站名：站名：年級專業：姓名：學號：凡年級專業、姓名、學號錯寫、漏寫或字跡不清者，成績按零分記。…………密………………封………………線…………第1頁，共1頁陜西旅游烹飪職業學院《數據結構及算法》

2023-2024學年第一學期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共20個小題，每小題1分，共20分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的．）1、設計一個電子秤數據傳輸與加密電路，能夠將電子秤的測量數據安全地傳輸到其他設備，并進行加密保護。2、字符串在計算機編程中經常被使用。以下關于字符串操作的描述，不正確的是：（）A.字符串的比較可以通過逐個字符比較來實現B.字符串的連接操作可能會導致較高的時間復雜度C.字符串的查找可以使用暴力匹配算法或更高效的算法D.字符串一旦創建，其長度就不能改變3、設計一個音頻混響效果器，能夠為音頻信號添加混響效果，給出電路設計和效果參數調節。4、想象一個需要存儲和操作幾何圖形（如點、線、面）的系統，以下哪種數據結構可能是最適合的？（）A.空間索引（如R-tree），能夠高效地處理空間數據B.鏈表，對于復雜的幾何關系處理不便C.數組，存儲固定數量的幾何對象，不靈活D.棧，不適合存儲和操作幾何圖形5、設計一個高速串行通信接口，采用USBType-C接口，傳輸速率達到10Gbps，說明硬件實現和協議棧。6、設計一個基于51單片機的智能交通燈控制系統，能夠根據車流量自動調整紅綠燈時間，提高道路通行效率。7、在排序算法中，冒泡排序是一種簡單的排序方法。以下關于冒泡排序的說法，不正確的是：（）A.冒泡排序通過反復比較相鄰元素并交換位置，將最大（或最小）元素逐步“浮”到數組的一端B.冒泡排序在最好情況下的時間復雜度為O(n)，在最壞情況下的時間復雜度為O(n^2)C.冒泡排序是一種穩定的排序算法，即相同元素的相對順序在排序前后保持不變D.冒泡排序的空間復雜度較高，需要額外的大量存儲空間8、在一個有序數組中，使用二分查找查找一個特定元素，如果查找失敗，最終比較次數與數組長度n的關系是：（）A.比較次數小于等于log?(n+1)B.比較次數等于nC.比較次數小于等于n/2D.比較次數小于等于n-19、堆是一種特殊的樹形數據結構，分為大頂堆和小頂堆。大頂堆的每個節點的值都大于或等于其子節點的值。在將一組無序的數據構建成大頂堆時，以下關于構建過程的描述，正確的是：（）A.從葉子節點開始，逐步向上調整B.從根節點開始，逐步向下調整C.隨機選擇節點進行調整D.不需要進行調整，直接就是大頂堆10、在一個編譯器的符號表實現中，需要存儲變量名、類型、作用域等信息，并能夠快速查找、插入和刪除符號。以下哪種數據結構可能是最適合的？（）A.紅黑樹，平衡的搜索結構B.鏈表，動態操作方便C.棧，后進先出管理符號D.隊列，先進先出處理符號11、考慮一個物流配送系統，需要根據客戶的地址和訂單需求規劃最優的配送路線。同時，要能夠實時更新路況信息，并重新計算最優路線。在這種情況下，以下哪種數據結構和算法的組合最適合解決這個問題？（）A.迪杰斯特拉算法和鄰接表B.弗洛伊德算法和矩陣C.廣度優先搜索算法和鏈表D.深度優先搜索算法和棧12、設計一個高速串行通信系統，采用PCIe接口，傳輸速率達到10Gbps，說明硬件實現和協議棧。13、插入排序也是一種基本的排序算法。關于插入排序的特點，以下描述正確的是：（）A.插入排序在每次迭代中，將待排序元素插入到已排序部分的合適位置B.插入排序在最壞情況下的時間復雜度為O(nlogn)，優于冒泡排序C.插入排序是一種不穩定的排序算法，可能改變相同元素的相對順序D.插入排序適用于大規模數據的排序，效率很高14、在排序算法中，冒泡排序是一種簡單的排序方法。以下關于冒泡排序的描述，不正確的是（）A.每次比較相鄰的兩個元素，將較大的元素向后移動B.經過n-1輪比較，就可以將數組排序完成C.冒泡排序的時間復雜度為O(n2)，在所有情況下性能都較差D.冒泡排序是一種穩定的排序算法15、在一個數據壓縮算法中，需要構建一個頻率表來統計字符出現的頻率。以下哪種數據結構最適合存儲字符及其頻率信息？（）A.二叉樹，根據頻率構建B.哈希表，快速查找字符頻率C.棧，按順序存儲頻率D.隊列，先進先出處理字符16、基于可編程邏輯器件（如FPGA）設計一個數字時鐘系統，具備時分秒顯示、設置時間和鬧鐘功能，闡述設計思路和實現過程。17、在一個具有n個節點的二叉排序樹中，查找一個特定元素的平均時間復雜度為：（）A.O(n)B.O(logn)C.O(nlogn)D.O(n^2)18、考慮一個網絡數據包的處理系統，需要按照數據包到達的先后順序進行處理，同時能夠在任意時刻獲取最早到達的數據包。以下哪種數據結構可以滿足這種需求？（）A.優先隊列，根據優先級處理數據包B.鏈表，順序存儲數據包C.棧，先進后出處理數據包D.環形隊列，實現先進先出且循環利用空間19、設計一個數字電路中計數器的級聯擴展和同步控制方案，分析計數范圍和同步性能。20、設計一個基于微波技術的車載雷達測速系統，能夠準確測量車輛行駛速度。二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）在一個具有n個元素的雙向鏈表中，說明如何實現向前和向后的遍歷，以及如何在雙向鏈表中插入和刪除節點。2、（本題5分）論述在有向圖中，如何判斷是否存在回路，以及如何找出所有的強連通分量。3、（本題5分）解釋什么是小根堆和大根堆，并說明如何通過調整操作來維持堆的性質。4、（本題5分）在哈希表中，闡述如何動態調整哈希表的大小，給出算法步驟和實現代碼，并分析其性能影響。5、（本題5分）詳細闡述如何使用選擇排序對雙向鏈表進行排序。三、設計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設計一個算法，利用隊列結構模擬銀行排隊系統，實現顧客的入隊、出隊和排隊信息查詢功能。2、（本題5分）設計一個程序，使用鏈表實現棧和隊列的混合數據結構，支持特定的操作需求。3、（本題5分）設計一個程序，對一個二叉樹進行后序遍歷的非遞歸實現。4、（本題5分）設計一個程序，在二叉搜索樹中刪除一個具有兩個子節點的節點，保持樹的結構。5、（本題5分）設計一個算法，用鄰接表表示一個無向圖，判斷圖中是否存在頂點覆蓋。四、綜合題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）一個在線健身平臺需要管理用戶的健身計劃、運動記錄、飲食記錄和身體指標等。設計一種數據結構來存儲這些信息，支持健身計劃的制定和修改，運動和飲食記錄的錄入，身體指標的測量和分析，并能夠根據用戶數據提供個性化的健身建議和目標設定。2、（本題10分）一個城市的公共交通系統需要實時跟蹤公交車的位置和行駛路線