貴州黔南經(jīng)濟學院《數(shù)據(jù)結構Ⅰ》2023-2024學年第一學期期末試卷

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《數(shù)據(jù)結構Ⅰ》2023-2024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一、單選題（本大題共20個小題，每小題1分，共20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、設計一個基于藍牙低功耗技術的智能血壓計，能夠準確測量血壓，并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)绞謾CAPP進行分析和存儲。2、二叉搜索樹是一種特殊的二叉樹，具有特定的性質。對于二叉搜索樹的特點和操作，以下說法錯誤的是（）A.左子樹上所有節(jié)點的值均小于根節(jié)點的值B.右子樹上所有節(jié)點的值均大于根節(jié)點的值C.插入和查找操作的平均時間復雜度為O(logn)D.二叉搜索樹一定是完全二叉樹3、設計一個無線通信收發(fā)系統(tǒng)，工作在特定頻段，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的可靠傳輸，考慮發(fā)射功率、接收靈敏度和抗干擾能力等因素。4、設計一個基于D/A轉換器的函數(shù)信號發(fā)生器，能夠產(chǎn)生正弦波、方波、三角波等常見波形。5、設計一個數(shù)字鎖相環(huán)頻率合成器，能夠輸出頻率在1MHz至1GHz范圍內連續(xù)可調的正弦波，給出系統(tǒng)架構和關鍵技術。6、考慮一個在線購物車系統(tǒng)，需要存儲用戶添加的商品信息，包括商品ID、數(shù)量和價格，并支持商品的添加、刪除和修改操作。以下哪種數(shù)據(jù)結構可能是最適合的？（）A.二叉搜索樹，根據(jù)商品ID存儲B.鏈表，動態(tài)管理商品信息C.數(shù)組，順序存儲購物車內容D.哈希表，快速定位商品7、設計一個基于數(shù)字鎖相環(huán)的時鐘同步系統(tǒng)，能夠使多個設備的時鐘保持同步，分析其同步精度和穩(wěn)定性。8、設計一個模擬信號數(shù)字化系統(tǒng)，包括抽樣、量化和編碼模塊，確定合適的抽樣頻率和量化級數(shù)，分析系統(tǒng)性能。9、設計一個基于單片機的電子秤系統(tǒng)，能夠測量物體的重量，并具有去皮、計價等功能。10、設計一個基于藍牙4.2技術的智能手環(huán)，能夠監(jiān)測運動數(shù)據(jù)（如步數(shù)、距離、消耗卡路里等）和睡眠質量。11、設計一個音頻濾波器電路，能夠對輸入的音頻信號進行低通、高通、帶通和帶阻濾波，濾波頻率可調節(jié)。12、設計一個基于CAN總線的汽車電子控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對發(fā)動機、變速器、制動系統(tǒng)等部件的監(jiān)測和控制。13、設計一個液晶顯示技術中的視角擴展光學系統(tǒng)，分析視角擴展效果和圖像質量。14、在圖的算法中，F(xiàn)loyd-Warshall算法用于求解所有頂點對之間的最短路徑。以下關于Floyd-Warshall算法的描述，不正確的是（）A.算法基于動態(tài)規(guī)劃的思想B.算法可以處理帶負權邊的圖C.算法的時間復雜度為O(n^3)，空間復雜度為O(n^2)D.算法在求解過程中會修改圖的邊權值15、設計一個基于微控制器的智能家電控制系統(tǒng)，能夠通過手機APP遠程控制家電的開關和工作模式，說明系統(tǒng)的硬件和軟件實現(xiàn)。16、設計一個數(shù)字圖像處理中的圖像壓縮質量評估系統(tǒng)，包括客觀和主觀評估指標的測量。17、設計一個音頻分頻器電路，將音頻信號分為高音、中音和低音，給出電路結構和元件參數(shù)計算。18、在數(shù)據(jù)結構的排序算法中，歸并排序是一種穩(wěn)定的排序方法。假設我們正在使用歸并排序對數(shù)組進行排序。以下關于歸并排序的描述，哪一項是不準確的？（）A.歸并排序的基本思想是將數(shù)組分成兩半，分別排序后再合并B.歸并排序的時間復雜度在任何情況下都是O(nlogn)C.歸并排序在合并過程中需要額外的輔助空間，其空間復雜度為O(n)D.歸并排序是一種原地排序算法，不需要額外的存儲空間19、設計一個基于數(shù)字鎖相環(huán)和頻率合成器的通信信號源，產(chǎn)生穩(wěn)定的、頻率可調的通信信號。20、設計一個數(shù)字溫度計液位計數(shù)據(jù)傳輸電路，能夠將溫度計液位計的測量數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭h程監(jiān)控中心進行實時監(jiān)測。二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）詳細說明如何在一個有向圖中進行所有頂點對之間的最短路徑計算的改進算法，給出算法步驟和實現(xiàn)代碼，并分析其性能提升。2、（本題5分）論述在圖的最短路徑算法中，如何處理有向無環(huán)圖中的最短路徑問題。3、（本題5分）詳細解釋在一個具有n個頂點的無向圖中，如何使用廣度優(yōu)先搜索算法計算圖的連通分量個數(shù)，并分析其時間復雜度。4、（本題5分）詳細說明在并查集的改進中，除了路徑壓縮，還有哪些優(yōu)化方法可以提高性能。5、（本題5分）解釋什么是雙端隊列，并說明其與普通隊列和棧的區(qū)別。三、設計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設計一個程序，使用歸并排序算法對一個圖的鄰接表進行排序。2、（本題5分）設計一個程序，利用線段樹和克魯斯卡爾算法的結合，為一個區(qū)域的電力網(wǎng)絡規(guī)劃線路，確保供電可靠性和成本優(yōu)化。3、（本題5分）研究伸展樹在數(shù)據(jù)分布不均勻情況下的性能表現(xiàn)和應對措施。4、（本題5分）設計一個程序，使用順序表實現(xiàn)對一組整數(shù)的存儲和排序，要求能夠實現(xiàn)插入、刪除、查找等基本操作，并輸出排序前后的順序表。5、（本題5分）設計一個算法，利用平衡二叉樹存儲電影的評分和評論，實現(xiàn)按評分進行排序和查找。四、綜合題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）某城市的公交路線管理系統(tǒng)需要存儲公交路線的信息，如路線編號、起點站、終點站、途經(jīng)站點、發(fā)車時間等。系統(tǒng)要實現(xiàn)快速查找特定路線、按照路線長度對路線進行排序、新增和刪除路線、修改路線的發(fā)車時間等功能。請確定合適的數(shù)據(jù)結構，并詳細描述算法設計和代碼實現(xiàn)，同時分析其時間和空間復雜度。2、（本題10分）一個社交網(wǎng)絡平臺需要管理用戶之間的好友關系。好友關系以鄰接表的形式存儲在圖結構中。請設計算法實現(xiàn)以下功能：（1）判斷兩個用戶是否為好友；（2）找出某個用戶的所有好友；（3）計算某個用戶的好友度數(shù)；（4）找出共同好友最多的兩個用戶