同濟(jì)大學(xué)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法綜合設(shè)計(jì)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號(hào)學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號(hào)…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁同濟(jì)大學(xué)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法綜合設(shè)計(jì)》

2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分一、單選題（本大題共20個(gè)小題，每小題2分，共40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、鏈表是一種常見的鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)。對于單鏈表，以下關(guān)于其特點(diǎn)的描述，錯(cuò)誤的是（）A.插入和刪除操作不需要移動(dòng)大量元素，只需修改指針B.可以方便地實(shí)現(xiàn)隨機(jī)訪問，時(shí)間復(fù)雜度為O(1)C.存儲(chǔ)空間不必連續(xù)，便于動(dòng)態(tài)分配D.查找某一特定位置的元素，需要從頭開始遍歷，時(shí)間復(fù)雜度為O(n)2、設(shè)計(jì)一個(gè)基于ADC和微控制器的水質(zhì)硬度檢測系統(tǒng)，能夠快速準(zhǔn)確地檢測水質(zhì)硬度。3、采用模擬電子技術(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)電壓基準(zhǔn)源，提供穩(wěn)定的參考電壓，具有低溫度系數(shù)和高電源抑制比。4、在一個(gè)電商網(wǎng)站的訂單處理系統(tǒng)中，需要按照訂單生成的時(shí)間順序依次處理訂單，同時(shí)能夠在任意時(shí)刻查看最早未處理的訂單。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)能夠滿足這種需求？（）A.順序表，按順序存儲(chǔ)訂單，但插入和刪除操作可能導(dǎo)致大量元素移動(dòng)B.鏈表，便于插入和刪除，但不便于快速獲取最早訂單C.棧，后進(jìn)先出，不符合訂單處理的順序要求D.隊(duì)列，先進(jìn)先出，符合訂單按時(shí)間順序處理的需求5、對于一個(gè)具有n個(gè)頂點(diǎn)和e條邊的無向圖，如果采用鄰接表存儲(chǔ)，其空間復(fù)雜度主要取決于：（）A.nB.eC.n+eD.n^26、利用射頻技術(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)無線傳感器節(jié)點(diǎn)，能夠采集環(huán)境數(shù)據(jù)并通過無線方式傳輸，給出節(jié)點(diǎn)的硬件設(shè)計(jì)和功耗分析。7、設(shè)計(jì)一個(gè)圖像處理中的邊緣檢測算法，并在實(shí)際圖像上進(jìn)行測試和優(yōu)化，分析算法的復(fù)雜度和準(zhǔn)確性。8、利用模擬電路技術(shù)，設(shè)計(jì)一個(gè)用于激光打印機(jī)的高壓電源電路，為激光發(fā)生器提供穩(wěn)定的高壓。9、設(shè)計(jì)一個(gè)音頻濾波器參數(shù)優(yōu)化電路，能夠根據(jù)輸入音頻信號(hào)的特點(diǎn)自動(dòng)優(yōu)化濾波器的參數(shù)，提高音頻質(zhì)量。10、使用集成電路設(shè)計(jì)一個(gè)DAC轉(zhuǎn)換器，給出轉(zhuǎn)換分辨率和建立時(shí)間等性能指標(biāo)，并進(jìn)行電路設(shè)計(jì)和測試。11、設(shè)計(jì)一個(gè)基于藍(lán)牙5.0的音頻傳輸系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)高質(zhì)量的無線音頻傳輸，傳輸距離不小于20米，支持雙聲道。12、設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的電子秤系統(tǒng)，能夠測量0-10kg的物體重量，精度達(dá)到1g。13、設(shè)計(jì)一個(gè)音頻均衡器，能夠?qū)Σ煌l段的音頻信號(hào)進(jìn)行增益調(diào)節(jié)，給出系統(tǒng)方案和濾波器設(shè)計(jì)。14、設(shè)計(jì)一個(gè)電子血壓計(jì)無線傳輸電路，能夠?qū)⒀獕河?jì)的測量數(shù)據(jù)通過無線方式傳輸?shù)绞謾C(jī)或電腦進(jìn)行分析和處理。15、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字移相器，能夠?qū)崿F(xiàn)0至180度的連續(xù)相移，相移精度為0.1度，給出電路結(jié)構(gòu)和控制方法。16、設(shè)計(jì)一個(gè)直流穩(wěn)壓電源電路，輸出電壓為5V、12V和24V可選，最大輸出電流為2A。17、運(yùn)用通信網(wǎng)絡(luò)原理，設(shè)計(jì)一個(gè)企業(yè)數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)布線方案，確保高速、可靠的數(shù)據(jù)傳輸。18、鏈表是另一種重要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，與數(shù)組相比具有不同的特點(diǎn)。以下關(guān)于鏈表的描述，不正確的是：（）A.鏈表中的元素通過指針鏈接在一起，存儲(chǔ)位置可以是不連續(xù)的，插入和刪除操作只需修改指針，效率較高B.單向鏈表只能從表頭向表尾遍歷，而雙向鏈表可以從表頭和表尾雙向遍歷，更加靈活C.鏈表的查找操作需要從頭節(jié)點(diǎn)依次遍歷，效率相對較低，但在不知道元素位置的情況下仍能進(jìn)行插入和刪除D.鏈表不需要預(yù)先分配連續(xù)的存儲(chǔ)空間，因此不會(huì)出現(xiàn)存儲(chǔ)空間浪費(fèi)的情況，且其內(nèi)存使用效率總是高于數(shù)組19、設(shè)計(jì)一個(gè)低通濾波器電路，截止頻率為1kHz，通帶增益為0dB，阻帶衰減不小于40dB，用于濾除高頻噪聲。20、設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的無線充電系統(tǒng)，輸出功率為5W，充電效率不低于70%，能夠?yàn)槭謾C(jī)等設(shè)備進(jìn)行無線充電。二、簡答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）詳細(xì)闡述如何使用堆排序算法對一個(gè)具有n個(gè)元素的數(shù)組進(jìn)行排序，分析其穩(wěn)定性和時(shí)間復(fù)雜度。2、（本題5分）詳細(xì)闡述在拓?fù)渑判虻幕A(chǔ)上，如何進(jìn)一步判斷圖是否為有向無環(huán)圖。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。三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）以鏈表為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)一個(gè)股票交易記錄管理系統(tǒng)，記錄股票的買賣時(shí)間、價(jià)格和數(shù)量。2、（本題5分）以鏈表為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)一個(gè)電影評論管理系統(tǒng)，支持評論的發(fā)布、刪除和篩選。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，用于管理一個(gè)醫(yī)院的病房信息，包括病房號(hào)、床位數(shù)量、入住情況等，能夠?qū)崿F(xiàn)病房的分配和查詢功能。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，在一個(gè)無向圖中判斷兩個(gè)頂點(diǎn)之間是否存在路徑。5、（本題5分）設(shè)計(jì)算法檢測圖是否為二部圖，通過實(shí)際案例說明其應(yīng)用價(jià)值。四、綜合題（本大題共2個(gè)小題，共20分)1、（本題10分）一個(gè)電商網(wǎng)站的商品評論管理系統(tǒng)需要存儲(chǔ)商品評論信息，包括評論編號(hào)、商品編號(hào)、評論內(nèi)容、評論者、評論時(shí)間等。系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)快速查找特定商品的評論、按照評論時(shí)間對評論進(jìn)行排序、新增評論、刪除不良評論。請確定合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并詳細(xì)闡述算法和代碼實(shí)現(xiàn)，同時(shí)討論性能優(yōu)化策略。2、（本題10分）一個(gè)在線購物車系統(tǒng)需要對用戶添加的商品進(jìn)行管理。商品信息包括商