2026年高校计算机科学与技术专业《数据结构》期末考试试卷（附答案）

2026年高校计算机科学与技术专业《数据结构》期末考试试卷（附答案）考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每小题2分，共20分。下列每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。请将正确选项的字母填在题后的括号内。）1.下列数据结构中，属于非线性结构的是（）。A.队列B.线性表C.栈D.二叉树2.在顺序存储的线性表中，插入一个元素的最坏情况时间复杂度是（）。A.O(1)B.O(n/2)C.O(n)D.O(logn)3.下列关于栈的描述中，正确的是（）。A.栈是先进先出（FIFO）的结构B.栈是后进先出（LIFO）的结构C.栈具有插入和删除操作只能在表尾进行D.栈具有插入和删除操作只能在表头进行4.一个栈的初始状态为空，经过一系列入栈和出栈操作后，得到的栈内容为abcd，其中a在栈底，d在栈顶。则可能的出栈序列是（）。A.dcbaB.acbdC.adbcD.cdab5.队列的“先进先出”特性是指（）。A.最早进入队列的元素最先离开队列B.最后进入队列的元素最先离开队列C.队列不允许删除操作D.队列不允许插入操作6.用链表实现队列时，其尾指针（rear）指向链表的（）。A.首元结点B.尾元结点C.空结点D.头结点7.在具有n个结点的有向图中，其所有顶点的入度之和等于所有顶点的出度之和，该值等于（）。A.n-1B.nC.2nD.n(n-1)8.对于一棵具有n个结点的二叉树，其深度最多为（）。A.log2(n)B.n/2C.nD.2^n9.在二叉搜索树中，任一结点的左子树上所有结点的值均小于该结点的值，右子树上所有结点的值均大于该结点的值，这个性质对树中任意结点都成立。该性质指的是（）。A.二叉树的性质B.完全二叉树的性质C.满二叉树的性质D.二叉搜索树的性质10.哈希表（HashTable）的主要冲突解决方法有（）。A.开放定址法B.链地址法C.双哈希法D.以上都是二、填空题（每空2分，共20分。请将答案填在横线上。）1.在线性表的顺序存储结构中，逻辑上相邻的元素在物理上（）存储。2.栈是一种限定仅在（）端进行插入和删除操作的线性表。3.对一个栈进行判空操作时，栈顶指针top的值通常为（）。4.在队列的链式存储结构中，插入操作通常在（）端进行，删除操作在（）端进行。5.表示一个图需要使用（）和（）这两种信息。6.在二叉树的遍历中，先访问根结点，然后遍历左子树，最后遍历右子树的遍历方式称为（）。7.具有n个结点的完全二叉树的深度为（）。8.在哈希表中，地址计算函数f(key)称为（）。9.若某排序算法的平均时间复杂度和最坏时间复杂度均为O(n^2)，则该排序算法可能是（）或（）。10.算法的时间复杂度通常用（）表示，它描述的是算法执行时间随输入数据规模n的增长趋势。三、简答题（每小题5分，共20分。请简要回答下列问题。）1.简述线性表与栈、队列这两种数据结构的主要区别。2.什么是图的邻接矩阵表示法？它适用于哪些类型的图？请说明原因。3.什么是二叉搜索树的“中序遍历”？对于任意给定的二叉搜索树，其进行中序遍历的结果是什么？4.什么是哈希冲突？试述解决哈希冲突的两种主要方法的基本思想。四、算法设计题（每小题10分，共20分。请用C语言或C++语言伪代码描述算法。）1.编写一个算法，删除顺序存储的线性表中所有值为x的元素。假设线性表采用数组存储，数组长度为L，当前实际存储元素个数为n。请描述算法的主要步骤，并说明算法的时间复杂度。2.假设二叉树采用链式存储结构，设计一个算法，计算该二叉树中所有结点的值之和。请描述算法的主要步骤。五、综合应用题（每小题10分，共20分。请结合所学知识解决下列问题。）1.假设要设计一个简单的文本编辑器中的“撤销”功能。用户每次执行编辑操作（如插入、删除字符）时，该操作的相关信息（如插入的文本、删除的字符及其位置）被记录下来。当用户执行“撤销”命令时，系统根据记录的信息执行相应的反向操作，使文本恢复到上次编辑操作之前的状态。请简述如何使用栈这种数据结构来实现这个“撤销”功能，并说明栈在其中的作用。2.给定一个包含n个正整数的数组arr，和一个正整数k。请设计一个算法，找出数组中连续子数组（子数组元素在原数组中是连续的）的最大和，且该子数组的长度恰好为k。例如，arr=[1,-2,3,10,-4,7,2,-5]，k=3，则最大和为15，对应的子数组是[3,10,2]。请描述算法的主要思路，无需写出完整代码。试卷答案一、选择题1.D*解析：队列是线性结构，栈是线性结构，线性表是线性结构。二叉树是树形结构，属于非线性结构。2.C*解析：在顺序存储的线性表中插入一个元素，通常需要从最后一个元素开始，将后面的元素依次向后移动一个位置，这个移动过程需要遍历整个表，其时间复杂度为O(n)。3.B*解析：栈是后进先出（LIFO）的数据结构，这是栈的基本特性。4.C*解析：根据栈的LIFO特性，a必须最后出栈，d必须最先出栈。可能的序列是先出栈b，再出栈c，最后出栈a，即adbc。5.A*解析：队列的“先进先出”（FIFO）特性意味着最早进入队列的元素会最先离开队列。6.B*解析：在链式队列中，尾指针（rear）指向链表的最后一个结点，即尾元结点。7.B*解析：在有向图中，每一条有向边都代表一个出度和一个入度。因此，所有顶点的入度之和等于所有顶点的出度之和，该值等于边数。根据图的定义，边数等于所有出度或入度的总和。8.C*解析：对于具有n个结点的二叉树，其深度（结点层数）最多为n。例如，单边树深度为n。9.D*解析：该描述完整地定义了二叉搜索树（BST）的性质。10.D*解析：开放定址法、链地址法、双重哈希法等都是解决哈希冲突的常用方法。二、填空题1.连续*解析：顺序存储结构的特点是逻辑上相邻的元素在物理内存中也相邻。2.栈顶*解析：栈是限定在栈顶进行插入和删除操作的线性表。3.最低有效地址或特定值（如-1）*解析：判空通常通过检查栈顶指针是否指向空或特定初始值来判断。4.尾（rear/尾结点），头（front/头结点）*解析：在链式队列中，插入在队尾（rear），删除在队头（front）。5.结点，边*解析：图由一组节点（顶点）和连接节点的边组成。6.中序遍历*解析：中序遍历的访问顺序是：左子树->根结点->右子树。7.log2(n)+1或[log2(n)]+1*解析：完全二叉树的深度与结点个数n的关系为D=ceil(log2(n+1))-1，近似为log2(n)+1。8.哈希函数或散列函数*解析：计算哈希地址的函数称为哈希函数。9.冒泡排序，选择排序*解析：冒泡排序和选择排序都是简单的O(n^2)时间复杂度排序算法。10.大O符号*解析：算法复杂度通常用大O符号（O(f(n))）来表示。三、简答题1.线性表是逻辑上相邻的元素在物理上也可以相邻存储，支持随机访问（通过下标），插入和删除可以在表头或表尾进行。栈是限定在栈顶进行插入和删除操作的线性结构，遵循LIFO原则。队列是限定在队头进行删除、队尾进行插入的线性结构，遵循FIFO原则。栈和队列都是操作受限的线性表。2.图的邻接矩阵表示法是用一个二维数组（矩阵）来表示图中的顶点之间是否存在边。矩阵的行和列分别对应图中的顶点，矩阵中的元素M[i][j]表示顶点i和顶点j之间是否有边。如果存在边，通常表示为1或某个非零值；如果不存在边，通常表示为0。适用于边密度较高的无向图，因为可以方便地判断任意两顶点之间是否有边。但空间复杂度较高（为n^2），且不便于表示稀疏图。3.二叉搜索树（BST）的中序遍历是指按照“左子树->根结点->右子树”的顺序访问二叉树中的所有结点。对于任意给定的二叉搜索树，进行中序遍历的结果是有序的（升序），即访问到的结点的值从小到大排列。4.哈希冲突是指不同的关键码（key）经过哈希函数计算后得到相同的哈希地址。解决哈希冲突的两种主要方法是：开放定址法，当发生冲突时，寻找下一个空闲的哈希地址来存储当前元素；链地址法，将所有哈希地址相同的元素存储在一个链表中。四、算法设计题1.//假设线性表存储于数组A中，长度为L，当前元素个数为n//删除所有值为x的元素inti=0;//i用于遍历数组intj=0;//j用于记录下一个不等于x的元素应该存放的位置while(i<n){if(A[i]!=x){A[j]=A[i];//将不等于x的元素移到前部j++;}i++;}n=j;//更新线性表的实际元素个数//算法结束，数组A的前j个元素为不包含x的新线性表，n为新的元素个数//时间复杂度：O(n)，需要遍历所有n个元素一次。2.//假设二叉树采用链式存储结构，结点定义如下：//structTreeNode{//intval;//TreeNode*left;//TreeNode*right;//};//计算二叉树所有结点值之和intsum(TreeNode*root){if(root==NULL){return0;//递归基准情况：空树和为0}//递归计算左子树和右子树的和，加上当前结点值returnroot->val+sum(root->left)+sum(root->right);}//调用示例：inttotal=sum(rootNode);五、综合应用题1.使用栈可以实现“撤销”功能。每次用户执行编辑操作时，将该操作的详细信息（如“插入文本：abc，位置：5”或“删除字符：'d'，位置：10”）作为一个“操作记录”对象入栈。执行“撤销”命令时，从栈顶弹出一个“操作记录”对象，根据该记录的内容执行反向操作：如果是插入操作，则删除插入的文本；如果是删除操作，则将删除的字符插回原来的位置。这样，栈中始终保存着按时间顺序排列的用户操作历