信陽師范大學《數據結構》2022-2023學年第一學期期末試卷

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《數據結構》2022-2023學年第一學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共15個小題，每小題1分，共15分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的．）1、設計一個基于PLC的風機控制系統(tǒng)，能夠根據環(huán)境溫度和壓力自動調節(jié)風機的轉速，實現節(jié)能運行。2、棧是一種特殊的線性表，遵循特定的操作原則。以下關于棧的描述，錯誤的是（）A.棧的操作遵循后進先出（LIFO）原則B.入棧和出棧操作的時間復雜度都為O(1)C.?？梢杂脭到M或鏈表來實現D.棧只能用于實現簡單的數值計算，不能用于復雜的算法3、設計一個電子秤數據傳輸電路，能夠將電子秤的測量數據傳輸到電腦或其他設備進行分析和處理。4、設計一個基于FPGA的圖像邊緣檢測系統(tǒng)，能夠對輸入的灰度圖像進行邊緣檢測，并輸出邊緣圖像。5、圖是一種復雜的數據結構，包含頂點和邊。假設存在一個無向圖，頂點分別為A、B、C、D、E，邊的集合為{(A,B),(A,C),(B,D),(C,D),(D,E)}。使用深度優(yōu)先搜索算法從頂點A開始遍歷，以下哪個遍歷順序是可能的？（）A.A-B-C-D-EB.A-C-B-D-EC.A-B-D-C-ED.A-E-D-C-B6、設計一個基于Arduino的智能家居控制系統(tǒng)，能夠實現燈光控制、溫度監(jiān)測和窗簾控制，描述系統(tǒng)組成和通信協議。7、設計一個基于PLC的自動化生產線物流輸送系統(tǒng)，實現物料的自動搬運、存儲和配送。8、設計一個半導體發(fā)光二極管（LED）驅動電路，使其能夠穩(wěn)定發(fā)光，具有亮度調節(jié)功能，并分析其效率和可靠性。9、設計一個基于傳感器的智能火災報警系統(tǒng)，能夠實時監(jiān)測環(huán)境中的煙霧濃度和溫度，當達到報警閾值時發(fā)出聲光報警信號。10、設計一個數字音頻處理中的音頻編碼碼率控制策略，分析對音質和帶寬的影響。11、設計一個基于STM32的智能農業(yè)灌溉系統(tǒng)，能夠根據土壤濕度、氣象條件等自動控制灌溉，提供系統(tǒng)的硬件電路和控制策略。12、設計一個基于加速度傳感器的振動監(jiān)測系統(tǒng)，能夠監(jiān)測設備的振動情況，并進行故障預警。13、采用模擬電子技術設計一個直流電機調速系統(tǒng)，能夠通過改變輸入電壓實現電機轉速的調節(jié)，并保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。14、假設正在開發(fā)一個視頻編碼系統(tǒng)，需要對視頻幀進行壓縮和存儲，并能夠快速地讀取和解碼。在這種情況下，以下哪種數據結構可能對視頻數據的組織和處理最有幫助？（）A.樹狀數組，優(yōu)化數據的存儲和訪問B.跳表，支持快速的幀查找和操作C.鏈表，順序存儲視頻幀數據D.數組，直接映射視頻幀的存儲位置15、圖是一種復雜的數據結構。假設我們正在研究一個無向圖。以下關于圖的描述，哪一項是不準確的？（）A.圖可以用鄰接矩陣或鄰接表來存儲，不同的存儲方式適用于不同的場景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C.在無向圖中，兩個節(jié)點之間的邊是雙向的，邊的權值通常表示節(jié)點之間的距離或關系強度D.圖的最小生成樹是唯一的，無論使用哪種算法求解二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）深入分析在一個具有n個元素的鏈表中，如何對鏈表進行旋轉操作，如將鏈表的后k個節(jié)點移到鏈表頭部。2、（本題5分）探討在一個具有n個頂點的無向圖中，如何進行圖的著色問題。3、（本題5分）深入分析在利用棧實現表達式求值的過程中，如何處理不同的運算符優(yōu)先級和括號。4、（本題5分）詳細說明如何在一個帶權無向圖中計算所有頂點對之間的最小權值路徑的平均值。三、綜合題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）某城市的公交系統(tǒng)需要對公交線路和站點進行管理。線路和站點信息以有向無環(huán)圖的形式存儲。請設計算法實現以下功能：（1）查找從起點到終點經過最少站點的公交線路；（2）判斷兩條公交線路是否存在交叉站點；（3）新增一條公交線路時，如何更新整個公交網絡；（4）計算每個站點的客流量。分析算法的時間復雜度和空間復雜度。2、（本題5分）某在線旅游平臺的景點評價系統(tǒng)需要記錄景點信息、評價內容和評價分數。景點信息包括景點ID、景點名稱、景點介紹，評價內容包括評價ID、景點ID、用戶ID、評價內容、評價時間，評價分數包括分數ID、景點ID、用戶ID、分數。設計數據結構來管理評價數據，實現景點評價的查詢、統(tǒng)計平均分數、篩選優(yōu)質評價，并根據評價推薦景點。3、（本題5分）一個在線音樂平臺的歌單管理系統(tǒng)需要記錄歌單信息、歌曲列表和用戶收藏情況。歌單信息包括歌單ID、歌單名稱、創(chuàng)建者ID，歌曲列表包括歌曲ID、歌單ID，用戶收藏情況包括用戶ID、歌單ID。設計數據結構來管理歌單數據，實現歌單的創(chuàng)建、歌曲的添加和刪除、用戶的收藏和取消收藏，并統(tǒng)計熱門歌單。4、（本題5分）某城市的智能停車系統(tǒng)需要記錄停車場的位置、車位數量、占用情況和收費信息。設計一種數據結構和算法，幫助用戶快速找到空閑車位并計算停車費用。5、（本題5分）某城市的公交系統(tǒng)需要管理公交線路、站點和車輛調度信息。設計一種數據結構來存儲這些信息，實現線路的添加、刪除、查找和修改操作，能夠快速查詢某個站點經過的公交線路和車輛實時調度情況，并優(yōu)化車輛調度以提高公交系統(tǒng)的運行效率。四、設計題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）設計一個程序，使用貪心算法解決活動選擇的最早結束時間優(yōu)先策略，輸出活動安排