巢湖學院《數據結構與算法》2021-2022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頁巢湖學院

《數據結構與算法》2021-2022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、設計一個無線通信中的智能天線系統，實現波束的自適應控制，分析系統性能提升效果。2、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是頂點的數量3、設計一個基于STM32的智能農業(yè)灌溉系統，能夠根據土壤濕度、氣象條件等自動控制灌溉，提供系統的硬件電路和控制策略。4、運用電子信息工程知識，設計一個汽車電子防盜系統，具備車輛定位、遠程鎖車和報警等功能。5、以下哪種排序算法在平均情況下和最壞情況下的時間復雜度差異最大？（）A.冒泡排序B.插入排序C.快速排序D.選擇排序6、設計一個帶通橢圓濾波器電路，中心頻率為1kHz，帶寬為200Hz，通帶波紋小于0.3dB，阻帶衰減不小于60dB，輸入信號頻率范圍為0-2kHz。7、考慮哈希表這種數據結構，它通過哈希函數將鍵映射到存儲位置。假設需要快速查找和插入大量的數據，并且數據的分布比較均勻。以下關于哈希表的負載因子，哪個說法是正確的（）A.負載因子越大，哈希表的性能越好B.負載因子越小，哈希表的性能越好C.負載因子對哈希表的性能沒有影響D.負載因子應根據具體情況選擇一個合適的值8、設計一個數字時鐘電路，能夠準確顯示時、分、秒，具有鬧鐘功能，并且可以通過按鍵調整時間和設置鬧鐘。9、設計一個基于555定時器的脈沖產生電路，輸出頻率和占空比可調，給出電路原理圖和參數計算方法，分析其穩(wěn)定性和應用場景。10、棧是一種特殊的線性表，遵循后進先出的原則。在程序設計中，棧有著廣泛的應用。例如，在表達式求值、函數調用等場景中經常使用棧?？紤]一個表達式：(3+5)*2-7，使用棧來計算這個表達式的值。在計算過程中，當遇到運算符''時，以下正確的操作是：（）A.直接將''輸出B.從棧中彈出兩個操作數進行乘法運算C.將''壓入棧中D.忽略''，繼續(xù)處理后面的字符11、根據通信原理，設計一個無線傳感器網絡的時間同步協議，確保節(jié)點之間的時間一致性。12、平衡二叉樹是為了改進二叉搜索樹的性能而產生的。以下關于平衡二叉樹的描述，不正確的是（）A.它通過旋轉操作來保持樹的平衡，減少查找的時間復雜度B.平衡二叉樹的插入和刪除操作比二叉搜索樹更復雜C.任何情況下，平衡二叉樹的高度都不會超過log?n（n為節(jié)點數）D.平衡二叉樹在實際應用中已經完全取代了二叉搜索樹13、設計一個基于LDO的低壓差線性穩(wěn)壓器，輸出電壓為3.3V，最大輸出電流為1A，給出電路原理圖和性能分析。14、考慮一個搜索引擎的索引構建過程，需要對大量的網頁內容進行分詞、索引和存儲，以便能夠快速地根據用戶的查詢關鍵詞返回相關的網頁。以下哪種數據結構和算法常用于搜索引擎的索引構建和查詢處理？（）A.倒排索引和分詞算法B.正排索引和冒泡排序C.索引鏈表和選擇排序D.索引數組和插入排序15、當處理一個動態(tài)增長和收縮的數據集合時，例如一個不斷有元素插入和刪除的集合，以下哪種數據結構在空間利用和操作效率上可能表現更優(yōu)（）A.數組B.鏈表C.哈希表D.二叉搜索樹16、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，并將數據傳輸到手機APP進行分析和存儲。17、利用電力電子技術設計一個電動汽車電池管理系統，實現電池狀態(tài)監(jiān)測和充放電控制。18、設計一個集成電路制造中光刻膠的選擇和涂覆工藝優(yōu)化方案，提高光刻質量。19、設計一個音頻濾波器擴展電路，能夠增加濾波器的濾波類型和頻率范圍，并且具有自動調節(jié)功能。20、設計一個基于藍牙和傳感器的智能環(huán)境監(jiān)測系統，監(jiān)測溫度、濕度、光照等環(huán)境參數。二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）深入解釋在具有n個頂點和e條邊的無向圖中，如何使用普里姆（Prim）算法求解次小生成樹，并說明算法的思路和關鍵步驟。2、（本題5分）分析在字符串匹配中，基于字典樹的改進算法和應用。3、（本題5分）詳細闡述AVL樹的旋轉操作，包括單旋轉和雙旋轉，以及在插入節(jié)點時如何進行平衡調整。4、（本題5分）論述在選擇排序中，每一輪選擇最小元素的過程以及其時間復雜度。5、（本題5分）解釋數據結構中棧的應用場景，如字符串解碼問題、表達式的計算優(yōu)化等，并說明其原理。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，在字符串中進行字符串匹配的模糊搜索，支持通配符，輸出匹配結果。2、（本題5分）設計一個算法，在一個二叉樹中找出所有節(jié)點值之和等于給定值的路徑。3、（本題5分）設計一個程序，使用鄰接矩陣存儲有向圖，判斷兩個頂點之間是否存在邊，并輸出結果。4、（本題5分）設計一個算法，利用哈希表存儲學生姓名和學號，解決沖突采用鏈地址法，實現查找和插入操作。5、（本題5分）設計一個程序，使用合適的數據結構存儲一個學校的教師培訓需求調查信息，支持分析教師的培訓需求。四、綜合題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）某醫(yī)院的病歷管理系統需要存儲患者的病歷信息，包含患者編號、姓名、性別、年齡、病癥、診斷結果、治療方案等。系統要支持快速檢索特定患者的病歷、按照病癥的嚴重程度對病歷進行排序、添加新的病歷、刪除舊病歷以及更新病歷內容。請選擇恰當的數據結構，并詳細說明如何實現這些功能，包括算法思路和代碼實現，以及性能評估。2、（本題10分）某在線招聘平臺的簡歷篩選系統需要根據職位要求對求職者的簡歷進行篩選和匹配。簡歷包括求職者ID、個人信息、教育背景、工作經歷、技能證書，職位要求包括職位ID、所需技能、工作經驗、學歷要