天津城建大学《数据结构W》2023-2024学年第一学期期末试卷

自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密封线第2页，共2页天津城建大学

《数据结构W》2023-2024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、字符串是一种常见的数据类型，在字符串的操作中，模式匹配是重要的问题。关于朴素的模式匹配算法，以下描述错误的是（）A.时间复杂度较高B.从主串的第一个字符开始依次匹配C.每次匹配失败后，模式串需要回溯到起始位置D.是一种高效的模式匹配算法2、设计一个基于ADC和微控制器的光照强度测量系统，能够测量0-10000lux的光照强度，精度达到1lux。3、设计一个基于光电编码器的电机位置测量系统，能够精确测量电机的转动角度和位置。4、设计一个数字信号处理中IIR滤波器和FIR滤波器的性能比较方案，在相同条件下分析滤波效果和资源消耗。5、设计一个基于STM32的物联网终端设备，能够连接云平台实现数据的上传和下发，描述设备的硬件和软件实现。6、在数据结构的操作中，可能会出现时间和空间的权衡。以下关于时间和空间权衡的描述，不准确的是：（）A.有时候为了提高操作的时间效率，可能需要牺牲一些存储空间，例如使用缓存来加速数据访问B.某些数据结构在节省空间的同时，可能会导致操作的时间复杂度增加，例如压缩存储的数组C.在任何情况下，都应该优先考虑时间效率，而忽略空间的消耗，因为时间往往比空间更宝贵D.时间和空间的权衡需要根据具体的应用场景和需求来决定，没有绝对的最优策略7、设计一个基于单片机的智能空气质量监测系统，能够监测多种污染物浓度并进行报警。8、设计一个基于模拟滤波器和数字滤波器的组合滤波系统，有效滤除复杂噪声。9、设计一个通信系统信道编码的性能评估方案，包括不同编码方式的误码率测试和纠错能力分析。10、假设正在开发一个文本编辑软件，需要能够快速地对输入的文本进行插入、删除和查找操作。同时，要能够高效地实现文本的回退和重做功能。为了满足这些需求，以下哪种数据结构可能是最优的选择？（）A.顺序表，存储文本数据，操作简单直接B.双向链表，方便在任意位置进行插入和删除C.栈，用于实现回退和重做功能D.散列表，快速查找文本中的特定字符或字符串11、在数据结构中，链表是一种常见的数据结构。以下关于链表的描述，哪一项是不准确的？（）A.链表由一系列节点组成，每个节点包含数据和指向下一个节点的指针B.链表的插入和删除操作在特定位置时，时间复杂度为O(1)C.链表可以方便地进行动态内存分配，无需事先确定存储空间大小D.链表在查找特定元素时，时间复杂度总是优于顺序表12、设计一个数字信号调制解调高速电路，能够实现更高的数据传输速率，提高通信效率。13、在树型数据结构中，二叉树是一种重要的类型。关于二叉树的性质，以下正确的是：（）A.一棵深度为k的满二叉树，其节点总数为2^k-1B.二叉树的中序遍历结果是节点值的升序排列（假设节点值为整数）C.任何一棵二叉树，其叶子节点数一定等于度为2的节点数加1D.二叉树的前序遍历和后序遍历结果一定不同14、设计一个基于单片机的智能车库照明系统，根据车辆进出自动控制灯光的开启和关闭。15、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二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）详细论述在具有n个顶点的图中，如何使用深度优先搜索算法查找所有的连通分量，并给出具体的算法步骤和代码实现。2、（本题5分）解释如何在一个具有n个元素的链表中，使用冒泡排序算法进行排序，并分析其时间复杂度和空间复杂度。3、（本题5分）详细解释在一个具有n个元素的二叉树中，如何通过前序遍历计算二叉树的高度。三、综合题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）一个科研项目管理系统需要对项目的进展情况和参与人员进行跟踪。项目信息包括项目编号、项目名称、负责人、起止时间、进展状态等，参与人员信息包括人员编号、姓名、参与项目等。这些信息以十字链表的形式存储。请设计算法实现以下功能：（1）查询某个项目的详细信息；（2）添加新的项目或人员；（3）删除已完成的项目或离职人员；（4）统计每个负责人负责的项目数量。分析算法的时间复杂度和空间复杂度。2、（本题5分）某公司的员工管理系统需要存储员工的个人信息，如姓名、工号、部门、职位、薪资等。请设计合适的数据结构来存储员工信息，支持按部门、职位等条件进行快速查询和排序，并能够方便地进行员工信息的添加、删除和修改操作。3、（本题5分）一个在线视频会议系统需要对参会人员的状态和发言顺序进行管理。参会人员信息包括人员编号、姓名、状态（在线/离线）、发言顺序等。这些信息以三元组表的形式存储。请设计算法实现以下功能：（1）查询在线参会人员名单；（2）调整参会人员的发言顺序；（3）人员离线时更新状态；（4）统计发言次数超过一定阈值的人员数量。分析算法的时间复杂度和空间复杂度。4、（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。5、（本题5分）某音乐播放平台需要管理大量的音乐文件信息，包括歌曲ID、歌曲名称、歌手、专辑、播放次数、下载次数等。设计数据结构来存储这些音乐信息，能够快速查找特定歌曲、按照歌手或专辑分类、更新播放和下载次数，并统计热门歌曲。四、设计题（本大题共3个