華東師范大學(xué)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)初步》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)初步》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級(jí)_______學(xué)號(hào)_______姓名_______題號(hào)一二三四總分得分一、單選題（本大題共20個(gè)小題，每小題1分，共20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、在一個(gè)循環(huán)隊(duì)列中，隊(duì)滿的條件是(rear+1)%maxSize==front，隊(duì)空的條件是front==rear。假設(shè)隊(duì)列的最大容量為5，當(dāng)前front=2，rear=1，此時(shí)進(jìn)行入隊(duì)操作是否可行？（）A.可行B.不可行C.不確定D.以上都不對(duì)2、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字信號(hào)調(diào)制解調(diào)糾錯(cuò)電路，能夠?qū)φ{(diào)制解調(diào)過程中的錯(cuò)誤進(jìn)行檢測(cè)和糾正，提高通信的可靠性。3、設(shè)計(jì)一個(gè)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)通信模塊，實(shí)現(xiàn)低功耗、短距離的數(shù)據(jù)傳輸，考慮節(jié)點(diǎn)的能耗管理。4、設(shè)計(jì)一個(gè)基于模擬濾波器和數(shù)字濾波器的組合濾波系統(tǒng)，有效濾除復(fù)雜噪聲。5、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是計(jì)算機(jī)科學(xué)中重要的研究領(lǐng)域，它對(duì)程序的性能和效率有著關(guān)鍵影響。以下關(guān)于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的描述，錯(cuò)誤的是：（）A.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是指相互之間存在一種或多種特定關(guān)系的數(shù)據(jù)元素的集合B.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)主要研究數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)、存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)以及對(duì)數(shù)據(jù)的操作C.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)只關(guān)注數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)方式，不考慮數(shù)據(jù)的處理效率D.選擇合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以提高程序的運(yùn)行速度和節(jié)省存儲(chǔ)空間6、當(dāng)使用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來實(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7、設(shè)計(jì)一個(gè)基于無(wú)線通信技術(shù)的智能農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測(cè)與灌溉控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)管理。8、運(yùn)用集成電路知識(shí)，設(shè)計(jì)一款用于智能手表的低功耗藍(lán)牙通信芯片，具備穩(wěn)定的連接和低能耗特性。9、設(shè)計(jì)一個(gè)基于運(yùn)算放大器的積分器電路，積分時(shí)間常數(shù)可調(diào)，輸入信號(hào)頻率范圍為0-100Hz。10、根據(jù)傳感器技術(shù)，設(shè)計(jì)一個(gè)用于室內(nèi)空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)的氣體傳感器系統(tǒng)，能夠檢測(cè)甲醛、苯等有害氣體濃度。11、在一個(gè)有向圖中，若存在頂點(diǎn)v到頂點(diǎn)u的路徑，同時(shí)也存在u到v的路徑，則稱該圖具有？（）A.強(qiáng)連通性B.弱連通性C.單向連通性D.以上都不對(duì)12、使用集成電路設(shè)計(jì)一個(gè)電壓比較器陣列，能夠同時(shí)比較多個(gè)輸入電壓，并輸出比較結(jié)果。13、根據(jù)數(shù)字信號(hào)處理理論，設(shè)計(jì)一個(gè)圖像去模糊系統(tǒng)，能夠恢復(fù)模糊圖像的清晰細(xì)節(jié)。14、紅黑樹也是一種自平衡的二叉搜索樹。假設(shè)我們正在研究一個(gè)紅黑樹。以下關(guān)于紅黑樹的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.紅黑樹通過對(duì)節(jié)點(diǎn)顏色的約束來保持一定程度的平衡B.紅黑樹的插入和刪除操作相對(duì)復(fù)雜，但能保證較好的性能C.紅黑樹的查找操作的時(shí)間復(fù)雜度在平均情況下優(yōu)于AVL樹D.紅黑樹在頻繁插入和刪除節(jié)點(diǎn)的情況下，性能比AVL樹更穩(wěn)定15、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字音頻處理中的音頻特效生成和控制模塊，分析特效的多樣性和可控性。16、設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)傳感器節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的匯聚和轉(zhuǎn)發(fā)，描述網(wǎng)關(guān)的硬件結(jié)構(gòu)和軟件功能。17、利用鎖相環(huán)技術(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)頻率合成器，能夠輸出穩(wěn)定的、可調(diào)節(jié)的頻率信號(hào)，給出頻率合成器的整體架構(gòu)和各部分的詳細(xì)設(shè)計(jì)。18、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的數(shù)字濾波器，能夠?qū)斎氲臄?shù)字信號(hào)進(jìn)行濾波處理，如低通、高通、帶通等，闡述硬件實(shí)現(xiàn)過程和仿真結(jié)果。19、假設(shè)正在實(shí)現(xiàn)一個(gè)股票交易系統(tǒng)，需要實(shí)時(shí)記錄每只股票的最新價(jià)格，并能夠快速獲取價(jià)格最高和最低的股票。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以滿足這個(gè)需求？（）A.平衡二叉搜索樹，存儲(chǔ)股票價(jià)格信息B.鏈表，順序更新股票價(jià)格C.哈希表，映射股票代碼和價(jià)格D.棧，存儲(chǔ)價(jià)格變化20、設(shè)計(jì)一個(gè)直流穩(wěn)壓電源，能夠提供穩(wěn)定的輸出電壓，具有過流保護(hù)和短路保護(hù)功能，給出電路設(shè)計(jì)和性能測(cè)試分析。二、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）詳細(xì)說明在一個(gè)二叉堆中進(jìn)行刪除最大元素操作后如何重新調(diào)整堆的結(jié)構(gòu)。2、（本題5分）在一個(gè)二叉搜索樹中，如何實(shí)現(xiàn)刪除操作并保證樹的性質(zhì)不變？3、（本題5分）闡述如何使用字典樹（Trie樹）存儲(chǔ)字符串集合，并實(shí)現(xiàn)字符串的查找操作，分析其時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。4、（本題5分）論述在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，如何使用分治法解決復(fù)雜問題，舉例說明其在排序和查找算法中的應(yīng)用。5、（本題5分）闡述并查集中如何通過數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的改進(jìn)提高空間利用率。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)程序，使用圖的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表示旅游景點(diǎn)地圖，實(shí)現(xiàn)景點(diǎn)之間的最短路徑查找和推薦功能。2、（本題5分）以鏈表為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)一個(gè)手機(jī)通訊錄管理系統(tǒng)，支持聯(lián)系人的添加、刪除、查找和修改。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)算法，用鄰接表表示一個(gè)無(wú)向圖，判斷圖中是否存在完美匹配。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)哈希表程序，采用開放尋址法處理哈希沖突，支持動(dòng)態(tài)調(diào)整哈希表的大小。5、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，模擬一個(gè)在線購(gòu)物車系統(tǒng)，能夠存儲(chǔ)商品信息（商品編號(hào)、商品名稱、數(shù)量、價(jià)格等），支持商品的添加、刪除、修改數(shù)量和結(jié)算功能。四、綜合題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）一個(gè)快遞物流跟蹤系統(tǒng)需要存儲(chǔ)快遞單號(hào)、發(fā)件人、收件人、收件地址、當(dāng)前位置、預(yù)計(jì)到達(dá)時(shí)間等信息。系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)快速查找特定快遞單號(hào)的信息、按照預(yù)計(jì)到達(dá)時(shí)間對(duì)快遞進(jìn)行排序、新增快遞單號(hào)、更新快遞的當(dāng)前位置。請(qǐng)確定合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并詳細(xì)描述算法和代碼實(shí)現(xiàn)，同時(shí)考慮性能優(yōu)化。2、（本題10分）某城市的智能停車系統(tǒng)需要記錄停車場(chǎng)的位置、車位數(shù)量、占用情況和收費(fèi)信息。設(shè)計(jì)一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，幫助用戶快速找到空閑車位并計(jì)算停車費(fèi)用。3、（本題10分）一個(gè)大型企業(yè)的人力資源管理系統(tǒng)需要對(duì)員工的績(jī)效評(píng)估和培訓(xùn)記錄進(jìn)行管理。員工信息包括員工編