湖北商貿(mào)學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法》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1頁，共3頁湖北商貿(mào)學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法》

2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共20個(gè)小題，每小題1分，共20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。2、設(shè)計(jì)一個(gè)基于ADC和DAC的模擬信號(hào)采集與回放系統(tǒng)，采樣頻率不低于100kHz，量化精度為12位。3、在有向圖的最短路徑算法中，迪杰斯特拉算法具有一定的特點(diǎn)。以下關(guān)于迪杰斯特拉算法的描述，錯(cuò)誤的是（）A.它能求出從源點(diǎn)到其他所有頂點(diǎn)的最短路徑B.每次都選擇距離源點(diǎn)最近的未確定最短路徑的頂點(diǎn)進(jìn)行擴(kuò)展C.算法的時(shí)間復(fù)雜度為O(V2)，其中V是頂點(diǎn)的數(shù)量D.該算法不能處理帶有負(fù)權(quán)邊的圖4、設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的無線充電器，能夠?yàn)槭謾C(jī)等設(shè)備進(jìn)行無線充電，給出充電器的電路原理和設(shè)計(jì)參數(shù)。5、紅黑樹也是一種自平衡的二叉搜索樹。假設(shè)我們正在研究一個(gè)紅黑樹。以下關(guān)于紅黑樹的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.紅黑樹通過對(duì)節(jié)點(diǎn)顏色的約束來保持一定程度的平衡B.紅黑樹的插入和刪除操作相對(duì)復(fù)雜，但能保證較好的性能C.紅黑樹的查找操作的時(shí)間復(fù)雜度在平均情況下優(yōu)于AVL樹D.紅黑樹在頻繁插入和刪除節(jié)點(diǎn)的情況下，性能比AVL樹更穩(wěn)定6、考慮到一個(gè)在線游戲的排行榜系統(tǒng)，需要根據(jù)玩家的得分實(shí)時(shí)更新排名，并能夠快速獲取前幾名玩家的信息。在這種情況下，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)能夠有效地支持排名的動(dòng)態(tài)更新和高效查詢？（）A.平衡二叉樹B.斐波那契堆C.完全二叉樹D.伸展樹7、設(shè)計(jì)一個(gè)基于PLC的物料分揀系統(tǒng)，能夠根據(jù)物料的顏色、形狀等特征自動(dòng)進(jìn)行分揀。8、圖是一種復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。假設(shè)我們正在研究一個(gè)無向圖。以下關(guān)于圖的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.圖可以用鄰接矩陣或鄰接表來存儲(chǔ)，不同的存儲(chǔ)方式適用于不同的場(chǎng)景B.圖的深度優(yōu)先搜索和廣度優(yōu)先搜索算法可以用于遍歷圖中的所有節(jié)點(diǎn)C.在無向圖中，兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的邊是雙向的，邊的權(quán)值通常表示節(jié)點(diǎn)之間的距離或關(guān)系強(qiáng)度D.圖的最小生成樹是唯一的，無論使用哪種算法求解9、設(shè)計(jì)一個(gè)基于模擬濾波器和放大器的音頻前置放大與濾波系統(tǒng)，提升音頻輸入質(zhì)量。10、根據(jù)數(shù)字信號(hào)處理理論，設(shè)計(jì)一個(gè)音頻頻譜分析儀，能夠顯示音頻信號(hào)的頻譜分布。11、設(shè)計(jì)一個(gè)基于藍(lán)牙模塊的智能體重秤，能夠測(cè)量體重、體脂率、肌肉量等身體指標(biāo)，并將數(shù)據(jù)上傳至云端。12、設(shè)計(jì)一個(gè)基于STM32的物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備，能夠連接云平臺(tái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的上傳和下發(fā)，描述設(shè)備的硬件和軟件實(shí)現(xiàn)。13、設(shè)計(jì)一個(gè)帶通橢圓濾波器電路，中心頻率為1kHz，帶寬為200Hz，通帶波紋小于0.3dB，阻帶衰減不小于60dB，輸入信號(hào)頻率范圍為0-2kHz。14、根據(jù)通信原理，設(shè)計(jì)一個(gè)衛(wèi)星通信地面站的天線跟蹤控制系統(tǒng)，確保天線始終對(duì)準(zhǔn)衛(wèi)星。15、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，線性表是一種基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。假設(shè)我們正在研究一個(gè)順序存儲(chǔ)的線性表。以下關(guān)于線性表的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.順序存儲(chǔ)的線性表在插入和刪除元素時(shí)，可能需要移動(dòng)大量元素，效率較低B.線性表的長(zhǎng)度可以動(dòng)態(tài)變化，根據(jù)需要增加或減少存儲(chǔ)的元素?cái)?shù)量C.可以通過索引快速訪問順序存儲(chǔ)線性表中的任意元素D.順序存儲(chǔ)的線性表適合頻繁進(jìn)行插入和刪除操作的場(chǎng)景16、設(shè)計(jì)一個(gè)鋰電池充電管理電路，能夠?qū)崿F(xiàn)恒流恒壓充電，具有過溫、過流保護(hù)功能，描述電路原理和芯片選型。17、設(shè)計(jì)一個(gè)基于模擬移相器和濾波器的相位補(bǔ)償系統(tǒng)，改善系統(tǒng)的相位特性。18、設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的智能水溫控制系統(tǒng)，用于熱水器或工業(yè)設(shè)備的水溫控制。19、設(shè)計(jì)一個(gè)智能安防監(jiān)控系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)視頻監(jiān)控、入侵檢測(cè)和報(bào)警功能，給出系統(tǒng)的硬件架構(gòu)和軟件實(shí)現(xiàn)方案。20、設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的通信基站發(fā)射機(jī)前端電路，工作頻率在900MHz，輸出功率為10W，給出射頻電路設(shè)計(jì)和功率放大器選型。二、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）如何在二叉搜索樹中進(jìn)行插入和刪除操作？請(qǐng)?jiān)敿?xì)說明操作步驟。2、（本題5分）闡述在一個(gè)循環(huán)隊(duì)列中，如何判斷隊(duì)空和隊(duì)滿的條件，并解釋為什么需要這樣判斷，以及可能會(huì)出現(xiàn)的誤判情況和解決方法。3、（本題5分）論述如何使用動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法解決矩陣連乘問題，給出最優(yōu)解的計(jì)算方法。4、（本題5分）在一個(gè)順序表中，插入和刪除操作在平均情況下的時(shí)間復(fù)雜度分別是多少？并解釋為什么會(huì)是這樣的復(fù)雜度。5、（本題5分）論述跳表在數(shù)據(jù)更新操作頻繁且數(shù)據(jù)量大的情況下的性能瓶頸及解決方案。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)帶權(quán)無向圖中找出權(quán)值最大的邊。2、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，使用合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲(chǔ)一個(gè)電商網(wǎng)站的商品信息，如商品名稱、價(jià)格、庫存、銷量等，并能實(shí)現(xiàn)商品的添加、刪除、查詢和排序功能。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，計(jì)算給定帶權(quán)有向圖中兩個(gè)頂點(diǎn)之間路徑經(jīng)過的頂點(diǎn)數(shù)量，輸出數(shù)量。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)算法，利用平衡二叉樹存儲(chǔ)用戶的年齡和性別，實(shí)現(xiàn)年齡的范圍查找和性別統(tǒng)計(jì)。5、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)基于線段樹的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)區(qū)間查詢和更新操作。四、綜合題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）某公司的員工管理系統(tǒng)需要存儲(chǔ)員工的個(gè)人信息，如姓名、工號(hào)、部門、職位、薪資等。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲(chǔ)員工信息，支持按部門、職位等條件進(jìn)行快速查詢和排序，并能夠方便地進(jìn)行員工信息的添加、刪除和修改操作。2、（本題10分）某在線購物網(wǎng)站的促銷活動(dòng)系統(tǒng)需要根據(jù)用戶的消費(fèi)記錄和行為，為用戶發(fā)放優(yōu)惠券。設(shè)計(jì)一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，實(shí)現(xiàn)優(yōu)惠券的精準(zhǔn)發(fā)放和管理。3、（本題10分