2025 年大学人工智能数据工程（算法优化）秋季学期期末测试卷

2025年大学人工智能数据工程（算法优化）秋季学期期末测试卷

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______一、选择题（总共10题，每题3分，每题只有一个正确答案，请将正确答案填在括号内）1.以下哪种算法优化技术主要用于减少算法的时间复杂度？（）A.空间换时间策略B.贪心算法C.动态规划D.分治算法2.在人工智能算法优化中，关于启发式搜索算法，下列说法错误的是（）A.启发式搜索算法利用启发函数来引导搜索方向B.A算法是一种典型的启发式搜索算法C.启发式搜索算法一定能找到最优解D.启发函数的设计对搜索效率有重要影响3.对于遗传算法中的变异操作，以下理解正确的是（）A.变异操作会破坏种群的优良特性B.变异概率通常设置得较高C.变异操作是为了引入新的基因，增加种群的多样性D.变异操作只对个体的部分基因进行改变4.当对一个复杂算法进行优化时，首先要进行的步骤是（）A.选择优化算法B.分析算法性能瓶颈C.实施优化措施D.评估优化效果5.关于梯度下降算法，以下不正确的是（）A.梯度下降算法用于求解函数的最小值B.梯度方向是函数值上升最快的方向C.步长的选择对梯度下降算法的收敛速度有影响D.梯度下降算法可以用于优化神经网络中的参数6.在算法优化中，剪枝策略通常用于（）A.减少搜索空间B.提高算法的准确性C.增加算法的时间复杂度D.优化算法的空间复杂度7.以下哪种优化技术适用于解决具有重叠子问题的算法？（）A.回溯法B.贪心算法C.动态规划D.分支限界法8.对于一个算法的优化，从时间复杂度角度看，优化后的算法时间复杂度为O(nlogn)，原算法时间复杂度为O(n^2)，则优化效果为（）A.时间效率提高，具体提高倍数与n有关B.时间效率降低C.时间效率不变D.时间效率提高，提高了n倍9.模拟退火算法中，温度参数T的作用是（）A.控制搜索的范围B.决定算法是否收敛C.影响搜索的随机性D.调整算法的时间复杂度10.在优化算法时，对算法的输入数据进行预处理，其目的不包括（）A.减少算法执行时间B.提高算法的准确性C.降低算法的空间复杂度D.使算法更易于理解二、多项选择题（总共5题，每题4分，每题有两个或两个以上正确答案，请将正确答案填在括号内，少选、多选、错选均不得分）1.以下属于算法优化中空间优化技术的有（）A.采用更紧凑的数据结构存储数据B.减少不必要的中间变量C.对数据进行压缩存储D.优化算法的递归调用方式2.关于贪心算法和动态规划算法，以下说法正确的是（）A.贪心算法每次都选择当前最优解B.动态规划算法通过求解子问题来得到全局最优解C.贪心算法一定能得到最优解D.动态规划算法适用于所有具有最优子结构性质的问题3.在优化神经网络算法时，常用的优化技术包括（）A.随机梯度下降B.Adagrad算法C.动量法D.正则化4.对于算法优化中的局部搜索算法，下列描述正确的是（）A.局部搜索算法从一个初始解开始B.它只在当前解的邻域内搜索更好的解C.容易陷入局部最优解D.爬山法是一种典型的局部搜索算法5.算法优化中，关于算法的渐近时间复杂度，以下说法正确的是（）A.反映了算法在输入规模趋于无穷大时的时间增长趋势B.常用的渐近时间复杂度有O(1)、O(n)、O(n^2)等C.渐近时间复杂度相同的算法，实际运行效率也相同D.它是衡量算法时间效率的重要指标三、判断题（总共10题，每题2分，请判断对错，对的打“√”，错的打“×”）1.算法优化的目标就是使算法的时间复杂度为O(1)。（）2.贪心算法在解决某些问题时可能无法得到全局最优解。（）3.动态规划算法中的备忘录方法是一种自底向上的求解方式。（）4.优化算法时，提高算法的空间复杂度也可能间接提高算法的时间效率。（）5.遗传算法中的交叉操作是对个体的全部基因进行交换。（）6.在算法优化中，减少算法的时间复杂度必然会增加算法的空间复杂度。（）7.模拟退火算法在温度较高时，搜索更倾向于全局搜索。（）8.对于一个算法，其最坏时间复杂度一定大于等于平均时间复杂度。（）9.剪枝策略只能应用于搜索算法中。（）10.梯度下降算法中，步长越大，算法收敛速度越快。（）四、简答题（总共3题，每题10分）1.简述贪心算法与动态规划算法的区别与联系。2.说明在算法优化中，如何使用空间换时间策略，并举例说明。3.阐述模拟退火算法的基本原理及应用场景。五、综合题（总共2题，每题15分）1.已知一个算法的时间复杂度为O(n^3)，空间复杂度为O(n^2)。现在需要对其进行优化，要求将时间复杂度降低到O(n^2)，空间复杂度保持不变。请描述你的优化思路和具体步骤。```2.假设你正在优化一个求解旅行商问题（TSP）的算法。TSP问题是给定一系列城市和每对城市之间的距离，求访问每一个城市一次并回到起始城市的最短路径。请说明你将采用的优化策略，以及如何评估优化后的算法性能。```答案一、选择题1-5：A、C、C、B、B6-10：A、C、A、C、D二、多项选择题1.ABC2.AB3.ABCD4.ABCD5.ABD三、判断题1-5：×、√、×、√、×6-10：×、√、√、×、×四、简答题1.区别：贪心算法每次都选择当前最优解，不考虑整体最优，可能得不到全局最优解；动态规划通过求解子问题得到全局最优解，会记录子问题的解。联系：都利用了问题的最优子结构性质。2.空间换时间策略是用增加空间复杂度的方式来减少时间复杂度。例如，在排序算法中，使用哈希表来记录元素是否出现过，这样可以减少比较次数，从而提高排序效率。3.模拟退火算法基本原理：从一个初始解开始，在解空间中搜索，根据一定概率接受较差解，随着时间推移，接受较差解的概率逐渐降低，最终收敛到最优解。应用场景：适用于求解复杂的组合优化问题，如TSP问题等。五、综合题1.优化思路：分析原算法中导致时间复杂度为O(n^3)的部分，可能存在大量的重复计算。具体步骤：采用动态规划方法，记录中间结果，避免重复计算。例如，如果原算法中有三层嵌套循环，可以通过动态规划将其中一层循环的计算结果存储起来，下次遇到相同情况直接使用，从而将时间复杂度降低到O(n^