淮南联合大学《数据结构实践》2023-2024学年第一学期期末试卷

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2023-2024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、对一组数据进行排序，以下哪种排序算法在最坏情况下的时间复杂度最低？（）A.冒泡排序B.插入排序C.选择排序D.归并排序2、利用模拟电路技术，设计一个用于音响系统的功率放大器，具备高保真和大功率输出特性。3、设计一个液晶显示的背光源系统，能够提供均匀、稳定的光照，具有亮度调节和色彩控制功能。4、根据通信原理，设计一个卫星通信地面站的天线跟踪控制系统，确保天线始终对准卫星。5、根据通信原理，设计一个无线传感器网络的时间同步协议，确保节点之间的时间一致性。6、假设正在开发一个文本编辑器，需要支持撤销和重做操作。以下哪种数据结构可以方便地实现这一功能？（）A.栈，存储操作历史B.队列，按顺序记录操作C.数组，直接存储操作信息D.二叉搜索树，快速查找操作记录7、链表是一种常见的链式存储结构。对于单链表，以下关于其特点的描述，错误的是（）A.插入和删除操作不需要移动大量元素，只需修改指针B.可以方便地实现随机访问，时间复杂度为O(1)C.存储空间不必连续，便于动态分配D.查找某一特定位置的元素，需要从头开始遍历，时间复杂度为O(n)8、二分查找是一种效率较高的查找算法。以下关于二分查找的条件，错误的是：（）A.数组必须是有序的B.每次查找都能将查找范围缩小一半C.二分查找适用于任何类型的数据D.二分查找的时间复杂度为O(logn)9、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10、基于通信中的多址接入技术设计一个无线通信网络，支持多个用户同时通信，分析网络容量和性能。11、设计一个基于DSP的数字音频均衡器，能够实现多频段的音频均衡调节，给出系统的硬件架构和软件算法。12、设计一个卫星导航系统中的卫星轨道参数计算和预测模块，分析轨道精度。13、设计一个基于物联网技术的智能电表抄表系统，实现远程自动抄表和数据管理。14、利用模拟电路技术，设计一个用于医疗设备的直流稳压电源电路，提供稳定的低噪声电源。15、设计一个基于编码器和控制器的数控机床进给系统，实现精确的位置控制。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个元素的数组，如何使用快速排序算法处理数据元素值范围较小的情况？2、（本题5分）详细说明栈的基本操作（入栈、出栈）的实现原理，以及在实际应用中的场景。3、（本题5分）详细阐述如何使用选择排序算法对一个具有n个元素的数组进行排序，给出算法步骤和时间复杂度分析。4、（本题5分）解释什么是伸展树，并说明其在动态查找中的优势。三、综合题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）一个在线心理咨询平台需要记录咨询者的问题、咨询师的回答和咨询进度。设计数据结构来保护用户隐私，并支持咨询记录的查询和统计。2、（本题5分）在一个电商平台的商品推荐系统中，需要根据用户的浏览历史、购买记录和相似用户的行为来为用户推荐商品。请设计数据结构来存储这些数据，并实现推荐算法，能够快速为用户生成准确的商品推荐列表，同时考虑实时更新和个性化需求。3、（本题5分）某电商平台的商品推荐系统需要根据用户的浏览历史、购买记录和收藏行为为用户推荐相关商品。设计数据结构来存储和分析这些用户行为数据，实现个性化的商品推荐算法，能够实时更新推荐结果以适应用户兴趣的变化。4、（本题5分）一个健身房管理系统需要记录会员的信息、锻炼计划、课程预约和消费记录。设计数据结构来优化会员管理和服务提供。5、（本题5分）一个在线论坛需要管理帖子的主题、内容、作者、发布时间和回复信息。设计数据结构来组织这些数据，方便用户浏览、搜索和回复帖子。四、设计题（本大题共4个小题，共40分)1、（本题10分）设计一个基于红黑树的数据结构，实现插入、删除和查找操作。2、（本题10分）以哈希表为基础，设计一个在线音乐平台歌曲热度