昆明城市學院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》2021-2022學年第一學期期末試卷

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《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》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25個小題，每小題1分，共25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、在有向圖的最短路徑算法中，迪杰斯特拉算法具有一定的特點。以下關(guān)于迪杰斯特拉算法的描述，錯誤的是（）A.它能求出從源點到其他所有頂點的最短路徑B.每次都選擇距離源點最近的未確定最短路徑的頂點進行擴展C.算法的時間復雜度為O(V2)，其中V是頂點的數(shù)量D.該算法不能處理帶有負權(quán)邊的圖2、對于一個用數(shù)組實現(xiàn)的循環(huán)隊列，當隊尾指針rear等于數(shù)組的最大下標時，若要進行入隊操作，需要進行的處理是？（）A.rear重置為0B.rear保持不變C.擴充數(shù)組容量D.無法再入隊3、設計一個數(shù)字鑒頻器，能夠測量輸入信號的頻率變化，精度達到10Hz，給出電路結(jié)構(gòu)和工作原理。4、設計一個基于STM32的智能家居控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對燈光、窗簾、空調(diào)等設備的控制，描述系統(tǒng)的硬件架構(gòu)和軟件編程。5、設計一個基于ZigBee技術(shù)的智能倉儲貨物定位系統(tǒng)，能夠?qū)崟r獲取貨物的位置信息。6、設計一個基于單片機的水質(zhì)凈化設備控制系統(tǒng)，能夠根據(jù)水質(zhì)參數(shù)自動控制凈化過程。7、設計一個基于數(shù)字信號處理的語音加密與解密系統(tǒng)，保障語音通信的安全。8、利用數(shù)字電路技術(shù)，設計一個電梯控制系統(tǒng)，實現(xiàn)電梯的上下運行、樓層?？亢统d報警等功能。9、設計一個數(shù)字時鐘收音機電路，能夠顯示時間、接收廣播信號并播放音頻，具有鬧鐘和定時關(guān)機功能。10、利用數(shù)字邏輯電路設計一個電梯控制系統(tǒng)，實現(xiàn)電梯的上下運行、樓層?？亢统d檢測等功能。11、設計一個簡單的數(shù)字電視信號接收器，能夠接收和解碼數(shù)字電視信號，給出硬件設計和解碼算法。12、運用通信網(wǎng)絡原理，設計一個企業(yè)數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡布線方案，確保高速、可靠的數(shù)據(jù)傳輸。13、假設正在開發(fā)一個視頻編碼系統(tǒng)，需要對視頻幀進行壓縮和存儲，并能夠快速地讀取和解碼。在這種情況下，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能對視頻數(shù)據(jù)的組織和處理最有幫助？（）A.樹狀數(shù)組，優(yōu)化數(shù)據(jù)的存儲和訪問B.跳表，支持快速的幀查找和操作C.鏈表，順序存儲視頻幀數(shù)據(jù)D.數(shù)組，直接映射視頻幀的存儲位置14、對于一個有n個頂點的無向圖，如果采用鄰接矩陣存儲，其空間復雜度為？（）A.O(n)B.O(nlogn)C.O(n^2)D.O(n^3)15、設計一個基于運放的儀表放大器電路，增益可調(diào)范圍為1-1000倍，共模抑制比不小于80dB，輸入阻抗不小于1MΩ。16、鏈表是另一種重要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，與數(shù)組相比具有不同的特點。以下關(guān)于鏈表的描述，不正確的是：（）A.鏈表中的元素通過指針鏈接在一起，存儲位置可以是不連續(xù)的，插入和刪除操作只需修改指針，效率較高B.單向鏈表只能從表頭向表尾遍歷，而雙向鏈表可以從表頭和表尾雙向遍歷，更加靈活C.鏈表的查找操作需要從頭節(jié)點依次遍歷，效率相對較低，但在不知道元素位置的情況下仍能進行插入和刪除D.鏈表不需要預先分配連續(xù)的存儲空間，因此不會出現(xiàn)存儲空間浪費的情況，且其內(nèi)存使用效率總是高于數(shù)組17、設計一個數(shù)字圖像處理系統(tǒng)，能夠?qū)斎雸D像進行灰度化、濾波、邊緣檢測等基本操作，顯示處理結(jié)果。18、在一個實時操作系統(tǒng)中，任務調(diào)度是一個關(guān)鍵問題，需要根據(jù)任務的優(yōu)先級、截止時間等因素進行快速的調(diào)度決策。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法常用于實時任務調(diào)度？（）A.優(yōu)先級隊列和調(diào)度算法B.棧和后進先出調(diào)度C.隊列和先進先出調(diào)度D.集合和隨機調(diào)度19、設計一個無線通信中的認知無線電頻譜感知和接入方案，分析頻譜利用效率。20、在一個大型企業(yè)的員工管理系統(tǒng)中，需要存儲員工的基本信息，如姓名、工號、部門、職位等，并且能夠按照部門快速查找和統(tǒng)計員工數(shù)量。為了實現(xiàn)這樣的功能，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是比較合適的選擇？（）A.字典樹B.堆C.跳表D.并查集21、在一個有n個頂點的帶權(quán)有向圖中，使用迪杰斯特拉（Dijkstra）算法求從源點到其他各頂點的最短路徑，其時間復雜度為？（）A.O(n)B.O(nlogn)C.O(n^2)D.O(n^3)22、設計一個智能水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)，能夠?qū)崟r監(jiān)測水質(zhì)參數(shù)如pH值、溶解氧等，并進行數(shù)據(jù)傳輸和分析，闡述系統(tǒng)的硬件架構(gòu)和軟件功能。23、設計一個音頻放大器擴展電路，能夠增加放大器的輸出功率和音質(zhì)，并且具有失真檢測功能。24、設計一個音頻均衡器，能夠?qū)σ纛l信號進行5段均衡調(diào)節(jié)，給出系統(tǒng)方案和濾波器參數(shù)計算。25、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的教學中，案例分析是一種有效的方法。以下關(guān)于案例分析的描述，不準確的是：（）A.選擇實際的應用案例，如學生成績管理系統(tǒng)、圖書管理系統(tǒng)等，展示數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的應用B.通過對案例的分析，讓學生理解如何根據(jù)需求選擇合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法C.案例分析可以幫助學生將抽象的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)概念與具體的問題解決聯(lián)系起來D.案例分析只適用于簡單的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，對于復雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法不適用二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）深入探討在一個具有n個元素的二叉搜索樹中，如何求第k小的元素。2、（本題5分）在一個二叉搜索樹中，如何實現(xiàn)刪除操作并保證樹的性質(zhì)不變？3、（本題5分）詳細闡述二叉樹的前序、中序和后序遍歷的遞歸和非遞歸實現(xiàn)方法，并舉例說明其應用場景。4、（本題5分）詳細闡述如何在一個具有n個元素的無序數(shù)組中，使用快速選擇算法查找第k小的元素，分析其時間復雜度。三、設計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）構(gòu)建一個算法，在一個鏈表中找出中間節(jié)點。2、（本題5分）設計一個程序，使用基數(shù)排序?qū)o定的一組數(shù)字字符串進行排序，輸出排序后的字符串數(shù)組。3、（本題5分）基于Trie樹結(jié)構(gòu)，設計一個程序，用于快速驗證手機號碼的合法性。4、（本題5分）設計一個雙向鏈表，用于存儲員工的工作經(jīng)歷信息，包括公司名稱、工作時間和職位，實現(xiàn)鏈表的遍歷、插入和刪除節(jié)點的功能。5、（本題5分）使用鏈表和克魯斯卡爾算法，設計一個程序，為一個通信網(wǎng)絡構(gòu)建最小成本的連接方案。四、綜合題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）一家電商平臺的評論管理系統(tǒng)需要記錄商品的評論信息，包括評論ID、商品ID、用戶ID、評論內(nèi)容、評論時間、評分等。設計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲評論數(shù)據(jù)，能夠快速查找商品的評論、按評分排序、刪除不良評論，并統(tǒng)計商品的平均評分。2、（本題10分）一個城市的公共交通系統(tǒng)需要實時跟蹤公交車的位置和行駛路線，為乘客提供準確的到