麗江文化旅游學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》2022-2023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頁麗江文化旅游學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》

2022-2023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、樹是一種重要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，二叉樹是樹的一種特殊形式。在二叉樹中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)最多有兩個(gè)子節(jié)點(diǎn)，分別稱為左子節(jié)點(diǎn)和右子節(jié)點(diǎn)。滿二叉樹是一種特殊的二叉樹，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，其節(jié)點(diǎn)總數(shù)為：（）A.15B.16C.31D.322、設(shè)計(jì)一個(gè)基于Wi-Fi的智能家居網(wǎng)關(guān)，能夠?qū)崿F(xiàn)不同智能家居設(shè)備之間的互聯(lián)互通和集中控制。3、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)起來供下次使用。4、設(shè)計(jì)一個(gè)基于PLC的自動(dòng)化灌溉系統(tǒng)，能夠根據(jù)土壤濕度自動(dòng)控制灌溉設(shè)備的啟停。5、對(duì)于一個(gè)用鏈表表示的隊(duì)列，若隊(duì)頭指針為front，隊(duì)尾指針為rear，在進(jìn)行入隊(duì)操作時(shí)，新節(jié)點(diǎn)應(yīng)插入在？（）A.front之前B.rear之后C.front和rear之間D.任意位置6、設(shè)計(jì)一個(gè)電子秤數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路，能夠?qū)㈦娮映拥臏y(cè)量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在本地或云端，方便查詢和分析。7、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的數(shù)字頻率合成器，輸出頻率穩(wěn)定度優(yōu)于10^-6，相位噪聲低于-100dBc/Hz@1kHz。8、設(shè)計(jì)一個(gè)基于ADC的溫度測(cè)量系統(tǒng)，測(cè)量范圍為-50℃-150℃，精度為0.1℃，通過液晶顯示屏顯示測(cè)量結(jié)果。9、利用數(shù)字邏輯電路設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字頻率計(jì)，能夠測(cè)量輸入信號(hào)的頻率，給出測(cè)量精度和范圍。10、設(shè)計(jì)一個(gè)基于運(yùn)放的儀表放大器電路，增益可調(diào)范圍為1-1000倍，共模抑制比不小于80dB，輸入阻抗不小于1MΩ。11、設(shè)計(jì)一個(gè)電子血壓計(jì)數(shù)據(jù)分析電路，能夠?qū)ρ獕河?jì)測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和統(tǒng)計(jì)，為醫(yī)療診斷提供參考。12、設(shè)計(jì)一個(gè)無線遙控器加密電路，能夠?qū)b控器的信號(hào)進(jìn)行加密，提高控制的安全性。13、設(shè)計(jì)一個(gè)無線通信模塊抗干擾與加密電路，能夠提高無線通信的抗干擾能力，并對(duì)通信數(shù)據(jù)進(jìn)行加密保護(hù)。14、設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的智能電表抄表系統(tǒng)，支持遠(yuǎn)程抄表和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。15、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的高速并行數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，能夠快速處理大量的數(shù)據(jù)，闡述硬件架構(gòu)和并行處理算法。16、在排序算法中，選擇排序是一種簡(jiǎn)單的排序方法，以下關(guān)于選擇排序的描述，正確的是：（）A.選擇排序在每一輪選擇未排序部分的最小元素，與當(dāng)前位置的元素交換B.選擇排序在最好和最壞情況下的時(shí)間復(fù)雜度都是O(nlogn)C.選擇排序是一種穩(wěn)定的排序算法，不會(huì)改變相同元素的相對(duì)順序D.選擇排序的空間復(fù)雜度較高，需要額外的大量輔助空間17、對(duì)于一個(gè)需要頻繁合并和拆分的數(shù)據(jù)集合，假設(shè)我們正在設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能比較合適？（）A.鏈表B.數(shù)組C.樹D.哈希表18、設(shè)計(jì)一個(gè)正弦波信號(hào)發(fā)生器，采用DDS技術(shù)，頻率分辨率達(dá)到1Hz，輸出幅度穩(wěn)定，說明工作原理和硬件設(shè)計(jì)。19、對(duì)于一個(gè)具有n個(gè)節(jié)點(diǎn)的帶權(quán)無向圖，使用Prim算法生成最小生成樹，其時(shí)間復(fù)雜度為：（）A.O(n)B.O(nlogn)C.O(n^2)D.O(ne)20、設(shè)計(jì)一個(gè)基于模擬移相器的相位調(diào)節(jié)系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)輸入信號(hào)相位的連續(xù)調(diào)節(jié)。二、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）深入探討在有向圖和無向圖中，如何判斷圖是否連通，以及求連通分量的方法。2、（本題5分）解釋如何在一個(gè)鏈表中實(shí)現(xiàn)快速排序，給出算法步驟和實(shí)現(xiàn)代碼，并分析其時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。3、（本題5分）深入解釋在具有n個(gè)頂點(diǎn)的無向圖中，如何使用弗洛伊德（Floyd）算法判斷圖是否存在負(fù)權(quán)回路，并給出具體的算法思想和實(shí)現(xiàn)步驟。4、（本題5分）闡述后綴樹在模式識(shí)別中的應(yīng)用和相關(guān)算法。5、（本題5分）解釋數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中棧的應(yīng)用場(chǎng)景，如函數(shù)調(diào)用棧的模擬、深度優(yōu)先搜索的非遞歸實(shí)現(xiàn)等，并說明其原理。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)程序，使用深度優(yōu)先遍歷和廣度優(yōu)先遍歷算法對(duì)給定的圖進(jìn)行遍歷，并輸出遍歷結(jié)果。2、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，實(shí)現(xiàn)循環(huán)鏈表的創(chuàng)建、插入、刪除和遍歷操作，模擬環(huán)形隊(duì)列的應(yīng)用。3、（本題5分）利用圖數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一個(gè)物流配送路徑優(yōu)化系統(tǒng)，找到最短配送路徑以降低成本。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，用鄰接表表示一個(gè)帶權(quán)有向圖，實(shí)現(xiàn)SPFA算法求單源最短路徑。5、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)桶排序算法，對(duì)給定的一定范圍內(nèi)的整數(shù)進(jìn)行排序，分析其適用場(chǎng)景和局限性。四、綜合題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）某醫(yī)院的病歷管理系統(tǒng)需要存儲(chǔ)患者的病歷信息，包含患者編號(hào)、姓名、性別、年齡、病癥、診斷結(jié)果、治療方案等。系統(tǒng)要支持快速檢索特定患者的病歷、按照病癥的嚴(yán)重程度對(duì)病歷進(jìn)行排序、添加新的病歷、刪除舊病歷以及更新病歷內(nèi)容。請(qǐng)選擇恰當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并詳細(xì)說明如何實(shí)現(xiàn)這些功能，包括算法思路和代碼實(shí)現(xiàn)，以及性能評(píng)估。2、（本題10分）一個(gè)圖書館管理系統(tǒng)需要記錄大量的圖書信息，包括圖書編號(hào)、書名、作者、出版社、出版日期、館藏?cái)?shù)量等。同時(shí)，系統(tǒng)要支持快速查找特定圖書、按照館藏?cái)?shù)量進(jìn)行排序、新增和刪除圖書記錄等操作。請(qǐng)選擇合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲(chǔ)圖書信息，并設(shè)計(jì)相應(yīng)的算法和代碼來實(shí)現(xiàn)上述功能，同時(shí)分