宁夏大学《数据结构C1》2023-2024学年第二学期期末试卷

自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密封线第1页，共3页宁夏大学《数据结构C1》

2023-2024学年第二学期期末试卷院(系)_______班级_______学号_______姓名_______题号一二三四总分得分批阅人一、单选题（本大题共15个小题，每小题2分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．）1、对于一个用数组实现的队列，当rear指针达到数组末尾时，为了实现循环队列，需要进行什么样的操作？（）A.rear指针重新指向数组开头B.扩大数组容量C.停止入队操作D.以上都不对2、对于一个具有n个元素的有序数组，采用二分查找算法查找一个特定元素，其最坏情况下的比较次数为（）A.log₂nB.nC.n/2D.log₂n-13、考虑到一个图的遍历问题，假设需要判断一个图是否存在环，并且找出所有的环。以下哪种数据结构和算法常用于解决这类问题？（）A.深度优先搜索结合栈B.广度优先搜索结合队列C.拓扑排序结合栈D.强连通分量算法结合并查集4、利用数字电路技术，设计一个图书馆自助借还书系统，实现图书的自动借阅、归还和管理。5、在哈希表中，装填因子是一个重要的概念，以下关于装填因子的描述，正确的是：（）A.装填因子是哈希表中已存储元素的数量与表的容量之比B.装填因子越大，哈希冲突的概率越小，查找效率越高C.装填因子对哈希表的性能没有影响，可以忽略不计D.为了提高哈希表的性能，装填因子应该尽量设置得小一些6、若要对n个不同的关键字进行冒泡排序，在最坏情况下，其比较次数为？（）A.n(n-1)/2B.nlog2nC.n^2D.n7、已知一个完全二叉树的节点总数为n，若其深度为h（根节点所在层为1），则以下关于h的表达式正确的是？（）A.log2(n)B.log2(n)+1C.floor(log2(n))D.floor(log2(n))+18、设计一个基于蓝牙的无线键盘，实现按键输入的无线传输和与计算机的连接，描述硬件和软件设计。9、设计一个基于FPGA的视频压缩系统，采用H.264或H.265编码标准，实现视频数据的压缩。10、设计一个数字图像处理中的图像增强算法，并在不同类型的图像上进行应用和效果评估。11、假设正在设计一个程序，用于管理学生的成绩信息，包括学号、姓名、各科成绩等。需要支持快速插入新的学生成绩、按照成绩进行排序以及查找特定学生的成绩。在这种情况下，以下哪种数据结构组合可能是最理想的？（）A.使用链表存储学生信息，再使用冒泡排序进行排序B.用数组存储学生信息，采用快速排序算法排序C.构建二叉搜索树来存储学生信息，实现快速查找和排序D.利用哈希表存储学生信息，不进行排序操作12、堆是一种特殊的树形数据结构，分为大顶堆和小顶堆。假设存在一个小顶堆，其数组表示为[1,3,5,7,9,11]。现在要插入一个值2，为了保持堆的性质，需要进行一系列调整操作。以下哪种调整方式是正确的？（）A.直接将2插入末尾，无需调整B.将2与父节点比较，若小于父节点则交换位置，直到满足堆的性质C.将2与子节点比较，若大于子节点则交换位置，直到满足堆的性质D.重新构建整个堆13、对于一个需要频繁合并和拆分的数据集合，假设我们正在设计一个数据库的存储结构。以下哪种数据结构可能比较合适？（）A.链表B.数组C.树D.哈希表14、设计一个基于PLC的食品加工生产线控制系统，能够实现食品的加工、包装、质量检测等环节的自动化控制。15、设计一个基于FPGA的图像压缩编码系统，实现图像的高效压缩，给出硬件设计和编码效率分析。二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）解释图的基本概念，包括顶点、边等，说明图的存储方式有哪些，并比较它们的优缺点。2、（本题5分）深入分析在利用二叉树实现集合的并、交、差运算时，具体的算法思路和实现方法。3、（本题5分）解释在一个带权有向图中，如何使用迪杰斯特拉算法求解单源最短路径问题。三、综合题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）在一个在线旅游行程规划系统中，用户可以自定义旅游行程，包括景点、住宿、交通等安排。设计数据结构来存储用户的行程规划，支持行程的修改、分享和评价，能够根据用户需求提供合理的行程建议和优化方案。2、（本题5分）某在线考试系统需要记录考生的考试信息，包括考生ID、考试科目、考试时间、答题情况、成绩等。请设计合适的数据结构来存储这些考试数据，实现快速查询考生成绩、按科目统计平均分、分析答题情况，并支持新考试的安排和旧考试数据的归档。3、（本题5分）一个在线图书馆的书籍借阅系统需要对书籍的借阅情况和读者信息进行管理。书籍信息包括书籍编号、书名、作者、借阅状态等，读者信息包括读者编号、姓名、借阅记录等。这些信息以并查集的形式存储。请设计算法实现以下功能：（1）读者借阅书籍；（2）读者归还书籍；（3）查询某本书是否可借；（4）统计某读者的借阅次数。分析算法的时间复杂度和空间复杂度。4、（本题5分）一个图书馆管理系统需要记录大量的图书信息，包括图书编号、书名、作者、出版社、出版日期、馆藏数量等。同时，系统要支持快速查找特定图书、按照馆藏数量进行排序、新增和删除图书记录等操作。请选择合适的数据结构来存储图书信息，并设计相应的算法和代码来实现上述功能，同时分析时间和空间复杂度。5、（本题5分）一个在线教育平台需要对学生的学习成绩、课程选择和学习进度进行管理。设计数据结构来存储这些信息，以便能够快速地查询学生的学习情况、分析课程的受欢迎程度，并为学生推荐合适的课程。四、设计题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）设计一个程序，使用栈实现十进制数转换