山東經(jīng)貿(mào)職業(yè)學院《數(shù)據(jù)結構理論教學》2023-2024學年第一學期期末試卷

學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第2頁，共2頁山東經(jīng)貿(mào)職業(yè)學院

《數(shù)據(jù)結構理論教學》2023-2024學年第一學期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個小題，每小題2分，共30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、設計一個簡單的無線遙控系統(tǒng)，控制距離不小于50米，能夠?qū)崿F(xiàn)對多個設備的開關控制，說明系統(tǒng)組成和編碼方式。2、設計一個簡單的數(shù)字音頻解碼器，能夠解碼常見的音頻格式如MP3、WAV等，給出硬件設計和解碼算法。3、字符串的操作和處理在計算機編程中經(jīng)常遇到。對于字符串的匹配算法，以下描述哪一項是不正確的？（）A.樸素的字符串匹配算法通過逐個字符比較來查找模式串在主串中的位置，時間復雜度較高B.KMP（Knuth-Morris-Pratt）算法通過利用已經(jīng)匹配的部分信息來提高匹配效率C.BM（Boyer-Moore）算法從右向左比較字符，在某些情況下性能優(yōu)于KMP算法D.所有的字符串匹配算法在最壞情況下的時間復雜度都是O(m*n)，其中m是模式串長度，n是主串長度4、設計一個基于藍牙4.2的智能門鎖系統(tǒng)，能夠通過手機APP進行開鎖操作，并記錄開鎖記錄。5、設計一個自動控制系統(tǒng)中的速度控制器，用于控制電機的轉(zhuǎn)速，滿足特定的動態(tài)和穩(wěn)態(tài)性能指標。6、設計一個電子血壓計數(shù)據(jù)分析與預警電路，能夠?qū)ρ獕河嫓y量的數(shù)據(jù)進行分析，當血壓異常時發(fā)出預警信號。7、設計一個基于FPGA的數(shù)字濾波器，實現(xiàn)低通、高通、帶通和帶阻濾波功能，給出設計過程和資源利用分析。8、假設要實現(xiàn)一個函數(shù)，判斷一個字符串是否是另一個字符串的子序列。例如，“ace”是“abcde”的子序列。以下哪種數(shù)據(jù)結構和算法的組合可能是最有效的？（）A.雙指針法，分別在兩個字符串上移動指針進行比較，簡單直接B.哈希表，將字符串的字符存儲并進行查找，效率較低C.棧，存儲已匹配的字符，操作復雜D.隊列，用于存儲待匹配的字符，不太適合此場景9、設計一個數(shù)字頻率計，采用計數(shù)法和測周期法相結合，測量范圍為1Hz至100MHz，給出系統(tǒng)方案和誤差分析。10、設計一個電子秤數(shù)據(jù)加密電路，能夠?qū)﹄娮映拥臏y量數(shù)據(jù)進行加密，保證數(shù)據(jù)的安全性。11、設計一個音頻濾波器參數(shù)優(yōu)化電路，能夠根據(jù)輸入音頻信號的特點自動優(yōu)化濾波器的參數(shù)，提高音頻質(zhì)量。12、在數(shù)據(jù)結構的應用中，解決沖突是一個常見的問題。以下關于沖突解決的描述，不正確的是：（）A.在哈希表中，當多個元素映射到同一個位置時就會發(fā)生沖突B.除了開放尋址法和鏈地址法，還有其他一些沖突解決方法，如再哈希法C.沖突解決的好壞直接影響哈希表的性能，但對其他數(shù)據(jù)結構沒有影響D.選擇合適的沖突解決方法需要綜合考慮數(shù)據(jù)分布、操作頻率等因素13、設計一個低通數(shù)字濾波器，截止頻率為500Hz，采樣頻率為2kHz，采用窗函數(shù)法進行設計。14、設計一個簡單的無線通信收發(fā)系統(tǒng)，工作在特定頻段，采用合適的調(diào)制解調(diào)方式，實現(xiàn)短距離的數(shù)據(jù)傳輸，并分析其性能。15、設計一個基于555定時器的脈沖發(fā)生器電路，能夠產(chǎn)生頻率在1Hz-100kHz范圍內(nèi)可調(diào)，占空比在10%-90%范圍內(nèi)可調(diào)的矩形脈沖。二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）詳細說明在字符串的模式匹配優(yōu)化中，如何利用后綴樹或后綴數(shù)組提高效率。2、（本題5分）解釋圖的最小生成樹問題的變體，如帶權有向圖的最小生成樹問題、次小生成樹問題等。3、（本題5分）解釋什么是Trie樹，并說明其在字符串處理中的應用。三、綜合題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）某機場的航班管理系統(tǒng)需要存儲航班的信息，如航班編號、出發(fā)地、目的地、起飛時間、降落時間、航班狀態(tài)等。系統(tǒng)要能夠快速查找特定航班、按照起飛時間對航班進行排序、新增航班、修改航班信息、取消航班。請設計合適的數(shù)據(jù)結構和算法，并給出代碼實現(xiàn)和性能評估。2、（本題5分）一個城市的公共交通系統(tǒng)需要實時跟蹤公交車的位置和行駛路線，為乘客提供準確的到站時間預測。設計一種數(shù)據(jù)結構和算法，能夠高效地處理車輛位置信息，計算到站時間。3、（本題5分）假設一個在線健身平臺需要記錄用戶的運動計劃、運動記錄和身體指標。運動計劃包括計劃ID、用戶ID、運動項目、運動時間，運動記錄包括記錄ID、用戶ID、運動日期、運動時長、消耗卡路里，身體指標包括指標ID、用戶ID、體重、體脂率、血壓。請設計數(shù)據(jù)結構來管理用戶的健身數(shù)據(jù)，實現(xiàn)運動計劃的制定和調(diào)整、運動記錄的分析、身體指標的跟蹤，并為用戶提供個性化的健身建議。4、（本題5分）某金融機構需要對客戶的交易記錄進行分析，以檢測異常交易行為。交易記錄包括交易時間、金額、交易類型等。設計合適的數(shù)據(jù)結構和算法，能夠快速地篩選出異常交易，并進行風險評估。5、（本題5分）一個在線健身平臺需要管理用戶的健身計劃、運動記錄、飲食記錄和身體指標等。設計一種數(shù)據(jù)結構來存儲這些信息，支持健身計劃的制定和修改，運動和飲食記錄的錄入，身體指標的測量和分析，并能夠根據(jù)用戶數(shù)據(jù)提供個性化的健身建議和目標設定。四、設計題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）設計一個線段樹結構，實現(xiàn)對給定整數(shù)數(shù)組的區(qū)間查詢（求和、求最大值