吉林师范大学《数据结构与算法分析（创业基础）》2024-2025学年第一学期期末试卷

学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号…………密…………封…………线…………内…………不…………要…………答…………题…………第1页，共3页吉林师范大学《数据结构与算法分析（创业基础）》2024-2025学年第一学期期末试卷题号一二三四总分得分一、单选题（本大题共20个小题，每小题2分，共40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、设计一个基于运放的指数放大器电路，能够实现输入信号的指数放大，放大倍数可调，输入信号频率范围为0-100Hz。2、字符串的模式匹配中，BM算法通过从右向左比较来提高效率。假设主串为"ABCDEFGHIJK"，模式串为"EF"，使用BM算法进行匹配，以下关于匹配过程的描述，哪个是正确的？（）A.从主串的第一个字符开始比较B.从主串的最后一个字符开始比较C.随机选择主串中的位置开始比较D.以上都不对3、想象一个需要对大量浮点数进行排序的任务，并且要求排序的稳定性（即相同值的元素相对顺序保持不变）。以下哪种排序算法可能是最合适的？（）A.冒泡排序，稳定但效率低B.快速排序，不稳定，效率较高C.归并排序，稳定且在大数据量时效率较好D.选择排序，不稳定且效率一般4、在数据结构中，数组是一种常见的存储结构。关于数组的特点和应用，以下描述不正确的是（）A.数组的元素在内存中是连续存储的，便于随机访问B.数组的大小在定义后通常不能改变C.二维数组在内存中是按行优先或列优先的顺序存储的D.数组只能用于存储相同类型的数据，不能存储不同类型的数据5、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))+16、设计一个基于蓝牙低功耗技术的智能血压计，能够准确测量血压，并将数据传输到手机APP进行分析和存储。7、在一个分布式系统中，多个节点需要共享和同步数据，同时要处理数据的冲突和一致性问题。为了实现高效的数据共享和一致性维护，以下哪种数据结构和技术可能是最关键的？（）A.分布式哈希表和一致性哈希算法B.分布式链表和锁机制C.分布式队列和消息传递D.分布式栈和版本控制8、设计一个基于ADC的压力测量系统，测量范围为0-100MPa，精度为0.1MPa，通过串口将测量数据发送到上位机。9、在数据结构的动态调整中，如动态数组和动态链表，需要注意一些问题。以下关于动态调整的描述，错误的是：（）A.动态数组在需要扩展时，通常需要重新分配更大的连续内存空间，并将原数据复制过去B.动态链表在插入和删除节点时，只需要修改指针，不需要移动大量的数据，效率较高C.动态调整数据结构时，需要考虑内存分配和释放的开销，避免频繁的操作导致性能下降D.动态调整的数据结构在任何情况下都能自动适应数据的变化，不需要手动干预和优化10、设计一个基于FPGA的高速数据存储系统，支持SATA或NVMe接口，给出硬件设计和性能测试。11、假设在一个在线游戏的多人对战匹配系统中，需要根据玩家的等级和技能水平进行快速匹配，以保证游戏的公平性和趣味性。为了实现高效的匹配过程，以下哪种数据结构和算法可能会被运用？（）A.快速排序结合二分查找B.冒泡排序结合线性搜索C.归并排序结合哈希表D.桶排序结合双向链表12、设计一个数字电压表，测量范围为0至50V，精度为0.1V，采用ADC芯片实现，说明硬件电路和软件算法。13、在一个需要对大量数据进行去重操作的数据处理任务中，以下哪种数据结构可以有效地帮助实现这个功能？（）A.集合B.树C.链表D.队列14、在一个需要对大量整数进行排序，并且内存空间有限的情况下。以下哪种排序算法可能比较适合？（）A.归并排序B.冒泡排序C.桶排序D.选择排序15、设计一个基于蓝牙技术的无线数据传输系统，实现两个设备之间的稳定数据通信，考虑传输距离和数据速率。16、在图结构的应用中，假设要为一个城市的交通网络建模，其中节点表示交叉路口，边表示道路，并且需要计算两个地点之间的最短路径。以下哪种图算法最适合解决这个问题？（）A.深度优先搜索B.广度优先搜索C.Dijkstra算法D.Floyd-Warshall算法17、假设正在开发一个文本编辑软件，需要能够快速地对输入的文本进行插入、删除和查找操作。同时，要能够高效地实现文本的回退和重做功能。为了满足这些需求，以下哪种数据结构可能是最优的选择？（）A.顺序表，存储文本数据，操作简单直接B.双向链表，方便在任意位置进行插入和删除C.栈，用于实现回退和重做功能D.散列表，快速查找文本中的特定字符或字符串18、设计一个5V转1.8V的DC-DC降压转换器，输出电流不小于1A，效率达到90%以上，给出原理图和元件选型。19、在图的算法中，Floyd-Warshall算法用于求解所有顶点对之间的最短路径。以下关于Floyd-Warshall算法的描述，不正确的是（）A.算法基于动态规划的思想B.算法可以处理带负权边的图C.算法的时间复杂度为O(n^3)，空间复杂度为O(n^2)D.算法在求解过程中会修改图的边权值20、队列也是一种常见的线性表，具有特定的特性。关于队列的特点，以下描述哪一项是不正确的？（）A.队列遵循先进先出（FIFO）的原则，插入在队尾，删除在队头B.循环队列可以有效地解决普通队列可能出现的假溢出问题C.队列的入队和出队操作的时间复杂度均为O(n)，其中n为队列的长度D.队列在计算机操作系统的作业调度、消息缓冲等方面有广泛应用二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）详细阐述在哈夫曼编码的扩展应用中，如何处理不同长度的编码以及解码的复杂性。2、（本题5分）解释如何在一个二叉搜索树中删除一个具有两个子节点的节点。3、（本题5分）描述二叉树的遍历算法在二叉树的节点属性统计问题、树的形态变化问题中的应用。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）实现一个算法，计算一个图的顶点覆盖。2、（本题5分）利用队列结构设计一个医院住院部床位管理系统，模拟床位的分配和回收。3、（本题5分）设计一个计数排序算法，对给定的特定条件下的数组进行排序，分析其时间和空间复杂度。4、（本题5分）设计一个程序，使用二叉树结构存储图书的类别和出版年份，实现按照出版年份进行查找和排序。5、（本题5分）设计一个算法，用邻接矩阵表示一个无向图，判断图是否为平面图。四、综合题（本大题共2个小题，共20分)1、（本题10分）一家快递公司需要管理大量的快递包裹信息，包括包裹单号、发件人信息、收件人信息、重量、运输状态等。请设计合