北京郵電大學(xué)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第2頁(yè)，共2頁(yè)北京郵電大學(xué)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)》

2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分一、單選題（本大題共20個(gè)小題，每小題2分，共40分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、設(shè)計(jì)一個(gè)基于RFID技術(shù)的門(mén)禁系統(tǒng)，能夠識(shí)別合法的RFID標(biāo)簽并控制門(mén)的開(kāi)關(guān)，描述系統(tǒng)的硬件組成和軟件流程。2、設(shè)計(jì)一個(gè)音頻功率放大器，要求在8Ω負(fù)載下輸出功率不小于50W，總諧波失真小于0.5%，給出電路設(shè)計(jì)和調(diào)試方案。3、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字信號(hào)調(diào)制解調(diào)糾錯(cuò)電路，能夠?qū)φ{(diào)制解調(diào)過(guò)程中的錯(cuò)誤進(jìn)行檢測(cè)和糾正，提高通信的可靠性。4、設(shè)計(jì)一個(gè)圖像處理中的邊緣檢測(cè)算法，并在實(shí)際圖像上進(jìn)行測(cè)試和優(yōu)化，分析算法的復(fù)雜度和準(zhǔn)確性。5、樹(shù)是一種重要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，二叉樹(shù)是樹(shù)的一種特殊形式。在二叉樹(shù)中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)最多有兩個(gè)子節(jié)點(diǎn)，分別稱(chēng)為左子節(jié)點(diǎn)和右子節(jié)點(diǎn)。滿二叉樹(shù)是一種特殊的二叉樹(shù)，其所有的葉節(jié)點(diǎn)都在同一層，并且每個(gè)非葉節(jié)點(diǎn)都有兩個(gè)子節(jié)點(diǎn)。對(duì)于一個(gè)深度為4的滿二叉樹(shù)，其節(jié)點(diǎn)總數(shù)為：（）A.15B.16C.31D.326、線段樹(shù)是一種用于處理區(qū)間查詢(xún)和更新的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。假設(shè)我們正在使用線段樹(shù)解決區(qū)間問(wèn)題。以下關(guān)于線段樹(shù)的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.線段樹(shù)通過(guò)對(duì)區(qū)間進(jìn)行遞歸劃分，建立樹(shù)形結(jié)構(gòu)來(lái)快速回答區(qū)間查詢(xún)B.插入和刪除操作在線段樹(shù)中比較復(fù)雜，通常不常使用C.線段樹(shù)的構(gòu)建時(shí)間復(fù)雜度為O(n)，查詢(xún)和更新操作的時(shí)間復(fù)雜度為O(logn)D.線段樹(shù)可以用于求解區(qū)間最大值、最小值、和等問(wèn)題7、假設(shè)正在開(kāi)發(fā)一個(gè)文件壓縮軟件，需要對(duì)文件中的重復(fù)數(shù)據(jù)進(jìn)行識(shí)別和壓縮。為了有效地查找和處理重復(fù)的數(shù)據(jù)段，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最關(guān)鍵的？（）A.并查集，用于合并重復(fù)的數(shù)據(jù)段B.線段樹(shù)，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)段的出現(xiàn)頻率C.字典，存儲(chǔ)已經(jīng)出現(xiàn)過(guò)的數(shù)據(jù)段D.拓?fù)渑判?，確定數(shù)據(jù)段的處理順序8、運(yùn)用電子信息工程知識(shí)，設(shè)計(jì)一個(gè)智能交通管理系統(tǒng)，包括交通信號(hào)燈控制、車(chē)輛流量監(jiān)測(cè)和違章抓拍等功能。9、使用單片機(jī)設(shè)計(jì)一個(gè)智能灌溉系統(tǒng)，能夠根據(jù)土壤濕度自動(dòng)控制灌溉設(shè)備的開(kāi)啟和關(guān)閉，節(jié)約水資源。10、設(shè)計(jì)一個(gè)基于光電傳感器的自動(dòng)照明控制系統(tǒng)，能夠根據(jù)環(huán)境光線強(qiáng)度自動(dòng)調(diào)節(jié)燈光亮度，實(shí)現(xiàn)節(jié)能和舒適的照明效果。11、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字濾波器的硬件實(shí)現(xiàn)電路，如FIR濾波器，滿足特定的濾波性能指標(biāo)，進(jìn)行電路的調(diào)試和優(yōu)化。12、使用單片機(jī)設(shè)計(jì)一個(gè)智能空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)儀，能夠檢測(cè)多種污染物濃度并顯示，當(dāng)空氣質(zhì)量超標(biāo)時(shí)進(jìn)行報(bào)警。13、設(shè)計(jì)一個(gè)太陽(yáng)能充電器電路，能夠?qū)⑻?yáng)能轉(zhuǎn)換為電能，為手機(jī)、平板電腦等設(shè)備充電，輸出電壓為5V。14、堆是一種特殊的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，常用于實(shí)現(xiàn)優(yōu)先隊(duì)列。關(guān)于堆的性質(zhì)和操作，以下描述哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.堆分為最大堆和最小堆，最大堆中父節(jié)點(diǎn)的值大于子節(jié)點(diǎn)的值，最小堆中父節(jié)點(diǎn)的值小于子節(jié)點(diǎn)的值B.可以使用數(shù)組來(lái)實(shí)現(xiàn)堆，通過(guò)特定的公式計(jì)算節(jié)點(diǎn)的位置C.向堆中插入一個(gè)元素和刪除堆頂元素的時(shí)間復(fù)雜度均為O(logn)，其中n是堆中元素的數(shù)量D.堆排序是基于堆的一種排序算法，其時(shí)間復(fù)雜度為O(n^2)15、使用單片機(jī)設(shè)計(jì)一個(gè)智能安防系統(tǒng)，能夠檢測(cè)入侵、火災(zāi)等異常情況，并及時(shí)發(fā)出警報(bào)和通知用戶。16、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的圖像增強(qiáng)系統(tǒng)，能夠?qū)D像進(jìn)行對(duì)比度增強(qiáng)、亮度調(diào)整等操作。17、設(shè)計(jì)一個(gè)音頻均衡器參數(shù)自動(dòng)調(diào)整與存儲(chǔ)電路，能夠根據(jù)輸入音頻信號(hào)自動(dòng)調(diào)整均衡器參數(shù)，并將參數(shù)存儲(chǔ)起來(lái)供下次使用。18、設(shè)計(jì)一個(gè)基于霍爾傳感器的電機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)測(cè)量電機(jī)的轉(zhuǎn)速，精度達(dá)到1rpm。19、設(shè)計(jì)一個(gè)電子秤擴(kuò)展電路，能夠增加電子秤的測(cè)量范圍和精度，并且具有去皮和累計(jì)功能。20、在排序算法中，冒泡排序是一種簡(jiǎn)單的排序方法。假設(shè)一個(gè)數(shù)組的初始狀態(tài)接近有序，以下關(guān)于冒泡排序的性能，哪個(gè)描述是準(zhǔn)確的（）A.時(shí)間復(fù)雜度仍然是O(n^2)，效率低下B.時(shí)間復(fù)雜度接近O(n)，性能較好C.會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)換為更高效的排序算法D.無(wú)法確定其性能二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）詳細(xì)說(shuō)明如何在一個(gè)具有n個(gè)元素的鏈表中，使用快速排序算法進(jìn)行排序，并分析其時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。2、（本題5分）描述二叉樹(shù)的遍歷算法在二叉樹(shù)的序列化和反序列化中的應(yīng)用。3、（本題5分）對(duì)于一個(gè)用數(shù)組實(shí)現(xiàn)的隊(duì)列，解釋如何進(jìn)行入隊(duì)和出隊(duì)操作，分析在隊(duì)列滿時(shí)的處理方式和可能存在的問(wèn)題。三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)算法，在一個(gè)無(wú)向圖中找出所有不經(jīng)過(guò)指定頂點(diǎn)的路徑。2、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)在有序數(shù)組中進(jìn)行二分查找的程序，能夠返回查找元素的位置或未找到的提示，分析其性能。3、（本題5分）優(yōu)化圖的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，減少空間占用并提高訪問(wèn)效率，設(shè)計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)算法，用鄰接表表示一個(gè)有向圖，計(jì)算圖中頂點(diǎn)的最小支配集。5、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，利用紅黑樹(shù)存儲(chǔ)圖書(shū)館的圖書(shū)信息，實(shí)現(xiàn)圖書(shū)的借還管理功能。四、綜合題（本大題共2個(gè)小題，共20分)1、（本題10分）在一個(gè)大型在線游戲中，需要管理玩家的角色信息、裝備信息和游戲進(jìn)程。設(shè)計(jì)合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)這些數(shù)據(jù)，使得能夠快速地查詢(xún)玩家狀態(tài)、更新裝備屬性，并處理大量玩家同時(shí)進(jìn)行的操作。2、（本題10分）一