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頁重慶三峽職業學院

《數據結構C1》2023-2024學年第一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ZigBee技術的智能養殖環境監測系統，能夠實時監測養殖場內的溫度、濕度、氨氣濃度等參數。2、在數據結構的應用中，棧可以用于表達式求值。以下關于棧在表達式求值中的作用，哪一項描述是不正確的？（）A.?？梢杂脕泶鎯Σ僮鲾岛瓦\算符，按照特定的規則進行計算B.遇到運算符時，從棧中彈出相應數量的操作數進行運算，將結果壓入棧中C.對于中綴表達式，直接使用棧進行求值，無需進行任何轉換D.棧在處理括號和優先級時發揮重要作用，能夠正確計算復雜的表達式3、鏈表是另一種重要的數據結構，與數組相比具有不同的特點。以下關于鏈表的描述，不正確的是：（）A.鏈表中的元素通過指針鏈接在一起，存儲位置可以是不連續的，插入和刪除操作只需修改指針，效率較高B.單向鏈表只能從表頭向表尾遍歷，而雙向鏈表可以從表頭和表尾雙向遍歷，更加靈活C.鏈表的查找操作需要從頭節點依次遍歷，效率相對較低，但在不知道元素位置的情況下仍能進行插入和刪除D.鏈表不需要預先分配連續的存儲空間，因此不會出現存儲空間浪費的情況，且其內存使用效率總是高于數組4、數據結構是計算機存儲、組織數據的方式。在研究數據結構時，線性表是一種基礎的數據結構。以下關于線性表的描述，錯誤的是（）A.線性表可以順序存儲，也可以鏈式存儲B.順序存儲的線性表可以隨機訪問任意元素，時間復雜度為O(1)C.鏈式存儲的線性表在插入和刪除操作時，不需要移動大量元素，效率較高D.線性表的長度是固定的，不能動態變化5、當使用樹這種數據結構來存儲和組織數據時，二叉搜索樹是一種常見的類型。假設要在二叉搜索樹中快速查找一個特定的值，以下關于二叉搜索樹的性質，哪個是關鍵的（）A.左子樹的值都小于根節點，右子樹的值都大于根節點B.每個節點的度不超過2C.樹的高度是固定的D.節點的值是隨機分布的6、設計一個基于藍牙模塊的智能體重秤，能夠測量體重、體脂率、肌肉量等身體指標，并將數據上傳至云端。7、設計一個基于數字信號處理的語音降噪系統，能夠有效降低環境噪聲對語音信號的影響，提高語音質量。8、設計一個基于射頻技術的無線胎壓監測系統，能夠實時監測汽車輪胎的壓力和溫度。9、設計一個4G通信模塊的接口電路，能夠實現與微處理器的通信，詳細說明硬件連接和通信協議。10、假設正在實現一個文件系統，需要快速查找文件的目錄信息，并且支持文件和目錄的添加、刪除和修改操作。以下哪種數據結構可能是最適合用于存儲目錄結構的？（）A.平衡二叉樹，保持查找效率平衡B.紅黑樹，自平衡的二叉搜索樹C.B樹，適合外存存儲和大量數據查找D.哈希表，快速定位目錄項11、運用集成電路知識，設計一款用于智能手機的電源管理集成電路（PMIC），優化電池續航能力。12、設計一個簡單的數字時鐘電路，能夠顯示小時、分鐘和秒，具有校時功能，使用數碼管或液晶顯示屏進行顯示，同時闡述其工作原理和主要元器件的選擇。13、在一個需要頻繁合并和查找集合元素所屬集合的場景中，例如在圖像處理中合并相似的區域，以下哪種數據結構可能是最適合的？（）A.并查集，能夠高效地進行集合的合并和查找B.二叉搜索樹，主要用于元素的查找和排序C.圖，用于表示復雜的關系，對于簡單的集合操作可能過于復雜D.鏈表，合并和查找操作效率較低14、設計一個基于PLC的數控機床控制系統，實現機床的運動控制、刀具補償和故障報警功能。15、考慮一個在線游戲的玩家排行榜系統，需要根據玩家的得分實時更新排名，并且能夠快速獲取前幾名的玩家信息。以下哪種數據結構和算法的組合可能是最合適的？（）A.用數組存儲玩家信息，每次更新進行全排序B.構建大根堆來存儲玩家得分，便于獲取前幾名C.利用鏈表存儲，通過比較逐個更新排名D.使用二叉搜索樹，根據得分進行排序和查找16、在圖的最短路徑問題中，Dijkstra算法是一種常用的算法。以下關于Dijkstra算法的描述中，不正確的是（）A.該算法適用于有向圖和無向圖B.算法從起始頂點開始，逐步計算到其他頂點的最短路徑C.算法通過不斷更新頂點的距離值來找到最短路徑D.算法的時間復雜度為O(n^2)，其中n是頂點的數量17、并查集是一種用于處理不相交集合的數據結構。假設我們正在使用并查集解決問題。以下關于并查集的描述，哪一項是不準確的？（）A.并查集通過路徑壓縮和按秩合并兩種優化方法提高操作效率B.可以使用并查集判斷兩個元素是否屬于同一個集合C.并查集的查找操作的時間復雜度在經過優化后可以達到O(1)D.并查集只能用于處理整數元素，不能處理其他類型的數據18、考慮隊列這種數據結構，它遵循先進先出的原則。假設一個銀行需要管理客戶的排隊等待服務，每個客戶按照到達的順序接受服務。為了有效地組織和管理客戶的等待過程，以下關于隊列的操作，哪個是最關鍵的（）A.隨機刪除隊列中的元素B.在隊列中間插入新的客戶C.讀取隊列頭部的客戶信息D.對隊列中的元素進行排序19、設計一個簡單的無線數據傳輸系統，采用Zigbee技術，實現多個節點之間的通信，描述系統的硬件組成和軟件流程。20、隨著技術的發展，新的數據結構不斷涌現。以下關于新型數據結構的描述，不正確的是：（）A.新型數據結構通常是為了解決特定的問題或提高性能而提出的B.新型數據結構一定比傳統數據結構更優秀，應完全取代傳統數據結構C.了解新型數據結構有助于拓展思維和應對復雜的應用場景D.新型數據結構的應用需要根據具體需求進行評估和選擇二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）解釋什么是跳表的多層結構，說明其作用和優勢，并闡述如何進行查找和插入操作。2、（本題5分）深入解釋在具有n個元素的數組中，如何實現插入排序算法，并分析其時間復雜度和空間復雜度。3、（本題5分）深入分析在一個具有n個元素的鏈表中，如何查找第k大的元素。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，使用遞歸方式計算斐波那契數列的第n項，并分析其時間和空間復雜度。2、（本題5分）設計一個基于鄰接表的無向圖存儲結構，并實現深度優先遍歷和廣度優先遍歷算法。3、（本題5分）設計一個程序，使用歸并排序算法對一個無向圖的頂點進行排序。4、（本題5分）設計一個程序，使用貪心算法解決最優裝載問題，輸出裝載方案。5、（本題5分）設計一個算法，在一個二叉樹中找出所有節點值之和等于給定值的路徑。四、綜合題（本大題共2個小題，共20分)1、（本題10分）某城市的公交卡充值管理系統需要存儲充值記錄，包括充值編號、卡號、充值金額、充值時間等。系統要實現快速查找特定卡號的充值記錄、按照充值金額對記錄進行排序、新增充值、刪除錯誤充值記錄。請確定合適的數據結構，并詳細闡述算法和代碼實現，同時討論性能優化策略。