新乡医学院三全学院《数据结构Ⅲ》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、在处理复杂的数据结构时，可能会用到一些高级的技术和概念。以下关于高级数据结构技术的描述，错误的是：（）A.并查集是一种用于处理集合合并和查询的数据结构，常用于解决连通性问题B.线段树可以用于高效地处理区间查询和更新操作，例如求区间和、区间最大值等C.字典树（Trie树）适用于字符串的存储和查找，能够快速判断一个字符串是否存在D.高级数据结构技术通常只适用于特定的领域和问题，在一般的编程中很少用到2、若对一棵二叉排序树进行中序遍历，得到的序列是一个有序序列，这是因为二叉排序树的定义具有以下哪个特性？（）A.左子树节点值小于根节点值，右子树节点值大于根节点值B.根节点值大于左子树所有节点值，小于右子树所有节点值C.每个节点的左子树和右子树的高度差不超过1D.所有节点的值互不相同3、设计一个基于数字信号处理的音频分离系统，能够将混合音频中的不同声源分离出来。4、假设要设计一个算法来计算表达式的值，例如“(2+3)*4-5”，需要一种数据结构来存储操作数和运算符，并按照正确的顺序进行计算。以下哪种数据结构可能是最合适的？（）A.队列，先进先出，难以处理表达式的优先级B.栈，能够方便地处理运算符的优先级和计算顺序C.数组，存储固定数量的元素，不利于表达式的灵活计算D.哈希表，主要用于快速查找，不适合表达式的计算5、假设正在设计一个网络数据包过滤系统，需要根据数据包的源地址、目的地址、协议类型等信息进行快速的过滤和处理。以下哪种数据结构和算法的组合最适合实现数据包的高效过滤？（）A.决策树和分类算法B.位图和位运算C.图和最短路径算法D.数组和遍历算法6、设计一个5V转±12V的DC-DC电源转换电路，输出电流不小于0.5A，给出原理图和元件选型。7、设计一个太阳能路灯控制器节能电路，能够根据环境光照强度和交通流量自动调节路灯的亮度，实现节能。8、设计一个通信系统复用设备，能够实现时分复用、频分复用或波分复用功能，分析复用效率和资源利用率。9、设计一个图像处理中的图像质量主观评价实验方案，包括评价人员的选择和评价标准的制定。10、设计一个通信系统中的扩频通信模块，实现某种扩频方式，分析其抗干扰性能和传输效率。11、在使用链表实现栈的操作时，假设需要弹出栈顶元素。以下关于链表栈的操作，哪个是正确的（）A.直接删除链表的头节点B.从链表的尾部删除节点C.遍历链表找到栈顶节点并删除D.以上操作都不正确12、设计一个带通椭圆滤波器电路，中心频率为1kHz，带宽为200Hz，通带波纹小于0.3dB，阻带衰减不小于60dB，输入信号频率范围为0-2kHz。13、在选择排序算法中，每次都从未排序部分选择最小的元素放到已排序部分的末尾。假设一个数组的元素数量较大，以下关于选择排序的时间复杂度和空间复杂度，哪个是正确的（）A.时间复杂度为O(nlogn)，空间复杂度为O(1)B.时间复杂度为O(n^2)，空间复杂度为O(n)C.时间复杂度为O(n^2)，空间复杂度为O(1)D.时间复杂度为O(n)，空间复杂度为O(1)14、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。15、在一个分布式系统中，各个节点需要共享一些全局的状态信息，并且能够快速地检测到状态的变化。为了实现这种全局状态的管理和同步，以下哪种数据结构可能会被用到？（）A.分布式哈希表B.分布式链表C.分布式树D.分布式栈二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）简述哈希表的哈希冲突解决方法中再哈希法的原理及优缺点。2、（本题5分）深入解释二叉树的先序遍历、中序遍历和后序遍历的定义，并分别举例说明它们在实际问题中的应用场景。3、（本题5分）阐述二叉树的层次遍历算法的实现过程，分析其时间复杂度，并举例说明其应用场景。4、（本题5分）解释数据结构中队列的概念、特点以及常见的操作，举例说明队列在计算机科学中的应用场景。三、综合题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）某在线招聘平台的简历筛选系统需要根据职位要求对求职者的简历进行筛选和匹配。简历包括求职者ID、个人信息、教育背景、工作经历、技能证书，职位要求包括职位ID、所需技能、工作经验、学历要求。设计数据结构来存储简历和职位要求数据，实现快速准确的筛选和匹配，并向招聘者推荐合适的简历。2、（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。3、（本题5分）一个在线游戏的玩家信息管理系统需要存储玩家的信息，如玩家编号、玩家昵称、游戏等级、游戏积分、在线状态等。系统要实现快速查找特定玩家、按照游戏积分对玩家进行排名、新增玩家、删除玩家以及更新玩家的在线状态和游戏等级。请确定合适的数据结构，并详细说明算法和代码实现，同时讨论性能优化策略。4、（本题5分）一个社交网络平台需要管理用户之间的好友关系。好友关系以邻接表的形式存储在图结构中。请设计算法实现以下功能：（1）判断两个用户是否为好友；（2）找出某个用户的所有好友；（3）计算某个用户的好友度数；（4）找出共同好友最多的两个用户。分析算法的时间复杂度和空间复杂度。5、（本题5分）一个股票交易系统需要实时处理大量的股票交易数据，包括股票代码、交易时间、交易价格、交易数量、买卖方向等。请设计数据结构来存储和管理这些交易数据，能够快速查询特定股票的交易记录、按时间排序交易、计算某段时间内的股票均价，并支持新交易的插入和旧交易的删除。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，使用链表实现栈的排序功能，输入一个栈进行排序并展示结果。2、（本题