玉林师范学院《数据结构》2023-2024学年第一学期期末试卷

学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号…………密…………封…………线…………内…………不…………要…………答…………题…………第1页，共3页玉林师范学院

《数据结构》2023-2024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、以下哪种排序算法在平均情况下和最坏情况下的时间复杂度差异最大？（）A.冒泡排序B.插入排序C.快速排序D.选择排序2、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。3、设计一个基于传感器融合的姿态测量系统，能够同时采集加速度、角速度等数据，准确测量物体的姿态。4、在数据结构的应用中，图算法有着广泛的用途。假设我们正在使用图算法解决问题。以下关于图算法的描述，哪一项是不准确的？（）A.最短路径算法（如Dijkstra算法和Floyd算法）可以用于求解图中两点之间的最短路径B.最小生成树算法（如Prim算法和Kruskal算法）可以用于构建图的最小代价连通子图C.拓扑排序算法可以用于判断一个有向图是否存在环D.所有的图算法的时间复杂度都相同，与图的类型和规模无关5、使用单片机设计一个汽车防盗报警系统，能够检测车辆的异常状态并发出警报，同时通过短信通知车主。6、设计一个基于ARM的嵌入式系统，实现视频采集和编码，存储到SD卡中，阐述系统架构和软件实现流程。7、设计一个光控开关电路，当环境光照强度低于一定值时，自动打开照明设备，当光照强度高于一定值时，自动关闭照明设备。8、设计一个基于555定时器的脉冲发生器，输出脉冲频率和占空比可调，说明电路原理和调试要点。9、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。10、树状数组是一种用于高效计算前缀和的数据结构。假设我们正在使用树状数组进行计算。以下关于树状数组的描述，哪一项是不准确的？（）A.树状数组通过二进制的位运算来实现快速的更新和查询操作B.对于一个大规模数组，树状数组的空间复杂度比直接计算前缀和的方法低C.树状数组可以用于解决动态的区间更新和查询问题D.树状数组的查询和更新操作的时间复杂度都为O(n)11、根据通信原理，设计一个卫星通信车载终端的收发系统，能够在移动中保持稳定的通信连接。12、设计一个电子秤数据传输电路，能够将电子秤的测量数据传输到电脑或其他设备进行分析和处理。13、利用射频电路设计一个卫星通信接收前端，包括低噪声放大器、下变频器等部分，给出性能指标和实现方案。14、在图的数据结构中，邻接矩阵和邻接表是两种常见的存储方式。关于这两种存储方式，以下描述哪一项是不正确的？（）A.邻接矩阵使用二维数组来表示图中节点之间的关系，空间复杂度较高B.邻接表使用链表或数组来存储节点的邻接节点，适用于稀疏图C.对于稠密图，邻接表的存储方式比邻接矩阵更节省空间D.无论是邻接矩阵还是邻接表，在判断两个节点是否相邻时，时间复杂度都是O(1)15、在数据结构中，假设我们需要存储和操作一个公司员工的信息，包括员工编号、姓名、年龄、职位等。要求能够快速地按照员工编号查找和修改员工信息。以下哪种数据结构最适合？（）A.数组B.链表C.哈希表D.二叉搜索树二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）对于一个具有n个顶点和e条边的无向图，采用邻接矩阵和邻接表存储时，它们在空间复杂度上有何不同？2、（本题5分）详细阐述在具有n个顶点的无向图中，如何使用广度优先搜索算法计算图的直径，并给出具体的算法步骤和代码实现。3、（本题5分）阐述后缀树在多模式匹配中的应用和实现思路。4、（本题5分）解释如何在一个二叉搜索树中查找第k大的元素，给出算法步骤和实现代码，并分析其时间复杂度。三、综合题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）某公司的项目任务分配系统需要对多个项目的任务和员工分配情况进行管理。任务信息包括任务编号、任务描述、负责人、截止日期等，员工信息包括员工编号、姓名、负责任务等。考虑使用线索二叉树来存储这些信息。请设计算法实现以下功能：（1）插入新的任务或员工信息；（2）删除已完成的任务或离职员工信息；（3）按照截止日期对任务进行排序；（4）查找某个员工负责的所有任务。分析所设计算法的时间复杂度和空间复杂度。2、（本题5分）某电商平台需要对用户的购买记录进行分析，以了解用户的消费习惯。购买记录以链表形式存储，每个节点包含用户ID、商品ID、购买时间和购买金额等信息。请设计算法实现以下功能：（1）统计每个用户的总消费金额；（2）找出消费金额最高的前10个用户；（3）按照购买时间对购买记录进行排序。分析算法的时间复杂度和空间复杂度。3、（本题5分）一家超市的库存管理系统需要记录商品的库存信息，包括商品编码、商品名称、库存数量、进货价格、销售价格等。请设计数据结构来存储库存数据，实现商品的快速盘点、库存预警、进货和销售操作，并统计商品的利润。4、（本题5分）某电商平台的商品评价系统需要对大量的商品评价进行管理和分析。评价信息包括评价者ID、商品ID、评价内容、评价时间等。这些信息以跳表的形式存储。请设计算法实现以下功能：（1）按评价时间顺序输出评价；（2）查找指定商品的所有评价；（3）删除违规或无效的评价；（4）统计某个评价者的评价数量。分析算法的时间复杂度和空间复杂度。5、（本题5分）在一个社交媒体平台中，需要管理用户的关注关系和发布的动态信息。设计一种数据结构来存储用户之间的关注关系和动态信息，支持快速查询用户的关注者和被关注者列表，以及获取用户发布的最新动态，并能够高效地推送动态给关注者。四、设计题（本大题共4个小题，共40分)1、（本题10分）利用图数据结构设计一个物流中心货物配送路径规划