自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密封線第2頁，共2頁唐山學院

《數據結構（Pthon）》2023-2024學年第一學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共20個小題，每小題2分，共40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、設計一個基于Wi-FiDirect的點對點無線通信系統，實現高速數據傳輸，描述系統的硬件組成和通信協議。2、在數據結構中，鏈表是一種常見的數據結構。以下關于鏈表的描述，哪一項是不準確的？（）A.鏈表由一系列節點組成，每個節點包含數據和指向下一個節點的指針B.鏈表的插入和刪除操作在特定位置時，時間復雜度為O(1)C.鏈表可以方便地進行動態內存分配，無需事先確定存儲空間大小D.鏈表在查找特定元素時，時間復雜度總是優于順序表3、設計一個無線遙控器語音控制電路，能夠通過語音指令控制電器設備的開關和調節，實現智能化控制。4、設計一個基于STM32的智能小車控制系統，能夠實現自動避障、循跡和藍牙遙控功能，描述硬件選型和軟件編程思路。5、設計一個數字頻率計自動測量電路，能夠自動測量輸入信號的頻率，并將測量結果顯示出來。6、設計一個基于CAN總線的分布式控制系統，實現多個節點之間的數據通信和協同控制，闡述總線協議和系統架構。7、運用通信網絡技術，設計一個智能工廠的5G專網方案，滿足工業生產中對低延遲、高可靠通信的需求。8、設計一個基于音頻運放的耳機放大器，輸出功率不小于500mW，失真度小于0.1%。9、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10、在一個網絡數據包處理系統中，數據包按照到達的順序被處理，但是某些高優先級的數據包需要優先處理。為了實現這種優先級處理機制，以下哪種數據結構可以被應用？（）A.優先級隊列B.單調隊列C.循環隊列D.有序數組11、在一個鏈式存儲的棧中，進行出棧操作時，如果棧為空，會發生什么情況？（）A.正常出棧，返回空值B.程序報錯C.自動添加一個默認值D.等待用戶輸入值12、假設正在開發一個股票交易系統，需要實時記錄每只股票的價格變化，并能夠快速地找出價格漲幅最大和跌幅最大的股票。同時，要支持對股票價格的歷史數據進行分析。以下哪種數據結構和算法的搭配最適合這個系統？（）A.最大堆和最小堆，分別存儲漲幅和跌幅最大的股票信息B.紅黑樹和中序遍歷，獲取股票價格的排序C.跳表和插入排序，更新股票價格數據D.線段樹和歸并排序，分析股票價格歷史數據13、設計一個基于運放的音頻前置放大器，具有高輸入阻抗、低噪聲和一定的增益，用于提升音頻信號質量。14、考慮一個地理信息系統，需要存儲和管理地圖上的點、線、面等元素的信息，并能夠快速地進行空間查詢和分析，如判斷兩個區域是否相交。以下哪種數據結構最適合用于地理空間數據的處理？（）A.R樹，支持空間數據的索引和查詢B.B+樹，高效存儲和檢索空間數據C.紅黑樹，保持空間數據的平衡D.哈希樹，快速定位空間元素15、設計一個基于光電傳感器的自動化生產線質量檢測系統，能夠檢測產品的外觀缺陷和尺寸精度。16、在一個交通流量監測系統中，需要實時記錄不同路段的車輛數量，并能夠快速地找出車輛數量最多的路段和最少的路段。此外，還需要能夠動態地更新路段的車輛數量信息。對于這樣的需求，以下哪種數據結構最為合適？（）A.優先隊列，能夠快速獲取最大或最小元素B.紅黑樹，保持數據的有序性并支持高效的插入和刪除C.跳表，實現快速的查找、插入和刪除操作D.線段樹，用于處理區間的統計和更新問題17、樹是一種重要的數據結構，具有層次關系。在二叉樹中，以下關于遍歷方式的描述中，不正確的是（）A.前序遍歷是先訪問根節點，然后遍歷左子樹，最后遍歷右子樹B.中序遍歷是先遍歷左子樹，然后訪問根節點，最后遍歷右子樹C.后序遍歷是先遍歷左子樹，然后遍歷右子樹，最后訪問根節點D.無論采用哪種遍歷方式，得到的結果都是唯一的18、設計一個數字通信中均衡器訓練和跟蹤模式的切換策略，分析對系統性能的影響。19、設計一個基于數字圖像處理的人臉識別系統，能夠對輸入的圖像進行人臉檢測、特征提取和識別，說明算法的選擇和優化。20、棧是一種特殊的線性表，遵循特定的操作原則。對于棧的操作，以下描述哪一項是不正確的？（）A.棧遵循先進后出（FILO）的原則，只能在棧頂進行插入和刪除操作B.可以使用數組或鏈表來實現棧的數據結構C.棧的入棧和出棧操作的時間復雜度均為O(1)D.棧的應用非常廣泛，例如在表達式求值和函數調用中二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）在數據結構中，闡述如何使用跳表進行范圍查詢，給出算法步驟和實現代碼，并分析其性能特點。2、（本題5分）闡述隊列的隊頭和隊尾的含義，以及在入隊和出隊操作中如何維護隊頭和隊尾。3、（本題5分）探討在一個具有n個頂點的有向圖中，如何判斷是否存在回路，并說明其算法思想。三、設計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設計一個數據結構，用于存儲健身房會員的信息，包括會員姓名、會員類型、到期時間等，支持會員的續費和查詢。2、（本題5分）設計一個程序，利用線段樹和拓撲排序算法的結合，安排一個軟件開發項目中各個功能模塊的集成順序。3、（本題5分）設計一個程序，利用左偏樹實現一個優先隊列，支持插入、刪除和取出最大值操作。4、（本題5分）以鏈表為基礎，設計一個旅游景點門票預訂管理系統，支持門票的預訂和退票。5、（本題5分）設計一個程序，使用合適的數據結構存儲一個學校的社團成員活動參與記錄信息，支持成員活躍度的評估。四、綜合題（本大題共2個小題，共20分)1、（本題10分）某電商平臺的推薦系統需要根據用戶的購買歷史、瀏覽記錄和收藏夾等信息為用戶推薦商品。設計一種數據結構來存儲用戶行為信息，實現商品的推薦算法，并能夠實時更新推薦結果以適應用戶興趣的變化。2、（本題10分）一個電商倉庫的庫存管理系統需要對商品的庫存數量和出入庫記錄進行管理。商品