南京工業(yè)大學《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實驗W》2023-2024學年第一學期期末試卷

站名：站名：年級專業(yè)：姓名：學號：凡年級專業(yè)、姓名、學號錯寫、漏寫或字跡不清者，成績按零分記?！堋狻€…………第1頁，共1頁南京工業(yè)大學《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實驗W》

2023-2024學年第一學期期末試卷題號一二三四總分得分批閱人一、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、基于通信中的多址接入技術設計一個無線通信網(wǎng)絡，支持多個用戶同時通信，分析網(wǎng)絡容量和性能。2、插入排序也是一種基本的排序算法。關于插入排序的特點，以下描述正確的是：（）A.插入排序在每次迭代中，將待排序元素插入到已排序部分的合適位置B.插入排序在最壞情況下的時間復雜度為O(nlogn)，優(yōu)于冒泡排序C.插入排序是一種不穩(wěn)定的排序算法，可能改變相同元素的相對順序D.插入排序適用于大規(guī)模數(shù)據(jù)的排序，效率很高3、設計一個基于Zigbee和GPRS的遠程無線監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠程傳輸和監(jiān)控，描述系統(tǒng)的硬件組成和軟件流程。4、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。5、利用數(shù)字電路技術，設計一個智能路燈控制系統(tǒng)，根據(jù)環(huán)境光線和交通流量自動調(diào)節(jié)路燈的亮度。6、設計一個基于51單片機的智能車庫門控制系統(tǒng)，能夠通過遙控器和手機APP控制車庫門的開啟和關閉，并具備防夾功能。7、使用電力電子器件設計一個降壓型直流-直流變換器（BuckConverter），給出電路參數(shù)設計和效率分析。8、設計一個基于ZigBee技術的智能養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，能夠?qū)崟r監(jiān)測養(yǎng)殖場內(nèi)的溫度、濕度、氨氣濃度等參數(shù)。9、在圖的最短路徑問題中，Dijkstra算法是一種常用的算法。以下關于Dijkstra算法的描述中，不正確的是（）A.該算法適用于有向圖和無向圖B.算法從起始頂點開始，逐步計算到其他頂點的最短路徑C.算法通過不斷更新頂點的距離值來找到最短路徑D.算法的時間復雜度為O(n^2)，其中n是頂點的數(shù)量10、在一個交通流量監(jiān)測系統(tǒng)中，需要實時記錄不同路段的車輛數(shù)量，并能夠快速地找出車輛數(shù)量最多的路段和最少的路段。此外，還需要能夠動態(tài)地更新路段的車輛數(shù)量信息。對于這樣的需求，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)最為合適？（）A.優(yōu)先隊列，能夠快速獲取最大或最小元素B.紅黑樹，保持數(shù)據(jù)的有序性并支持高效的插入和刪除C.跳表，實現(xiàn)快速的查找、插入和刪除操作D.線段樹，用于處理區(qū)間的統(tǒng)計和更新問題11、考慮隊列這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它遵循先進先出的原則。假設一個銀行需要管理客戶的排隊等待服務，每個客戶按照到達的順序接受服務。為了有效地組織和管理客戶的等待過程，以下關于隊列的操作，哪個是最關鍵的（）A.隨機刪除隊列中的元素B.在隊列中間插入新的客戶C.讀取隊列頭部的客戶信息D.對隊列中的元素進行排序12、設計一個基于單片機的智能路燈控制系統(tǒng)，根據(jù)環(huán)境光照和時間自動控制路燈的開關和亮度調(diào)節(jié)。13、設計一個基于PLC的風力發(fā)電控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對風力發(fā)電機的轉(zhuǎn)速、功率等參數(shù)的監(jiān)測和控制。14、設計一個光纖通信系統(tǒng)中的光發(fā)射機和接收機，確定合適的光源和探測器，計算系統(tǒng)的傳輸距離和帶寬。15、設計一個基于藍牙的無線鼠標，能夠與計算機進行穩(wěn)定的無線連接，實現(xiàn)鼠標的基本操作功能。16、設計一個基于數(shù)字邏輯電路的簡易密碼鎖系統(tǒng)，要求輸入正確密碼才能開鎖，密碼可由用戶自行設定，同時具備錯誤輸入次數(shù)限制及報警功能。17、設計一個基于FPGA的數(shù)字信號解調(diào)系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對ASK、FSK、PSK等調(diào)制信號的解調(diào)。18、設計一個基于ADC和微控制器的氣體濃度檢測系統(tǒng)，能夠檢測多種常見氣體（如CO、CO?、CH?等）的濃度。19、當處理字符串操作時，KMP（Knuth-Morris-Pratt）算法用于字符串匹配。假設要在一個長文本中查找一個短模式串，以下關于KMP算法的優(yōu)勢，哪個是正確的（）A.減少不必要的字符比較B.不需要預處理模式串C.適用于所有類型的字符串D.以上都不對20、設計一個基于ZigBee的智能路燈節(jié)能系統(tǒng)，能夠根據(jù)道路上的行人和車輛情況自動調(diào)節(jié)路燈亮度，實現(xiàn)節(jié)能效果。二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）詳細說明如何在一個無向圖中進行連通分量的計算，給出算法步驟和實現(xiàn)代碼，并分析其時間復雜度。2、（本題5分）數(shù)組的查找算法有哪些？分別闡述它們的時間復雜度和適用場景。3、（本題5分）論述在樹的遍歷中，如何使用Morris遍歷算法優(yōu)化空間復雜度。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，使用合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲一個在線游戲的玩家好友關系管理系統(tǒng)，支持好友添加、刪除和聊天功能。2、（本題5分）設計一個程序，使用棧實現(xiàn)括號匹配的檢查功能，輸入一個包含括號的字符串，判斷括號是否正確匹配。3、（本題5分）設計一個哈希表程序，采用隨機探測法處理哈希沖突，支持動態(tài)插入和刪除操作，展示操作過程和結(jié)果。4、（本題5分）設計一個程序，使用鏈表實現(xiàn)雙向鏈表的分割功能，輸入一個雙向鏈表和一個值，將鏈表分割為兩部分。5、（本題5分）分析AVL樹平衡調(diào)整操作對樹結(jié)構(gòu)和性能的長期影響，提出優(yōu)化建議。四、綜合題（本大題共2個小題，共20分)1、（本題10分）一個電商平臺的售后服務管理系統(tǒng)需要存儲售后訂單的信息，包括售后訂單編號、商品編號、售后類型（退貨、換貨、維修）、處理進度、處理結(jié)果等。系統(tǒng)要支持快速查找特定售后訂單、按照處理進度對訂單進行排序、新增售后訂單、更新處理進度和結(jié)果、刪除已完成的售后訂單。請選擇恰當?shù)臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并詳細說明算法和代碼實現(xiàn)，以及性能評估。2、（本題10分）某電商平臺的優(yōu)惠券發(fā)放系統(tǒng)需要對優(yōu)惠券的類型、面額、使用條件和發(fā)放記錄進行管理。優(yōu)惠券信息包括優(yōu)惠券編