玉林師范學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁玉林師范學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法》

2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分一、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、運(yùn)用通信網(wǎng)絡(luò)原理，設(shè)計(jì)一個(gè)物流配送中心的貨物跟蹤系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)方案，實(shí)時(shí)掌握貨物位置和狀態(tài)。2、設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的圖像采集系統(tǒng)，使用攝像頭采集圖像數(shù)據(jù)，并通過接口傳輸?shù)接?jì)算機(jī)進(jìn)行處理和顯示，包括硬件接口設(shè)計(jì)和驅(qū)動(dòng)程序編寫。3、設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的溫度監(jiān)測與控制系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)采集環(huán)境溫度，當(dāng)溫度超過設(shè)定閾值時(shí)，啟動(dòng)相應(yīng)的降溫或升溫設(shè)備。4、采用模擬電子技術(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)電壓跟隨器，提高電路的輸入阻抗和輸出穩(wěn)定性。5、利用數(shù)字電路技術(shù)，設(shè)計(jì)一個(gè)圖書館自助借還書系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)圖書的自動(dòng)借閱、歸還和管理。6、設(shè)計(jì)一個(gè)無線通信中的毫米波通信系統(tǒng)，考慮波束成形和信道估計(jì)等關(guān)鍵技術(shù)。7、棧是一種特殊的線性結(jié)構(gòu)，遵循后進(jìn)先出的原則。假設(shè)一個(gè)程序中使用了棧來存儲數(shù)據(jù)。以下關(guān)于棧的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.棧可以用于實(shí)現(xiàn)函數(shù)調(diào)用時(shí)的參數(shù)傳遞和局部變量存儲B.入棧和出棧操作的時(shí)間復(fù)雜度均為O(1)C.可以使用數(shù)組或鏈表來實(shí)現(xiàn)棧的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)D.棧的存儲空間大小是固定的，無法動(dòng)態(tài)擴(kuò)展8、設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)字信號處理的圖像壓縮系統(tǒng)，能夠?qū)D像進(jìn)行高效壓縮，減少存儲空間和傳輸帶寬需求。9、設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)字邏輯的搶答器系統(tǒng)，能夠準(zhǔn)確判斷多個(gè)選手的搶答順序，并進(jìn)行顯示和報(bào)警。10、設(shè)計(jì)一個(gè)基于PLC的數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)機(jī)床的運(yùn)動(dòng)控制、刀具補(bǔ)償和故障報(bào)警功能。11、設(shè)計(jì)一個(gè)基于STM32的智能車載系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)導(dǎo)航、多媒體播放和車輛狀態(tài)監(jiān)測等功能，描述系統(tǒng)的硬件架構(gòu)和軟件實(shí)現(xiàn)。12、設(shè)計(jì)一個(gè)基于光電二極管和運(yùn)放的光功率測量系統(tǒng)，能夠測量不同波長的光功率。13、設(shè)計(jì)一個(gè)基于傳感器的智能空氣質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測空氣中的PM2.5、甲醛、TVOC等污染物濃度，并通過物聯(lián)網(wǎng)將數(shù)據(jù)上傳到云平臺。14、快速排序是一種高效的排序算法。以下關(guān)于快速排序的描述，不正確的是：（）A.快速排序通過選擇一個(gè)基準(zhǔn)元素，將數(shù)組分為兩部分，然后對這兩部分分別進(jìn)行排序B.快速排序在平均情況下的時(shí)間復(fù)雜度為O(nlogn)C.快速排序是一種穩(wěn)定的排序算法D.快速排序在最壞情況下的時(shí)間復(fù)雜度為O(n^2)15、設(shè)計(jì)一個(gè)基于微波技術(shù)的雷達(dá)測距系統(tǒng)，能夠準(zhǔn)確測量目標(biāo)物體的距離，并具有較高的分辨率和抗干擾能力。16、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字圖像處理中的圖像壓縮質(zhì)量評估系統(tǒng)，包括客觀和主觀評估指標(biāo)的測量。17、設(shè)計(jì)一個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中的差分定位數(shù)據(jù)處理模塊，分析定位精度的提升效果。18、當(dāng)處理一個(gè)動(dòng)態(tài)增長和收縮的數(shù)據(jù)集合時(shí)，例如一個(gè)不斷有元素插入和刪除的集合，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在空間利用和操作效率上可能表現(xiàn)更優(yōu)（）A.數(shù)組B.鏈表C.哈希表D.二叉搜索樹19、設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測環(huán)境溫度，并通過控制加熱或制冷設(shè)備將溫度穩(wěn)定在設(shè)定范圍內(nèi)，要求精度為±1℃，并給出硬件電路設(shè)計(jì)和軟件編程思路。20、設(shè)計(jì)一個(gè)用于智能手表的電源管理芯片，能夠?qū)崿F(xiàn)低功耗運(yùn)行和快速充電，給出芯片架構(gòu)和功能模塊。二、簡答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）解釋數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中隊(duì)列的概念、特點(diǎn)以及常見的操作，舉例說明隊(duì)列在計(jì)算機(jī)科學(xué)中的應(yīng)用場景。2、（本題5分）在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，闡述如何使用樹堆進(jìn)行高效的合并和查找操作，給出算法步驟和實(shí)現(xiàn)代碼，并分析其性能特點(diǎn)。3、（本題5分）對于一個(gè)用鏈表實(shí)現(xiàn)的隊(duì)列，如何實(shí)現(xiàn)循環(huán)隊(duì)列的功能，說明其優(yōu)點(diǎn)和實(shí)現(xiàn)過程中的注意事項(xiàng)。4、（本題5分）論述在一個(gè)具有n個(gè)元素的鏈表中，如何實(shí)現(xiàn)鏈表的復(fù)制操作。5、（本題5分）深入探討在一個(gè)具有n個(gè)元素的二叉搜索樹中，如何求第k小的元素。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)最大堆或最小堆，實(shí)現(xiàn)插入、刪除操作，并能輸出堆排序后的數(shù)組。2、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，以二叉樹的形式表示游戲中的角色技能樹，實(shí)現(xiàn)技能的查找和升級路徑展示功能。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)算法，在一個(gè)無向圖中找出所有長度小于k的路徑。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，用Johnson算法處理具有不同權(quán)重類型的圖的最短路徑。5、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，使用插入排序算法對一個(gè)有向圖的出度進(jìn)行排序。四、綜合題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）一個(gè)在線教育平臺需要對學(xué)生的學(xué)習(xí)成績、課程選擇和學(xué)習(xí)進(jìn)度進(jìn)行管理。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲這些信息，以便能夠快速地查詢學(xué)生的學(xué)習(xí)情況、分析課程的受歡迎程度，并為學(xué)生推薦合適的課程。2、（本題10分）一個(gè)在線視頻會(huì)議系統(tǒng)需要對參會(huì)人員的狀態(tài)和發(fā)言順序進(jìn)行管理。參會(huì)人員信息包括人員編號、姓名、狀態(tài)（在線/離線）、發(fā)言順序等。這些信息以三元組表的形式存儲。請?jiān)O(shè)計(jì)算法實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）查詢在線參會(huì)人員名單；（2）調(diào)整參會(huì)人員的發(fā)言順序；（3）人員離線時(shí)更新狀態(tài)；（4）統(tǒng)計(jì)發(fā)言次數(shù)超過一定閾值的人員數(shù)量。分析算法的時(shí)間復(fù)雜