重庆第二师范学院《数据结构与算法基础》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《数据结构与算法基础》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、设计一个基于运放的求和放大器电路，能够实现多个输入信号的求和运算，增益可调。2、利用电子信息工程知识，设计一个智能家居安防系统，包括入侵检测、火灾报警和远程监控等功能。3、设计一个音频分频器电路，将音频信号分为高音、中音和低音，给出电路结构和元件参数计算。4、设计一个用于工业机器人的运动控制系统，能够实现点位控制、轨迹规划和速度控制，说明控制算法和驱动器选型。5、设计一个光纤通信系统中光纤的选型方案，考虑传输距离、带宽和成本等因素，进行性能和成本评估。6、设计一个基于USB3.1接口的高速数据传输系统，能够实现大数据量的快速传输，包括接口电路设计和传输协议。7、设计一个基于数字图像处理技术的车牌识别系统，能够对输入的车辆图像进行车牌定位、字符分割和识别，阐述算法流程和实现方法。8、设计一个卫星导航系统中的差分定位数据处理模块，分析定位精度的提升效果。9、设计一个基于蓝牙的无线鼠标，能够与计算机进行稳定的无线连接，实现鼠标的基本操作功能。10、在排序算法中，冒泡排序是一种简单的排序方法。以下关于冒泡排序的描述，不正确的是（）A.每次比较相邻的两个元素，将较大的元素向后移动B.经过n-1轮比较，就可以将数组排序完成C.冒泡排序的时间复杂度为O(n²)，在所有情况下性能都较差D.冒泡排序是一种稳定的排序算法11、考虑哈希冲突的解决方法，开放定址法和链地址法是常见的策略。假设一个哈希表的负载较高，容易发生冲突。以下哪种方法在这种情况下可能表现更好（）A.开放定址法B.链地址法C.两种方法效果相同D.无法确定12、当需要构建一个能够表示家族关系的树形数据结构时，假设每个节点代表一个家庭成员，并且需要方便地查找某个成员的祖先和后代。以下哪种树形结构最合适？（）A.二叉树B.二叉搜索树C.多叉树D.红黑树13、假设要实现一个LRU（最近最少使用）缓存淘汰策略，用于管理有限的内存空间以存储经常访问的数据。为了有效地实现这个策略，以下哪种数据结构是关键？（）A.双向链表结合哈希表B.栈结合数组C.队列结合树D.堆结合链表14、冒泡排序是一种简单的排序算法。假设我们正在使用冒泡排序对数组进行排序。以下关于冒泡排序的描述，哪一项是不准确的？（）A.冒泡排序通过反复比较相邻元素并交换位置，将最大的元素逐步“浮”到数组的末尾B.冒泡排序在最坏情况下的时间复杂度为O(n^2)，但在最好情况下可以达到O(n)C.冒泡排序是一种稳定的排序算法，相同元素的相对顺序在排序后不会改变D.冒泡排序的性能优于其他所有排序算法，适用于各种规模的数据排序15、设计一个直流稳压电源，能够将输入的不稳定直流电压转换为稳定的输出电压，输出电压可在一定范围内调节，给出电路原理图和元件参数选择。二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）解释如何在一个具有n个顶点的有向图中，使用拓扑排序算法判断是否存在有向环，并分析其时间复杂度和空间复杂度。2、（本题5分）详细阐述在一个具有n个元素的二叉树中，如何计算树的高度，并分析其时间复杂度。3、（本题5分）解释什么是块状数组数据结构，说明其特点和应用场景，并阐述如何进行访问和修改操作。三、综合题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）一个在线图书馆管理系统需要存储大量的图书信息，包括书名、作者、出版社、出版年份、分类等。设计数据结构来组织这些信息，以便能够快速地根据书名、作者或分类进行查询，并实现新书的添加和旧书的删除操作。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）一个物流配送系统需要管理订单信息，订单包括订单编号、收件人姓名、收件地址、货物重量、配送状态等。系统要能够快速查找特定订单、按照货物重量对订单进行排序、插入新订单、删除已完成订单以及修改订单的配送状态。请设计合适的数据结构和算法来满足这些需求，并给出代码实现和性能分析。4、（本题5分）一个在线旅游预订系统需要管理旅游线路、景点、酒店、游客预订信息等。设计一种数据结构来存储这些信息，实现旅游线路和景点的添加、删除、查找和修改，酒店的预订和评价管理，游客预订信息的存储和处理，并能够根据游客的需求推荐合适的旅游线路和酒店。5、（本题5分）某电商仓库的货物管理系统需要记录货物的信息，包括货物编号、货物名称、货物类别、库存数量、存放位置等。请设计数据结构来存储货物数据，实现货物的快速查找、库存盘点、位置调整，并统计各类货物的库存数量。四、设计题（本大题共3个