寧夏大學《數(shù)據(jù)結構C1》2023-2024學年第二學期期末試卷

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1頁，共3頁寧夏大學《數(shù)據(jù)結構C1》

2023-2024學年第二學期期末試卷院(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、對于一個用數(shù)組實現(xiàn)的隊列，當rear指針達到數(shù)組末尾時，為了實現(xiàn)循環(huán)隊列，需要進行什么樣的操作？（）A.rear指針重新指向數(shù)組開頭B.擴大數(shù)組容量C.停止入隊操作D.以上都不對2、對于一個具有n個元素的有序數(shù)組，采用二分查找算法查找一個特定元素，其最壞情況下的比較次數(shù)為（）A.log?nB.nC.n/2D.log?n-13、考慮到一個圖的遍歷問題，假設需要判斷一個圖是否存在環(huán)，并且找出所有的環(huán)。以下哪種數(shù)據(jù)結構和算法常用于解決這類問題？（）A.深度優(yōu)先搜索結合棧B.廣度優(yōu)先搜索結合隊列C.拓撲排序結合棧D.強連通分量算法結合并查集4、利用數(shù)字電路技術，設計一個圖書館自助借還書系統(tǒng)，實現(xiàn)圖書的自動借閱、歸還和管理。5、在哈希表中，裝填因子是一個重要的概念，以下關于裝填因子的描述，正確的是：（）A.裝填因子是哈希表中已存儲元素的數(shù)量與表的容量之比B.裝填因子越大，哈希沖突的概率越小，查找效率越高C.裝填因子對哈希表的性能沒有影響，可以忽略不計D.為了提高哈希表的性能，裝填因子應該盡量設置得小一些6、若要對n個不同的關鍵字進行冒泡排序，在最壞情況下，其比較次數(shù)為？（）A.n(n-1)/2B.nlog2nC.n^2D.n7、已知一個完全二叉樹的節(jié)點總數(shù)為n，若其深度為h（根節(jié)點所在層為1），則以下關于h的表達式正確的是？（）A.log2(n)B.log2(n)+1C.floor(log2(n))D.floor(log2(n))+18、設計一個基于藍牙的無線鍵盤，實現(xiàn)按鍵輸入的無線傳輸和與計算機的連接，描述硬件和軟件設計。9、設計一個基于FPGA的視頻壓縮系統(tǒng)，采用H.264或H.265編碼標準，實現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)的壓縮。10、設計一個數(shù)字圖像處理中的圖像增強算法，并在不同類型的圖像上進行應用和效果評估。11、假設正在設計一個程序，用于管理學生的成績信息，包括學號、姓名、各科成績等。需要支持快速插入新的學生成績、按照成績進行排序以及查找特定學生的成績。在這種情況下，以下哪種數(shù)據(jù)結構組合可能是最理想的？（）A.使用鏈表存儲學生信息，再使用冒泡排序進行排序B.用數(shù)組存儲學生信息，采用快速排序算法排序C.構建二叉搜索樹來存儲學生信息，實現(xiàn)快速查找和排序D.利用哈希表存儲學生信息，不進行排序操作12、堆是一種特殊的樹形數(shù)據(jù)結構，分為大頂堆和小頂堆。假設存在一個小頂堆，其數(shù)組表示為[1,3,5,7,9,11]?，F(xiàn)在要插入一個值2，為了保持堆的性質，需要進行一系列調整操作。以下哪種調整方式是正確的？（）A.直接將2插入末尾，無需調整B.將2與父節(jié)點比較，若小于父節(jié)點則交換位置，直到滿足堆的性質C.將2與子節(jié)點比較，若大于子節(jié)點則交換位置，直到滿足堆的性質D.重新構建整個堆13、對于一個需要頻繁合并和拆分的數(shù)據(jù)集合，假設我們正在設計一個數(shù)據(jù)庫的存儲結構。以下哪種數(shù)據(jù)結構可能比較合適？（）A.鏈表B.數(shù)組C.樹D.哈希表14、設計一個基于PLC的食品加工生產線控制系統(tǒng)，能夠實現(xiàn)食品的加工、包裝、質量檢測等環(huán)節(jié)的自動化控制。15、設計一個基于FPGA的圖像壓縮編碼系統(tǒng)，實現(xiàn)圖像的高效壓縮，給出硬件設計和編碼效率分析。二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）解釋圖的基本概念，包括頂點、邊等，說明圖的存儲方式有哪些，并比較它們的優(yōu)缺點。2、（本題5分）深入分析在利用二叉樹實現(xiàn)集合的并、交、差運算時，具體的算法思路和實現(xiàn)方法。3、（本題5分）解釋在一個帶權有向圖中，如何使用迪杰斯特拉算法求解單源最短路徑問題。三、綜合題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）在一個在線旅游行程規(guī)劃系統(tǒng)中，用戶可以自定義旅游行程，包括景點、住宿、交通等安排。設計數(shù)據(jù)結構來存儲用戶的行程規(guī)劃，支持行程的修改、分享和評價，能夠根據(jù)用戶需求提供合理的行程建議和優(yōu)化方案。2、（本題5分）某在線考試系統(tǒng)需要記錄考生的考試信息，包括考生ID、考試科目、考試時間、答題情況、成績等。請設計合適的數(shù)據(jù)結構來存儲這些考試數(shù)據(jù)，實現(xiàn)快速查詢考生成績、按科目統(tǒng)計平均分、分析答題情況，并支持新考試的安排和舊考試數(shù)據(jù)的歸檔。3、（本題5分）一個在線圖書館的書籍借閱系統(tǒng)需要對書籍的借閱情況和讀者信息進行管理。書籍信息包括書籍編號、書名、作者、借閱狀態(tài)等，讀者信息包括讀者編號、姓名、借閱記錄等。這些信息以并查集的形式存儲。請設計算法實現(xiàn)以下功能：（1）讀者借閱書籍；（2）讀者歸還書籍；（3）查詢某本書是否可借；（4）統(tǒng)計某讀者的借閱次數(shù)。分析算法的時間復雜度和空間復雜度。4、（本題5分）一個圖書館管理系統(tǒng)需要記錄大量的圖書信息，包括圖書編號、書名、作者、出版社、出版日期、館藏數(shù)量等。同時，系統(tǒng)要支持快速查找特定圖書、按照館藏數(shù)量進行排序、新增和刪除圖書記錄等操作。請選擇合適的數(shù)據(jù)結構來存儲圖書信息，并設計相應的算法和代碼來實現(xiàn)上述功能，同時分析時間和空間復雜度。5、（本題5分）一個在線教育平臺需要對學生的學習成績、課程選擇和學習進度進行管理。設計數(shù)據(jù)結構來存儲這些信息，以便能夠快速地查詢學生的學習情況、分析課程的受歡迎程度，并為學生推薦合適的課程。四、設計題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）設計一個程序，使用棧實現(xiàn)十進制數(shù)轉換