學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁黑龍江公安警官職業學院

《數據結構1》2023-2024學年第二學期期末試卷題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共15個小題，每小題2分，共30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、想象一個地圖應用，需要存儲不同地點之間的距離信息，并能夠快速找到兩個地點之間的最短路徑。以下哪種數據結構和算法的組合可能是最有效的？（）A.鄰接矩陣結合深度優先搜索算法，能表示完整的圖結構，但對于大規模圖效率較低B.鄰接表結合廣度優先搜索算法，節省空間，適合查找最短路徑C.十字鏈表結合迪杰斯特拉算法，結構復雜，實現難度大D.哈希圖結合A*算法，適用于復雜的啟發式搜索，但對簡單地圖可能過于復雜2、對于一個具有n個節點的AVL樹，其平均查找長度的量級為？（）A.O(1)B.O(logn)C.O(n)D.O(nlogn)3、設計一個數字頻率計多功能顯示電路，能夠同時顯示頻率、周期、占空比等參數，并且具有圖形顯示功能。4、設計一個數字音頻處理中的音頻水印嵌入和提取系統，分析水印的魯棒性和不可感知性。5、假設要實現一個高效的緩存淘汰策略，除了LRU之外，還有一種常見的策略是FIFO（FirstInFirstOut）。以下哪種數據結構可以方便地實現FIFO策略？（）A.隊列，先進先出的特性符合FIFO要求B.棧，后進先出，不符合FIFO策略C.堆，用于優先級排序，不適合FIFOD.鏈表，需要額外的邏輯來實現FIFO6、設計一個基于Wi-Fi6的無線局域網（WLAN）系統，實現高速穩定的網絡連接，給出系統組成和關鍵技術。7、設計一個數字信號處理器（DSP）音頻處理電路，能夠實現音頻信號的混音、特效等處理功能。8、設計一個基于光電二極管的光強測量系統，能夠測量不同波長的光強，精度達到0.1μW/cm2。9、假設要實現一個函數，判斷一個字符串是否是另一個字符串的子序列。例如，“ace”是“abcde”的子序列。以下哪種數據結構和算法的組合可能是最有效的？（）A.雙指針法，分別在兩個字符串上移動指針進行比較，簡單直接B.哈希表，將字符串的字符存儲并進行查找，效率較低C.棧，存儲已匹配的字符，操作復雜D.隊列，用于存儲待匹配的字符，不太適合此場景10、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-111、鏈表是一種常見的鏈式存儲結構，相比順序存儲，鏈表在插入和刪除操作上具有優勢。在單向鏈表中，每個節點包含數據域和指針域。如果要在鏈表的中間位置插入一個新節點，需要找到插入位置的前一個節點。以下關于在單向鏈表中查找插入位置前一個節點的描述，正確的是：（）A.時間復雜度為O(1)B.時間復雜度為O(logn)C.時間復雜度為O(n)D.時間復雜度與鏈表長度無關12、設計一個智能水質監測傳感器節點，能夠實時監測水質參數并通過無線方式傳輸數據，給出節點的硬件設計和低功耗實現。13、設計一個溫度控制系統電路，能夠根據設定的溫度自動控制加熱或冷卻設備，使環境溫度保持在設定值附近，精度為±1℃。14、設計一個具有電源管理功能的集成電路，能夠實現對不同電源軌的監控和控制，給出電路設計和功能驗證。15、設計一個基于DSP的圖像去噪系統，能夠去除圖像中的高斯噪聲和椒鹽噪聲，闡述算法原理和代碼實現。二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）解釋如何在一個帶權有向圖中計算源點到所有頂點的最長路徑長度。2、（本題5分）解釋遞歸算法的概念和特點，分析其在數據結構中的應用（如二叉樹的遍歷），并討論遞歸算法的優缺點。3、（本題5分）對于一個具有n個元素的數組，如何使用選擇排序算法進行優化以減少比較次數？三、綜合題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）一個電商網站的推薦系統需要根據用戶的瀏覽歷史和購買行為為用戶推薦相關商品。用戶的行為數據以字符串的形式存儲，使用后綴樹來處理這些數據。請設計算法實現以下功能：（1）查找具有相似瀏覽歷史的用戶；（2）根據用戶的當前瀏覽行為預測可能感興趣的商品；（3）更新用戶的行為數據；（4）處理大量用戶數據時，如何優化后綴樹的性能。分析算法的時間復雜度和空間復雜度。2、（本題5分）某在線教育平臺需要對課程的章節內容和學生的學習進度進行管理。課程信息包括課程編號、章節標題、內容、學習進度等，學生信息包括學生編號、學習的課程等。這些信息以塊狀鏈表的形式存儲。請設計算法實現以下功能：（1）查詢某個學生在某門課程中的學習進度；（2）更新學生的學習進度；（3）按照學習進度對學生進行排序；（4）統計某門課程的學習完成率。分析算法的時間復雜度和空間復雜度。3、（本題5分）某電商倉庫的庫存管理系統需要存儲商品的庫存信息，包含商品編號、商品名稱、庫存數量、進貨價格、出貨價格等。系統要能夠快速查詢特定商品的庫存、按照庫存數量對商品進行排序、進行商品的入庫和出庫操作、修改商品的價格信息。請設計合理的數據結構和算法，并提供代碼實現以及性能評估。4、（本題5分）某城市的交通流量監測系統需要對各個路口的車流量進行統計和分析。路口信息和車流量數據以廣義表的形式存儲。請設計算法實現以下功能：（1）統計某個時間段內某個路口的車流量；（2）找出車流量最大的路口；（3）當路口設置發生變化時，更新數據結構；（4）按照車流量對路口進行排序。分析算法的時間復雜度和空間復雜度。5、（本題5分）某在線購物平臺的優惠券管理系統需要記錄優惠券信息、發放記錄和使用記錄。優惠券信息包括優惠券ID、優惠券類型、面額、使用條件，發放記錄包括發放ID、優惠券ID、用戶ID、發放時間，使用記錄包括使用ID、優惠券ID、訂單ID、使用時間。設計數據結構來管理優惠券數據，實現優惠券的發放、使用、查詢，并統計優惠券的使用情況和效果。四、設計