同濟大學《數(shù)據(jù)結構與算法綜合設計》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…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁同濟大學《數(shù)據(jù)結構與算法綜合設計》

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20個小題，每小題2分，共40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、鏈表是一種常見的鏈式存儲結構。對于單鏈表，以下關于其特點的描述，錯誤的是（）A.插入和刪除操作不需要移動大量元素，只需修改指針B.可以方便地實現(xiàn)隨機訪問，時間復雜度為O(1)C.存儲空間不必連續(xù)，便于動態(tài)分配D.查找某一特定位置的元素，需要從頭開始遍歷，時間復雜度為O(n)2、設計一個基于ADC和微控制器的水質硬度檢測系統(tǒng)，能夠快速準確地檢測水質硬度。3、采用模擬電子技術設計一個電壓基準源，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、在一個電商網(wǎng)站的訂單處理系統(tǒng)中，需要按照訂單生成的時間順序依次處理訂單，同時能夠在任意時刻查看最早未處理的訂單。以下哪種數(shù)據(jù)結構能夠滿足這種需求？（）A.順序表，按順序存儲訂單，但插入和刪除操作可能導致大量元素移動B.鏈表，便于插入和刪除，但不便于快速獲取最早訂單C.棧，后進先出，不符合訂單處理的順序要求D.隊列，先進先出，符合訂單按時間順序處理的需求5、對于一個具有n個頂點和e條邊的無向圖，如果采用鄰接表存儲，其空間復雜度主要取決于：（）A.nB.eC.n+eD.n^26、利用射頻技術設計一個無線傳感器節(jié)點，能夠采集環(huán)境數(shù)據(jù)并通過無線方式傳輸，給出節(jié)點的硬件設計和功耗分析。7、設計一個圖像處理中的邊緣檢測算法，并在實際圖像上進行測試和優(yōu)化，分析算法的復雜度和準確性。8、利用模擬電路技術，設計一個用于激光打印機的高壓電源電路，為激光發(fā)生器提供穩(wěn)定的高壓。9、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)，提高音頻質量。10、使用集成電路設計一個DAC轉換器，給出轉換分辨率和建立時間等性能指標，并進行電路設計和測試。11、設計一個基于藍牙5.0的音頻傳輸系統(tǒng)，能夠實現(xiàn)高質量的無線音頻傳輸，傳輸距離不小于20米，支持雙聲道。12、設計一個基于單片機的電子秤系統(tǒng)，能夠測量0-10kg的物體重量，精度達到1g。13、設計一個音頻均衡器，能夠對不同頻段的音頻信號進行增益調節(jié)，給出系統(tǒng)方案和濾波器設計。14、設計一個電子血壓計無線傳輸電路，能夠將血壓計的測量數(shù)據(jù)通過無線方式傳輸?shù)绞謾C或電腦進行分析和處理。15、設計一個數(shù)字移相器，能夠實現(xiàn)0至180度的連續(xù)相移，相移精度為0.1度，給出電路結構和控制方法。16、設計一個直流穩(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、運用通信網(wǎng)絡原理，設計一個企業(yè)數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡布線方案，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)結構，與數(shù)組相比具有不同的特點。以下關于鏈表的描述，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行插入和刪除D.鏈表不需要預先分配連續(xù)的存儲空間，因此不會出現(xiàn)存儲空間浪費的情況，且其內存使用效率總是高于數(shù)組19、設計一個低通濾波器電路，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、設計一個簡單的無線充電系統(tǒng)，輸出功率為5W，充電效率不低于70%，能夠為手機等設備進行無線充電。二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）詳細闡述如何使用堆排序算法對一個具有n個元素的數(shù)組進行排序，分析其穩(wěn)定性和時間復雜度。2、（本題5分）詳細闡述在拓撲排序的基礎上，如何進一步判斷圖是否為有向無環(huán)圖。3、（本題5分）論述如何使用動態(tài)規(guī)劃算法解決矩陣連乘問題，給出最優(yōu)解的計算方法。三、設計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）以鏈表為基礎，設計一個股票交易記錄管理系統(tǒng)，記錄股票的買賣時間、價格和數(shù)量。2、（本題5分）以鏈表為基礎，設計一個電影評論管理系統(tǒng)，支持評論的發(fā)布、刪除和篩選。3、（本題5分）設計一個數(shù)據(jù)結構和算法，用于管理一個醫(yī)院的病房信息，包括病房號、床位數(shù)量、入住情況等，能夠實現(xiàn)病房的分配和查詢功能。4、（本題5分）設計一個程序，在一個無向圖中判斷兩個頂點之間是否存在路徑。5、（本題5分）設計算法檢測圖是否為二部圖，通過實際案例說明其應用價值。四、綜合題（本大題共2個小題，共20分)1、（本題10分）一個電商網(wǎng)站的商品評論管理系統(tǒng)需要存儲商品評論信息，包括評論編號、商品編號、評論內容、評論者、評論時間等。系統(tǒng)要實現(xiàn)快速查找特定商品的評論、按照評論時間對評論進行排序、新增評論、刪除不良評論。請確定合適的數(shù)據(jù)結構，并詳細闡述算法和代碼實現(xiàn)，同時討論性能優(yōu)化策略。2、（本題10分）一個在線購物車系統(tǒng)需要對用戶添加的商品進行管理。商品信息包括商