石家庄幼儿师范高等专科学校《数据结构W》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页石家庄幼儿师范高等专科学校《数据结构W》

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、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2、设计一个基于蓝牙和传感器的智能环境监测系统，监测温度、湿度、光照等环境参数。3、归并排序是一种基于分治思想的排序算法。对于归并排序的过程和特点，以下描述哪一项是不正确的？（）A.归并排序将数组不断地分成两半，分别进行排序，然后将排序好的两部分合并起来B.归并排序在任何情况下的时间复杂度均为O(nlogn)，空间复杂度为O(n)C.归并排序是一种稳定的排序算法，能够保持相同元素的相对顺序D.归并排序在处理大规模数据时，性能不如快速排序和冒泡排序4、图在实际应用中有着多种用途。以下关于图的应用场景的描述，错误的是：（）A.图可以用于表示社交网络中的人际关系B.图可以用于交通网络的路径规划C.图可以用于表示计算机网络中的连接关系D.图只能用于表示简单的线性关系5、在一个长度为n的顺序表中，删除第i个元素（1<=i<=n），需要移动的元素个数为（）A.iB.n-iC.n-i+1D.n-i-16、采用模拟电子技术设计一个电压基准源，提供稳定的参考电压，具有低温度系数和高电源抑制比。7、设计一个基于DSP的数字滤波器，能够对音频信号进行低通滤波，截止频率为2kHz，给出算法实现和代码优化。8、设计一个基于FPGA的高速数据存储系统，能够实现快速的数据写入和读取，给出硬件设计和存储性能测试。9、设计一个基于DSP的数字音频均衡器，能够实现10段以上的均衡调节，给出算法实现和性能优化。10、在数据结构的排序算法中，归并排序是一种稳定的排序方法。假设我们正在使用归并排序对数组进行排序。以下关于归并排序的描述，哪一项是不准确的？（）A.归并排序的基本思想是将数组分成两半，分别排序后再合并B.归并排序的时间复杂度在任何情况下都是O(nlogn)C.归并排序在合并过程中需要额外的辅助空间，其空间复杂度为O(n)D.归并排序是一种原地排序算法，不需要额外的存储空间11、在二叉搜索树中，左子树的所有节点值都小于根节点值，右子树的所有节点值都大于根节点值。假设存在一个二叉搜索树，插入一系列值：50、30、70、20、40、60、80。在插入这些值后，要查找值为60的节点，以下哪种查找路径是正确的？（）A.50-70-60B.50-30-40-60C.50-70-80-60D.50-30-20-6012、想象一个游戏中的怪物刷新系统，怪物需要在不同的地点按照一定的时间间隔刷新。需要一种数据结构来管理怪物的刷新时间和地点信息，并能够快速判断下一个即将刷新的怪物。以下哪种数据结构可能最合适？（）A.堆，特别是最小堆，能够快速获取最小的刷新时间B.链表，便于插入和删除，但查找最小时间效率低C.数组，存储固定数量的怪物信息，不便于动态管理刷新D.树，结构复杂，对于简单的刷新管理可能过于复杂13、设计一个简单的锂电池充电管理系统，能够对锂电池进行恒流恒压充电，充电终止电压为4.2V，充电电流可调节。14、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。15、运用数字信号处理技术，设计一个数字音频均衡器，用户可以根据自己的喜好调整不同频段的音量。二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）详细阐述在具有n个元素的循环队列中，如何判断队列是否已满和是否为空，并给出具体的实现方法和代码。2、（本题5分）论述如何使用贪心算法解决背包问题的不同变种。3、（本题5分）论述在字符串匹配中，BF算法和KMP算法的原理和实现步骤，比较它们的效率。4、（本题5分）简述哈希表的性能优化方法，包括哈希函数的改进、处理哈希冲突的策略调整等。三、综合题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）某机场的航班管理系统需要存储航班的信息，如航班编号、出发地、目的地、起飞时间、降落时间、航班状态等。系统要能够快速查找特定航班、按照起飞时间对航班进行排序、新增航班、修改航班信息、取消航班。请设计合适的数据结构和算法，并给出代码实现和性能评估。2、（本题5分）某医院的病历管理系统需要存储患者的病历信息，包含患者编号、姓名、性别、年龄、病症、诊断结果、治疗方案等。系统要支持快速检索特定患者的病历、按照病症的严重程度对病历进行排序、添加新的病历、删除旧病历以及更新病历内容。请选择恰当的数据结构，并详细说明如何实现这些功能，包括算法思路和代码实现，以及性能评估。3、（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。4、（本题5分）一个电商网站的商品评论管理系统需要存储商品评论信息，包括评论编号、商品编号、评论内容、评论者、评论时间等。系统要实现快速查找特定商品的评论、按照评论时间对评论进行排序、新增评论、删除不良评论。请确定合适的数据结构，并详细阐述算法和代码实现，同时讨论性能优化策略。5、（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。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，使用数据结构来存储一个电商平台的用户