蘭考三農(nóng)職業(yè)學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)Ⅱ》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

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《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)Ⅱ》2023-2024學(xué)年第二學(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25個(gè)小題，每小題1分，共25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、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字存儲(chǔ)示波器電路，能夠測(cè)量輸入信號(hào)的波形、頻率、幅度等參數(shù)，并且具有存儲(chǔ)和回放功能。2、設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的智能灌溉控制器，能夠根據(jù)土壤濕度和作物需水規(guī)律自動(dòng)控制灌溉水量和時(shí)間。3、設(shè)計(jì)一個(gè)基于光電編碼器的電機(jī)位置測(cè)量系統(tǒng)，能夠精確測(cè)量電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度和位置。4、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字通信系統(tǒng)中的載波同步電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)接收信號(hào)載波頻率和相位的準(zhǔn)確同步，測(cè)試同步性能。5、設(shè)計(jì)一個(gè)基于觸摸屏的人機(jī)交互界面，用于控制和顯示一個(gè)電子設(shè)備的工作狀態(tài)和參數(shù)。6、設(shè)計(jì)一個(gè)基于鎖相環(huán)技術(shù)的頻率合成器，能夠輸出穩(wěn)定的、可調(diào)節(jié)的頻率信號(hào)，分析其相位噪聲和頻率穩(wěn)定度。7、歸并排序是一種基于分治思想的排序算法。以下關(guān)于歸并排序的描述，不正確的是（）A.空間復(fù)雜度為O(n)B.是一種穩(wěn)定的排序算法C.最壞、最好和平均時(shí)間復(fù)雜度均為O(nlogn)D.不能用于鏈表的排序8、設(shè)計(jì)一個(gè)基于藍(lán)牙的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，能夠采集溫度、濕度和光照強(qiáng)度數(shù)據(jù)，并傳輸?shù)缴衔粰C(jī)，描述節(jié)點(diǎn)硬件和軟件設(shè)計(jì)。9、樹是一種非線性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，具有層次關(guān)系。以下關(guān)于樹的描述，不正確的是：（）A.二叉樹的每個(gè)節(jié)點(diǎn)最多有兩個(gè)子節(jié)點(diǎn)，分為左子節(jié)點(diǎn)和右子節(jié)點(diǎn)B.二叉搜索樹的左子樹中的節(jié)點(diǎn)值小于根節(jié)點(diǎn)值，右子樹中的節(jié)點(diǎn)值大于根節(jié)點(diǎn)值，便于快速查找、插入和刪除C.平衡二叉樹通過自動(dòng)調(diào)整保持樹的平衡，提高了查找效率，但插入和刪除操作相對(duì)復(fù)雜D.樹的遍歷方式包括前序遍歷、中序遍歷和后序遍歷，且每種遍歷方式的時(shí)間復(fù)雜度都是相同的，與樹的結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)10、設(shè)計(jì)一個(gè)基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的森林火災(zāi)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)火災(zāi)并發(fā)出警報(bào)。11、設(shè)計(jì)一個(gè)智能環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，能夠同時(shí)監(jiān)測(cè)多種環(huán)境參數(shù)如溫度、濕度、光照、PM2.5等，并進(jìn)行數(shù)據(jù)上傳和分析，闡述系統(tǒng)的硬件架構(gòu)和軟件功能。12、運(yùn)用電子電路知識(shí)，設(shè)計(jì)一個(gè)具有過流保護(hù)和短路保護(hù)功能的直流電源電路。13、對(duì)于一個(gè)棧，進(jìn)行入棧和出棧操作時(shí)，如果棧頂指針top初始值為-1，當(dāng)進(jìn)行了一系列操作后，top的值為0，此時(shí)棧的狀態(tài)是？（）A.棧為空B.棧中只有一個(gè)元素C.棧已滿D.棧出錯(cuò)14、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。15、考慮一個(gè)地理信息系統(tǒng)，需要存儲(chǔ)和管理地圖上的點(diǎn)、線、面等元素的信息，并能夠快速地進(jìn)行空間查詢和分析，如判斷兩個(gè)區(qū)域是否相交。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)最適合用于地理空間數(shù)據(jù)的處理？（）A.R樹，支持空間數(shù)據(jù)的索引和查詢B.B+樹，高效存儲(chǔ)和檢索空間數(shù)據(jù)C.紅黑樹，保持空間數(shù)據(jù)的平衡D.哈希樹，快速定位空間元素16、假設(shè)要實(shí)現(xiàn)一個(gè)優(yōu)先隊(duì)列，其中元素的優(yōu)先級(jí)可以動(dòng)態(tài)改變，并且能夠快速調(diào)整隊(duì)列的順序。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以滿足這樣的需求？（）A.二叉堆B.斐波那契堆C.二項(xiàng)堆D.左偏樹17、設(shè)計(jì)一個(gè)基于光電二極管和運(yùn)放的光功率測(cè)量系統(tǒng)，能夠測(cè)量不同波長(zhǎng)的光功率。18、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字頻率計(jì)高精度與多功能電路，能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的頻率測(cè)量，并同時(shí)顯示周期、占空比等參數(shù)。19、當(dāng)使用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)緩存時(shí)，LRU（LeastRecentlyUsed）策略是一種常見的淘汰算法。假設(shè)一個(gè)緩存容量有限，需要不斷替換元素。以下關(guān)于LRU策略的實(shí)現(xiàn)，哪個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最適合的（）A.棧B.隊(duì)列C.哈希表D.雙向鏈表20、設(shè)計(jì)一個(gè)基于USBType-C接口的電源傳輸系統(tǒng)，支持PD快充協(xié)議，能夠提供不同的電壓和電流輸出，給出硬件設(shè)計(jì)和協(xié)議實(shí)現(xiàn)。21、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字圖像處理系統(tǒng)，能夠?qū)斎氲膱D像進(jìn)行灰度化、二值化、邊緣檢測(cè)等基本操作，并顯示處理后的結(jié)果。22、設(shè)計(jì)一個(gè)音頻前置放大器電路，具有低噪聲和高增益，給出電路結(jié)構(gòu)和參數(shù)選擇。23、設(shè)計(jì)一個(gè)光通信中的摻鉺光纖放大器（EDFA）驅(qū)動(dòng)電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)EDFA的穩(wěn)定驅(qū)動(dòng)和增益控制。24、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，哈希表是一種用于快速查找的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。以下關(guān)于哈希表的描述，不準(zhǔn)確的是：（）A.哈希表通過哈希函數(shù)將關(guān)鍵字映射到表中的特定位置，實(shí)現(xiàn)快速查找B.哈希表的查找、插入和刪除操作的平均時(shí)間復(fù)雜度都接近O(1)C.哈希沖突是指不同的關(guān)鍵字通過哈希函數(shù)映射到了相同的位置，解決哈希沖突的方法有開放地址法和鏈地址法等D.哈希表的性能不受哈希函數(shù)的選擇和表的裝填因子的影響25、設(shè)計(jì)一個(gè)基于光電傳感器的自動(dòng)門控制系統(tǒng)，當(dāng)有人靠近時(shí)自動(dòng)開門，一段時(shí)間后自動(dòng)關(guān)門。二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）論述在最短路徑算法的變種中，如限制條件下的最短路徑（如限制經(jīng)過的節(jié)點(diǎn)數(shù)），如何求解。2、（本題5分）詳細(xì)闡述在一個(gè)具有n個(gè)元素的堆中，如何利用堆進(jìn)行Top-K問題的求解。3、（本題5分）詳細(xì)闡述快速排序的分區(qū)過程和遞歸調(diào)用，分析其平均和最壞情況下的時(shí)間復(fù)雜度。4、（本題5分）對(duì)于一個(gè)具有n個(gè)元素的數(shù)組，如何使用希爾排序算法選擇合適的初始增量？三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)算法，在一個(gè)有向圖中找出所有能夠到達(dá)指定終點(diǎn)的起點(diǎn)。2、（本題5分）使用棧結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一個(gè)表達(dá)式計(jì)算程序，能夠處理包含括號(hào)和多種運(yùn)算符的復(fù)雜表達(dá)式。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)希爾排序算法，對(duì)給定數(shù)組進(jìn)行排序，分析其分組策略對(duì)性能的影響。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)算法，在一個(gè)字符串中找出所有以特定字符為中心的最長(zhǎng)回文子串。5、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用于存儲(chǔ)一個(gè)公司員工的信息，包括姓名、工號(hào)、部門、工資等，實(shí)現(xiàn)插入、刪除、查找和遍歷操作。四、綜合題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）某物流企業(yè)的貨物跟蹤系統(tǒng)需要記錄貨物的發(fā)貨地、收貨地、運(yùn)輸路徑、當(dāng)前位置、預(yù)計(jì)到達(dá)時(shí)間等信息。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)時(shí)更新貨物運(yùn)輸狀態(tài)，支持按發(fā)貨地、收貨地等條件進(jìn)行查詢，能夠及時(shí)處理運(yùn)輸過程中的異常情況。2、（本題10分）某電商平臺(tái)的優(yōu)惠券發(fā)放系統(tǒng)需要對(duì)優(yōu)惠券的類型、面額、使用條件和發(fā)放記錄進(jìn)行管理。優(yōu)惠券信息包括優(yōu)惠券編號(hào)、類型、面額、使用條件、發(fā)放記錄等?？紤]使用十字鏈表來(lái)存儲(chǔ)這些信息。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)算法實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）查詢某種類型優(yōu)惠券的剩余數(shù)量；（2）為用戶發(fā)放優(yōu)惠券并記錄；（3）用戶使用優(yōu)惠券時(shí)進(jìn)行核銷；（4）統(tǒng)計(jì)不同面額優(yōu)惠券的發(fā)放比例。分析所設(shè)計(jì)算法的時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。3、（本題10分）某醫(yī)院的病歷管理系統(tǒng)需要對(duì)