储空间，空间复杂度为O(1)15、在一个编译器的符号表管理中，需要快速插入、查找和更新变量、函数等符号的信息。为了实现高效的符号表操作，以下哪种数据结构通常会被选用？（）A.哈希表B.二叉搜索树C.平衡二叉树D.链表二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）深入解释在具有n个顶点的有向图中，如何判断是否存在环，并给出一种有效的检测算法和代码示例。2、（本题5分）解释什么是Trie树，并说明其在字符串处理中的应用。3、（本题5分）论述如何使用贪心算法解决最优装载问题。三、综合题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）某公司的会议安排管理系统需要存储会议的信息，如会议编号、会议主题、会议时间、参会人员、会议室编号等。系统要能够快速查找特定会议、按照会议时间对会议进行排序、新增会议安排、修改会议信息、取消会议。请设计合理的数据结构和算法，并提供代码实现和性能分析。2、（本题5分）一个快递物流跟踪系统需要存储快递单号、发件人、收件人、收件地址、当前位置、预计到达时间等信息。系统要实现快速查找特定快递单号的信息、按照预计到达时间对快递进行排序、新增快递单号、更新快递的当前位置。请确定合适的数据结构，并详细描述算法和代码实现，同时考虑性能优化。3、（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。4、（本题5分）某电商平台的物流配送路径规划系统需要存储配送地点和路径信息，包括地点编号、地点名称、经度、纬度、相邻地点等。系统要实现快速查找最短配送路径、按照距离对配送地点进行排序、新增配送地点、修改路径信息。请选择恰当的数据结构，并详细说明算法和代码实现，以及性能评估。5、（本题5分）一个在线学习平台需要管理课程信息，包括课程编号、课程名称、授课教师、课程简介、选课人数等。平台要实现快速查找特定课程、按照选课人数对课程进行排序、新增和删除课程，以及修改课程信息的功能。请设计相应的数据结构和算法，并给出完整的代码实现，同时讨论其时间和空间效率。四、设计题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）设计一个程序，使用