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頁廣東環境保護工程職業學院《算法設計與分析Ⅱ》

2023-2024學年第二學期期末試卷題號一二三四總分得分一、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、動態規劃是一種解決多階段決策問題的優化算法。以下關于動態規劃算法的描述，哪一項是不準確的？（）A.通過保存已解決子問題的結果來避免重復計算B.適用于具有最優子結構和重疊子問題的問題C.動態規劃的求解過程通常是自頂向下的D.能夠有效地降低問題的計算復雜度2、在算法的NP完全性理論中，以下關于NP完全問題的描述哪一項是不正確的？（）A.目前沒有已知的多項式時間算法能夠解決B.可以通過近似算法或啟發式算法來求解C.所有的NP完全問題都具有相同的難度D.確定一個問題是否為NP完全問題對于算法設計具有重要意義3、在一個大規模的數據集中，需要查找出現頻率最高的前K個元素。如果數據量非常大，內存無法一次性容納所有數據，以下哪種算法或數據結構可能是最合適的解決方案？（）A.使用冒泡排序對所有數據進行排序，然后選取前K個元素B.構建一個最大堆，每次取出堆頂元素，重復K次C.利用哈希表統計元素出現的頻率，然后通過快速排序對頻率進行排序，選取前K個D.將數據分成多個小塊，在每個小塊中找出前K個元素，然后合并這些結果4、在一個貪心算法的應用場景中，每次都做出當前看起來最優的選擇，但最終得到的結果不一定是全局最優解。以下哪個問題可能適合使用貪心算法來求解？（）A.旅行商問題B.活動安排問題C.0-1背包問題D.以上問題都不適合用貪心算法5、在圖算法中，深度優先搜索（DFS）和廣度優先搜索（BFS）是兩種基本的遍歷算法。以下關于這兩種算法的描述，錯誤的是：（）A.DFS采用遞歸或棧的方式實現，而BFS采用隊列的方式實現B.DFS可能會陷入深度很深的分支，而BFS能夠保證先訪問距離起始節點較近的節點C.對于無向圖，DFS和BFS都可以用于判斷圖是否連通D.DFS和BFS的時間復雜度都與圖的節點數量和邊的數量無關6、在字符串匹配算法中，KMP（Knuth-Morris-Pratt）算法相比樸素的字符串匹配算法有更高的效率。假設要在一個長文本中查找一個短模式串，以下關于KMP算法的優點，哪個描述是正確的（）A.減少不必要的字符比較B.不需要預處理模式串C.適用于所有類型的字符串D.以上都不對7、在分析一個算法的最壞時間復雜度時，如果無論輸入如何，算法的執行時間都不會超過某個上限，那么這種算法被稱為什么？（）A.最優算法B.確定性算法C.amortized算法D.穩定算法8、考慮一個用于在鏈表中查找特定元素的算法。如果鏈表是無序的，以下哪種查找方法的平均時間復雜度最差（）A.順序查找B.二分查找C.哈希查找D.以上方法平均復雜度相同9、考慮一個背包問題，背包的容量有限，有多個物品，每個物品有一定的價值和重量。要在不超過背包容量的前提下，使裝入背包的物品總價值最大。如果物品可以分割，以下哪種算法可以解決這個問題？（）A.0-1背包問題的動態規劃算法B.貪心算法C.回溯算法D.分支限界法10、在凸包問題的求解中，Graham掃描算法是一種常用的算法。以下關于Graham掃描算法的描述，不正確的是：（）A.Graham掃描算法通過選擇一個起始點，按照極角順序依次處理其他點，來構建凸包B.Graham掃描算法的時間復雜度為O(nlogn)，其中n是點的數量C.Graham掃描算法在處理過程中需要對點進行排序和棧操作D.Graham掃描算法得到的凸包一定是唯一的11、當分析一個算法的最壞情況時間復雜度時，假設該算法在處理某些特定輸入時性能極差。以下哪種改進策略可能對改善最壞情況性能最有效？（）A.數據結構的優化B.算法流程的重新設計C.增加預處理步驟D.以上策略都有可能12、在一個動態規劃問題中，需要求解一個具有最優子結構性質的問題。如果子問題存在大量的重疊，為了避免重復計算子問題，通常會采用哪種策略？（）A.分治法B.貪心算法C.備忘錄法D.回溯法13、在樹結構的算法中，二叉搜索樹是一種常見的數據結構。以下關于二叉搜索樹的描述，不正確的是：（）A.二叉搜索樹的左子樹中的節點值都小于根節點的值，右子樹中的節點值都大于根節點的值B.對二叉搜索樹進行中序遍歷可以得到有序的節點值序列C.二叉搜索樹的插入、刪除和查找操作的平均時間復雜度均為O(logn)D.二叉搜索樹一定是平衡的，即左右子樹的高度差不超過114、在一個大規模的電商平臺中，需要對海量的商品評論數據進行情感分析，以了解用戶對商品的態度是積極、消極還是中性。假設評論數據量巨大，并且需要快速得到分析結果。以下哪種算法或技術可能是最適合用于這個任務的？（）A.樸素貝葉斯分類算法，基于概率模型進行分類B.決策樹算法，通過構建決策樹進行分類判斷C.人工神經網絡算法，具有強大的學習和擬合能力D.支持向量機算法，擅長處理高維數據和復雜分類問題15、在一個動態規劃問題中，如果子問題之間存在大量的重疊，以下哪種優化方法可能是最有效的？（）A.備忘錄法，記錄已經計算過的子問題的結果，避免重復計算B.增加額外的變量來存儲中間結果，減少重復計算C.改變問題的分解方式，減少子問題的重疊D.放棄動態規劃，選擇其他算法二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）簡述遺傳算法的流程和關鍵步驟。2、（本題5分）闡述堆排序在數據動態變化時的處理方式。3、（本題5分）分析在心理咨詢行業中的評估和干預算法。三、分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）假設有一個二叉樹，設計算法找出其節點值的平均數在某一范圍內的所有子樹。詳細探討算法的思路和復雜度。2、（本題5分）全面剖析迪杰斯特拉算法在處理負權邊時的錯誤情況和可能的修正方法。計算修正后的時間復雜度和性能變化。3、（本題5分）給定一個字符串s和一個模式字符串p，其中p中包含通配符''和'?'，設計算法判斷s是否匹配p。例如，s="abcde"，p="ae"。詳細分析使用動態規劃的方法處理通配符，計算時間復雜度和空間復雜度，并討論在不同通配符分布下的性能。4、（本題5分）假設有一個未排序的整數數組，設計算法找出其中第k大的元素，要求平均時間復雜度較低。分析算法的思路和優化方法。5、（本題5分）詳細分析最大流算法在多階段網絡流問題