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頁四川工商學院

《數據分析與數據挖掘》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、設計一個電子指南針電路，能夠指示方向，精度為±1°，并且具有校準功能。2、在數據結構的應用中，棧可以用于實現表達式求值。以下關于棧在表達式求值中的作用，正確的是：（）A.棧用于存儲操作數，按照先進后出的原則進行計算B.棧用于存儲運算符，根據優先級進行計算C.棧在表達式求值中作用不大，主要依靠復雜的算法來實現D.表達式求值不需要使用棧，直接按照順序計算即可3、插入排序是一種簡單直觀的排序算法。關于插入排序的工作方式，以下描述哪一項是不正確的？（）A.插入排序將待排序的元素逐個插入到已排序的部分中，從而逐步完成排序B.插入排序在最壞情況下的時間復雜度為O(n^2)，在最好情況下的時間復雜度為O(n)C.插入排序是一種穩定的排序算法，相同元素的相對順序在排序前后不會改變D.插入排序的空間復雜度較高，通常需要額外的O(n)空間來完成排序4、在一個圖像處理軟件中，需要對圖像的像素數據進行操作，如快速找到相鄰像素的最大值、最小值等，并能夠高效地進行區域填充。對于這樣的圖像數據處理需求，以下哪種數據結構可能是最有用的？（）A.二維數組，直接對應圖像的像素矩陣B.二叉樹，對像素值進行排序和查找C.圖，表示像素之間的關系D.哈希表，快速定位特定像素的信息5、在一個字符串處理程序中，需要快速判斷一個字符串是否是另一個字符串的子串。以下哪種算法和數據結構的組合可能是最有效的？（）A.暴力匹配算法，使用數組存儲字符串B.KMP算法，基于有限自動機原理C.哈希算法，將字符串映射為哈希值D.二分查找算法，在有序字符串中查找6、在樹結構中，二叉樹是一種重要的類型。假設我們正在研究一個滿二叉樹。以下關于二叉樹的描述，哪一項是不準確的？（）A.滿二叉樹的葉子節點都在同一層，且非葉子節點都有兩個子節點B.二叉樹的遍歷方式包括前序遍歷、中序遍歷和后序遍歷，它們的時間復雜度相同C.二叉查找樹的左子樹中的節點值均小于根節點值，右子樹中的節點值均大于根節點值D.平衡二叉樹在插入和刪除節點時不需要進行調整，始終保持平衡狀態7、數據結構是計算機存儲、組織數據的方式，對算法的效率和程序的性能有著重要影響。以下關于數據結構的描述，哪一項是不準確的？（）A.數據結構可以分為線性結構和非線性結構，如數組、鏈表屬于線性結構，而樹和圖屬于非線性結構B.選擇合適的數據結構取決于具體的應用場景和操作需求，例如頻繁的插入和刪除操作可能更適合使用鏈表C.數據結構的設計目標通常包括節省存儲空間、提高操作效率和便于數據的管理與維護D.數據結構一旦確定，就不能根據實際情況進行修改和優化，否則會導致程序出現嚴重錯誤8、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)9、考慮用數據結構來實現一個表達式求值的算法，例如計算中綴表達式的值。以下哪種數據結構組合可能是最有效的（）A.棧和隊列B.棧和二叉樹C.隊列和哈希表D.棧和鏈表10、并查集是一種用于處理集合合并和查詢的數據結構。對于并查集的操作，以下描述哪一項是不正確的？（）A.可以快速判斷兩個元素是否屬于同一個集合B.合并兩個集合的操作時間復雜度為O(n)，其中n是集合中的元素數量C.通過路徑壓縮和按秩合并等優化方法可以提高并查集的效率D.并查集常用于解決圖的連通性問題和動態集合管理問題11、在圖的遍歷算法中，深度優先搜索（DFS）和廣度優先搜索（BFS）是兩種基本方法。關于這兩種算法，以下描述哪一項是不正確的？（）A.DFS從起始節點開始，沿著一條路徑盡可能深地訪問節點，然后回溯B.BFS從起始節點開始，逐層地訪問相鄰節點C.DFS和BFS的時間復雜度均與圖的節點數量和邊的數量有關，通常為O(n+m)，其中n是節點數量，m是邊的數量D.DFS適合用于查找最短路徑，BFS適合用于判斷圖是否連通12、設計一個射頻電路中的功率放大器，工作在特定頻段，具有較高的輸出功率和效率，進行穩定性分析。13、設計一個簡單的數字電壓表，能夠測量0-50V的直流電壓，精度達到0.1V，并用液晶顯示屏顯示測量結果。14、考慮一個航班預訂系統，需要存儲不同航班的信息，包括航班號、起降時間、座位數量等，并能夠快速地根據航班號、起降地點等條件進行查詢和預訂操作。在這種情況下，以下哪種數據結構和算法的組合可能是最優的？（）A.二分查找算法和二叉搜索樹B.哈希表和線性探測解決沖突C.冒泡排序和鏈表D.選擇排序和數組15、設計一個衛星通信系統中的雨衰補償電路，提高系統在惡劣天氣條件下的通信性能。16、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17、在數據結構的研究中，算法分析是重要的環節。以下關于算法分析方法的描述，錯誤的是：（）A.可以通過數學推導計算算法的時間復雜度和空間復雜度B.可以通過實驗測試來評估算法在不同規模輸入下的性能C.算法分析只需要關注平均情況，不需要考慮最壞情況D.可以通過對比不同算法的性能來選擇最優算法18、考慮一個搜索引擎的索引構建過程，需要對大量的網頁內容進行分詞、索引和存儲，以便能夠快速地根據用戶的查詢關鍵詞返回相關的網頁。以下哪種數據結構和算法常用于搜索引擎的索引構建和查詢處理？（）A.倒排索引和分詞算法B.正排索引和冒泡排序C.索引鏈表和選擇排序D.索引數組和插入排序19、基于通信原理設計一個數字通信系統，包括信源編碼、信道編碼、調制解調等模塊，給出系統性能評估。20、數組是一種常見的數據結構，具有固定的大小和連續的存儲方式。以下關于數組的描述，錯誤的是：（）A.數組可以通過下標快速訪問元素，但插入和刪除元素時可能需要移動大量元素，效率較低B.多維數組在內存中也是連續存儲的，通過計算偏移量可以快速定位元素C.數組的長度在創建后不能改變，若要動態改變數組大小，需要重新分配內存并復制元素D.數組適用于元素數量固定且操作主要為查找的情況，對于頻繁插入和刪除的應用不太合適，且其空間利用率總是最優的二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）數組的切片操作是如何實現的？有哪些注意事項？2、（本題5分）詳細闡述在一個具有n個頂點的無向圖中，如何判斷其是否為連通圖，并給出相應的算法。3、（本題5分）論述在并查集的擴展應用中，如何解決動態集合的合并和查詢問題。4、（本題5分）深入分析在具有n個頂點的無向圖中，如何計算每個頂點的度，并給出時間復雜度和空間復雜度的分析。5、（本題5分）論述在貪心算法的應用中，如何處理具有多個約束條件的問題。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，用鄰接表表示一個有向圖，計算圖中每個頂點的強連通分量。2、（本題5分）使用鏈表和克魯斯卡爾算法，設計一個程序，為一個通信網絡構建最小成本的連接方案。3、（本題5分）詳細設計B樹中節點插入導致上溢的處理算法，進行實際測試。4、（本題5分）使用棧結構設計一個程序，檢查一個字符串中的括號匹配并輸出錯誤位置。5、（本題5分）使用棧結構設計一個程序，判斷一個表達式中的運算符優先級是否正確。四、綜合題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）一家快遞公司需要管理大量的快遞包裹信息，包括包裹單號、發件人信息、收件人信息、重量、運輸狀態等。請設計合適的數據結構來存儲這些包裹數據，實現包裹的快速錄入、跟蹤查詢、狀態更新，以及統計不同地區的包裹數量和運輸情況。2、（本題10分）某公司的員工管理系統需要存儲員工的個人信息，如姓名、工號、部門、職位、薪資等。請設計合適的數據結構來存儲員