安徽大學(xué)江淮學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程設(shè)計》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程設(shè)計》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級_______學(xué)號_______姓名_______題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個小題，每小題2分，共30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、在一個大頂堆中，若父節(jié)點的索引為i，則其左子節(jié)點的索引為？（）A.2i+1B.2iC.2i-1D.i/22、在一個分布式系統(tǒng)中，需要對各個節(jié)點的數(shù)據(jù)進行同步和合并。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)適合用于表示和處理這種分布式的數(shù)據(jù)？（）A.樹B.圖C.鏈表D.數(shù)組3、設(shè)計一個基于藍牙5.3的智能音箱，能夠?qū)崿F(xiàn)語音交互、音樂播放、智能家居控制等功能，音質(zhì)清晰，響應(yīng)迅速。4、設(shè)計一個數(shù)字通信系統(tǒng)中的載波同步電路，實現(xiàn)對接收信號載波頻率和相位的準(zhǔn)確同步，測試同步性能。5、設(shè)計一個太陽能充電控制器電路，能夠?qū)μ柲茈姵匕宓妮敵鲞M行最大功率點跟蹤（MPPT），并對蓄電池進行合理充電管理，給出電路原理和控制策略。6、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的實際應(yīng)用中，根據(jù)不同的需求選擇合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)非常重要。以下場景中，不適合使用鏈表的是（）A.需要頻繁在表頭或表尾進行插入和刪除操作B.對數(shù)據(jù)的隨機訪問要求較高C.數(shù)據(jù)量不確定，需要動態(tài)分配內(nèi)存D.存儲空間有限，需要節(jié)省內(nèi)存7、設(shè)計一個用于智能手機的充電管理電路，支持快充和普通充電模式，具備過壓、過流和過熱保護功能，闡述電路原理和芯片選型。8、設(shè)計一個無線通信模塊加密電路，能夠?qū)o線通信數(shù)據(jù)進行加密，提高通信的安全性。9、設(shè)計一個基于模擬積分器和比較器的電壓-頻率轉(zhuǎn)換器（VFC），分析其性能特點。10、設(shè)計一個集成電路工藝中蝕刻工藝的參數(shù)監(jiān)測和控制系統(tǒng)，保證蝕刻質(zhì)量。11、快速排序是一種高效的排序算法，具有較好的平均性能。以下關(guān)于快速排序的描述，錯誤的是：（）A.快速排序通過選擇一個基準(zhǔn)元素，將數(shù)組分為小于和大于基準(zhǔn)元素的兩部分，然后對這兩部分分別遞歸排序B.快速排序在最壞情況下的時間復(fù)雜度為O(n^2)，但這種情況很少出現(xiàn)C.快速排序的空間復(fù)雜度主要取決于遞歸調(diào)用的?？臻g，通常為O(logn)D.快速排序是一種穩(wěn)定的排序算法，能夠保證相同元素的相對順序不變12、設(shè)計一個高通濾波器電路，截止頻率為500Hz，通帶波紋小于0.5dB，阻帶衰減不小于30dB，輸入信號頻率范圍為0-1kHz。13、設(shè)計一個基于STM32單片機的心率監(jiān)測系統(tǒng)，能夠?qū)崟r采集人體心率數(shù)據(jù)，并通過藍牙將數(shù)據(jù)傳輸?shù)绞謾CAPP進行顯示和分析。14、采用模擬電子技術(shù)設(shè)計一個函數(shù)信號發(fā)生器，能夠產(chǎn)生正弦波、方波和三角波等常見信號，且頻率和幅度可調(diào)。15、在一個字符串處理程序中，需要快速判斷一個字符串是否是另一個字符串的子串。以下哪種算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的組合可能是最有效的？（）A.暴力匹配算法，使用數(shù)組存儲字符串B.KMP算法，基于有限自動機原理C.哈希算法，將字符串映射為哈希值D.二分查找算法，在有序字符串中查找二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）簡述哈希表的哈希沖突解決方法中開放尋址法的其他變體及適用場景。2、（本題5分）在一個雙向鏈表中，如何在指定位置插入一個新結(jié)點？3、（本題5分）對于一個用鏈表實現(xiàn)的隊列，如何實現(xiàn)循環(huán)隊列的功能，說明其優(yōu)點和實現(xiàn)過程中的注意事項。三、綜合題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）一個在線論壇需要管理帖子、回復(fù)、用戶信息和板塊分類等。設(shè)計一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲這些信息，支持帖子的發(fā)布、刪除、查找和排序，回復(fù)的管理，用戶信息的存儲和權(quán)限設(shè)置，以及板塊的分類和管理，并能夠?qū)崿F(xiàn)熱門帖子和最新回復(fù)的展示。2、（本題5分）一個視頻網(wǎng)站需要對用戶的觀看歷史和偏好進行分析，以提供個性化的推薦。用戶的觀看歷史以字典樹的形式存儲。請設(shè)計算法實現(xiàn)以下功能：（1）根據(jù)用戶的觀看歷史推薦相關(guān)視頻；（2）統(tǒng)計用戶觀看某類視頻的次數(shù)；（3）更新用戶的觀看歷史；（4）處理大量用戶數(shù)據(jù)時，如何優(yōu)化字典樹的存儲和查詢效率。分析算法的時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。3、（本題5分）某旅游公司的旅游線路管理系統(tǒng)需要存儲旅游線路的信息，如線路編號、線路名稱、行程安排、價格、成團人數(shù)等。系統(tǒng)要能夠快速查找特定線路、按照價格對線路進行排序、新增旅游線路、修改線路信息、刪除冷門線路。請設(shè)計合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，并給出代碼實現(xiàn)和性能評估。4、（本題5分）某酒店的客房預(yù)訂系統(tǒng)需要管理客房信息，包含客房編號、房型、價格、入住狀態(tài)、預(yù)訂客人姓名等。系統(tǒng)要支持快速查找特定客房、按照價格對客房進行排序、新增客房預(yù)訂、取消預(yù)訂以及修改客房的入住狀態(tài)。請設(shè)計合理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，并提供完整的代碼實現(xiàn)和性能分析。5、（本題5分）某醫(yī)院的病人管理系統(tǒng)需要存儲病人的基本信息、病歷、診斷結(jié)果和治療方案等。請設(shè)計合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲病人信息，實現(xiàn)病人信息的添加、刪除、查找和修改操作，并能夠根據(jù)病情嚴(yán)重程度對病人進行排序和優(yōu)先處理。四、設(shè)計題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）設(shè)計一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，用于管理一個城