華東理工大學《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法》2023-2024學年第一學期期末試卷

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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、利用射頻技術(shù)設計一個無線定位系統(tǒng)，能夠確定目標物體在一定范圍內(nèi)的位置，給出定位精度和誤差分析。2、設計一個基于數(shù)字電位器的音量調(diào)節(jié)系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對音頻信號音量的連續(xù)調(diào)節(jié)，且調(diào)節(jié)范圍可設定。3、設計一個無線通信中的智能天線系統(tǒng)，實現(xiàn)波束的自適應控制，分析系統(tǒng)性能提升效果。4、根據(jù)數(shù)字信號處理理論，設計一個圖像去模糊系統(tǒng)，能夠恢復模糊圖像的清晰細節(jié)。5、設計一個基于PLC的自動化生產(chǎn)線控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對多個工位的順序控制、邏輯控制和故障診斷，提供控制程序和I/O分配表。6、設計一個基于PLC的物料輸送系統(tǒng)控制系統(tǒng)，能夠根據(jù)不同的物料需求實現(xiàn)自動輸送和分揀功能。7、設計一個音頻功率放大器保護電路，能夠在功放出現(xiàn)故障時自動切斷電源，保護揚聲器和功放電路。8、設計一個基于單片機的智能家居控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對燈光、窗簾、空調(diào)等設備的遠程控制和智能場景切換功能。9、設計一個基于運算放大器的電壓比較器電路，能夠比較兩個輸入電壓的大小，并輸出相應的高低電平信號。10、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化中，利用緩存局部性原理可以提高性能。以下關于緩存局部性原理的描述，錯誤的是：（）A.時間局部性指的是最近被訪問過的數(shù)據(jù)在不久的將來很可能再次被訪問B.空間局部性指的是相鄰的數(shù)據(jù)很可能在短時間內(nèi)被一起訪問C.利用緩存局部性原理可以通過合理的數(shù)據(jù)布局和訪問順序來提高緩存命中率D.緩存局部性原理只適用于硬件層面的優(yōu)化，對軟件中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設計沒有影響11、設計一個基于光電傳感器的自動門控制系統(tǒng)，當檢測到有人靠近時自動開門，一段時間后自動關門。12、運用數(shù)字電路設計一個密碼鎖系統(tǒng)，用戶通過輸入正確的密碼才能打開鎖，同時具有錯誤輸入次數(shù)限制和報警功能。13、設計一個電子秤數(shù)據(jù)加密電路，能夠?qū)﹄娮映拥臏y量數(shù)據(jù)進行加密，保證數(shù)據(jù)的安全性。14、鏈表是一種常見的鏈式存儲結(jié)構(gòu)。對于單鏈表，以下關于其特點的描述，錯誤的是（）A.插入和刪除操作不需要移動大量元素，只需修改指針B.可以方便地實現(xiàn)隨機訪問，時間復雜度為O(1)C.存儲空間不必連續(xù)，便于動態(tài)分配D.查找某一特定位置的元素，需要從頭開始遍歷，時間復雜度為O(n)15、AVL樹是一種平衡二叉搜索樹。假設我們正在使用一個AVL樹。以下關于AVL樹的描述，哪一項是不準確的？（）A.AVL樹通過旋轉(zhuǎn)操作保持左右子樹的高度差不超過1，從而保證平衡B.插入和刪除節(jié)點后，可能需要進行多次旋轉(zhuǎn)操作來恢復AVL樹的平衡C.AVL樹的查找、插入和刪除操作的時間復雜度在最壞情況下均為O(logn)D.AVL樹的空間復雜度比普通二叉搜索樹高很多，不適合在內(nèi)存受限的環(huán)境中使用16、設計一個基于DSP的音頻特效處理系統(tǒng)，如混響、回聲等，給出算法流程和效果展示。17、假設在一個實時交通監(jiān)控系統(tǒng)中，需要不斷地接收車輛的位置信息，并快速判斷某一區(qū)域內(nèi)車輛的擁堵情況。為了有效地存儲和處理這些實時數(shù)據(jù)，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以提供快速的查詢和更新操作？（）A.紅黑樹B.線段樹C.B樹D.圖18、當使用快速排序算法對一個數(shù)組進行排序時，選擇基準元素的策略對算法的性能有很大影響。假設總是選擇數(shù)組的第一個元素作為基準，在某些特殊情況下可能會導致算法的性能變差。以下哪種情況可能導致這種現(xiàn)象（）A.數(shù)組已經(jīng)是有序的B.數(shù)組元素的值都相同C.數(shù)組元素隨機分布D.以上情況都不會19、設計一個音頻均衡器，能夠?qū)σ纛l信號進行10段均衡調(diào)節(jié)，給出系統(tǒng)方案和濾波器參數(shù)計算。20、運用通信網(wǎng)絡原理，設計一個智慧農(nóng)業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡方案，實現(xiàn)農(nóng)田環(huán)境數(shù)據(jù)的采集和遠程控制。二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）闡述后綴樹在網(wǎng)絡流量分析中的潛在用途和優(yōu)勢。2、（本題5分）解釋線段樹在處理區(qū)間最大值和最小值查詢時的不同策略。3、（本題5分）在最短路徑問題中，解釋Dijkstra算法和Floyd算法的基本思想和實現(xiàn)步驟，比較它們在不同類型圖上的應用和效率。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，使用雙向鏈表存儲一組浮點數(shù)，實現(xiàn)鏈表的插入排序。2、（本題5分）設計一個基于鏈表的存儲結(jié)構(gòu)來存儲員工信息，實現(xiàn)員工信息的插入、刪除和按工資排序操作。3、（本題5分）設計一個基于哈希表的集合數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)集合的并、交、差運算。4、（本題5分）設計一個棧結(jié)構(gòu)，用于存儲字符數(shù)據(jù)，實現(xiàn)入棧、出棧和判斷棧是否為空的功能，并應用于表達式求值。5、（本題5分）設計一個程序，實現(xiàn)對二叉搜索樹的平衡因子計算功能，輸入一棵二叉搜索樹輸出其每個節(jié)點的平衡因子。四、綜合題（本大題共2個小題，共20分)1、（本題10分）一個學校的考場安排管理系統(tǒng)需要存儲考場的信息，如考場編號、考場位置、容納人數(shù)、考試科目、考試時間等。系統(tǒng)要支持快速查找特定考場、按照容納人數(shù)對考場進行排序、新增考場安排、修改考試時間、刪除不再使用的考場。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）某在線招聘平臺的簡歷篩選系統(tǒng)需要根