宜宾学院《数据结构与算法》2022-2023学年第一学期期末试卷

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《数据结构与算法》2022-2023学年第一学期期末试卷院(系)_______班级_______学号_______姓名_______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、设计一个基于压力传感器和单片机的液位测量系统，实时监测容器内的液位高度。2、考虑一个图的最短路径问题，迪杰斯特拉（Dijkstra）算法是一种常见的求解方法。假设图中存在负权边，以下关于Dijkstra算法的适用性，哪个说法是正确的（）A.仍然适用，可以求出最短路径B.可能会得到错误的结果C.无法运行D.会自动将负权边转换为正权边3、利用通信技术，设计一个无线传感器网络节点，能够采集环境数据并通过无线网络将数据传输到汇聚节点。4、考虑到一个数据库系统的索引结构，为了能够快速地进行范围查询和随机访问，同时保持较好的空间利用率和插入、删除性能，以下哪种数据结构可能会被采用？（）A.B+树B.红黑树C.AVL树D.字典树5、在一个有n个顶点的带权有向图中，使用迪杰斯特拉（Dijkstra）算法求从源点到其他各顶点的最短路径，其时间复杂度为？（）A.O(n)B.O(nlogn)C.O(n^2)D.O(n^3)6、设计一个温度传感器网络数据分析电路，能够对温度传感器网络采集的数据进行分析和处理，并且具有预警功能。7、假设要设计一个程序来管理一个图书馆的书籍库存系统，需要能够快速查找、插入和删除书籍信息。考虑到书籍数量可能很大，并且操作频繁，以下哪种数据结构可能是最适合的？（）A.数组，存储固定数量的元素，插入和删除操作效率较低B.链表，动态存储元素，插入和删除操作方便，但查找效率相对较低C.栈，遵循后进先出原则，不适合频繁的查找和删除任意位置的元素D.队列，先进先出，适用于排队场景，不太适合此库存管理需求8、设计一个数字图像处理中的图像超分辨率重建效果评估系统，分析重建质量。9、在一个需要频繁合并和查找集合元素所属集合的场景中，例如在图像处理中合并相似的区域，以下哪种数据结构可能是最适合的？（）A.并查集，能够高效地进行集合的合并和查找B.二叉搜索树，主要用于元素的查找和排序C.图，用于表示复杂的关系，对于简单的集合操作可能过于复杂D.链表，合并和查找操作效率较低10、设计一个高速数据存储系统，采用固态硬盘，存储容量达到1TB，读写速度不低于500MB/s，说明硬件选型和接口设计。11、使用单片机设计一个智能安防系统，能够检测入侵、火灾等异常情况，并及时发出警报和通知用户。12、在一个哈希表中，解决冲突的方法有多种，以下哪种方法在处理冲突时可能会导致“二次聚集”现象？（）A.线性探测法B.链地址法C.再哈希法D.建立公共溢出区13、设计一个基于PLC的自动化生产线物流输送系统，实现物料的自动搬运、存储和配送。14、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15、设计一个通信系统中均衡器收敛速度和失调的优化方案，分析对系统性能的改善。16、插入排序也是一种基本的排序算法。关于插入排序的特点，以下描述正确的是：（）A.插入排序在每次迭代中，将待排序元素插入到已排序部分的合适位置B.插入排序在最坏情况下的时间复杂度为O(nlogn)，优于冒泡排序C.插入排序是一种不稳定的排序算法，可能改变相同元素的相对顺序D.插入排序适用于大规模数据的排序，效率很高17、设计一个简单的无线遥控系统，控制距离不小于50米，能够实现对多个设备的开关控制，说明系统组成和编码方式。18、设计一个数字锁相环频率合成器，能够输出频率在1MHz至1GHz范围内连续可调的正弦波，给出系统架构和关键技术。19、利用射频技术设计一个蓝牙音频耳机，实现高质量的无线音频传输和控制功能。20、设计一个基于蓝牙的智能手表，能够显示时间、计步、监测心率和接收手机通知，描述硬件和软件设计。二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）阐述如何使用AC自动机处理多模式字符串匹配问题，分析其原理和时间复杂度。2、（本题5分）解释如何对一个无序数组进行堆排序，给出算法步骤和实现代码，并分析其时间复杂度和空间复杂度。3、（本题5分）论述在二叉树中如何进行层次遍历，以及如何利用层次遍历解决相关问题。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，利用数组实现对一组数据的快速选择算法，找到第k小的元素。2、（本题5分）设计一个程序，使用冒泡排序算法对一个结构体数组进行排序，结构体包含学生的成绩等信息。3、（本题5分）设计一个程序，在循环链表中删除指定位置的节点。4、（本题5分）设计一个算法，在一个带权有向图中找出经过指定顶点次数不超过k的最短路径。5、（本题5分）实现一个算法，对一个矩阵进行顺时针旋转90度。四、综合题（本大题共2个小题，共20分)1、（本题10分）某电商平台的促销活动规则管理系统需要定义不同的促销活动类型、适用商品、优惠条件、活动时间等。设计数据结构来存储和管理促销活动规则，支持活动的创建、