麗江文化旅游學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁麗江文化旅游學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》

2022-2023學(xué)年第一學(xué)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、樹是一種重要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，二叉樹是樹的一種特殊形式。在二叉樹中，每個節(jié)點最多有兩個子節(jié)點，分別稱為左子節(jié)點和右子節(jié)點。滿二叉樹是一種特殊的二叉樹，其所有的葉節(jié)點都在同一層，并且每個非葉節(jié)點都有兩個子節(jié)點。對于一個深度為4的滿二叉樹，其節(jié)點總數(shù)為：（）A.15B.16C.31D.322、設(shè)計一個基于Wi-Fi的智能家居網(wǎng)關(guān)，能夠?qū)崿F(xiàn)不同智能家居設(shè)備之間的互聯(lián)互通和集中控制。3、設(shè)計一個音頻均衡器參數(shù)自動調(diào)整與存儲電路，能夠根據(jù)輸入音頻信號自動調(diào)整均衡器參數(shù)，并將參數(shù)存儲起來供下次使用。4、設(shè)計一個基于PLC的自動化灌溉系統(tǒng)，能夠根據(jù)土壤濕度自動控制灌溉設(shè)備的啟停。5、對于一個用鏈表表示的隊列，若隊頭指針為front，隊尾指針為rear，在進(jìn)行入隊操作時，新節(jié)點應(yīng)插入在？（）A.front之前B.rear之后C.front和rear之間D.任意位置6、設(shè)計一個電子秤數(shù)據(jù)存儲電路，能夠?qū)㈦娮映拥臏y量數(shù)據(jù)存儲在本地或云端，方便查詢和分析。7、設(shè)計一個基于FPGA的數(shù)字頻率合成器，輸出頻率穩(wěn)定度優(yōu)于10^-6，相位噪聲低于-100dBc/Hz@1kHz。8、設(shè)計一個基于ADC的溫度測量系統(tǒng)，測量范圍為-50℃-150℃，精度為0.1℃，通過液晶顯示屏顯示測量結(jié)果。9、利用數(shù)字邏輯電路設(shè)計一個數(shù)字頻率計，能夠測量輸入信號的頻率，給出測量精度和范圍。10、設(shè)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。11、設(shè)計一個電子血壓計數(shù)據(jù)分析電路，能夠?qū)ρ獕河嫓y量的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和統(tǒng)計，為醫(yī)療診斷提供參考。12、設(shè)計一個無線遙控器加密電路，能夠?qū)b控器的信號進(jìn)行加密，提高控制的安全性。13、設(shè)計一個無線通信模塊抗干擾與加密電路，能夠提高無線通信的抗干擾能力，并對通信數(shù)據(jù)進(jìn)行加密保護(hù)。14、設(shè)計一個基于單片機的智能電表抄表系統(tǒng)，支持遠(yuǎn)程抄表和數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。15、設(shè)計一個基于FPGA的高速并行數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，能夠快速處理大量的數(shù)據(jù)，闡述硬件架構(gòu)和并行處理算法。16、在排序算法中，選擇排序是一種簡單的排序方法，以下關(guān)于選擇排序的描述，正確的是：（）A.選擇排序在每一輪選擇未排序部分的最小元素，與當(dāng)前位置的元素交換B.選擇排序在最好和最壞情況下的時間復(fù)雜度都是O(nlogn)C.選擇排序是一種穩(wěn)定的排序算法，不會改變相同元素的相對順序D.選擇排序的空間復(fù)雜度較高，需要額外的大量輔助空間17、對于一個需要頻繁合并和拆分的數(shù)據(jù)集合，假設(shè)我們正在設(shè)計一個數(shù)據(jù)庫的存儲結(jié)構(gòu)。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能比較合適？（）A.鏈表B.數(shù)組C.樹D.哈希表18、設(shè)計一個正弦波信號發(fā)生器，采用DDS技術(shù)，頻率分辨率達(dá)到1Hz，輸出幅度穩(wěn)定，說明工作原理和硬件設(shè)計。19、對于一個具有n個節(jié)點的帶權(quán)無向圖，使用Prim算法生成最小生成樹，其時間復(fù)雜度為：（）A.O(n)B.O(nlogn)C.O(n^2)D.O(ne)20、設(shè)計一個基于模擬移相器的相位調(diào)節(jié)系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對輸入信號相位的連續(xù)調(diào)節(jié)。二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）深入探討在有向圖和無向圖中，如何判斷圖是否連通，以及求連通分量的方法。2、（本題5分）解釋如何在一個鏈表中實現(xiàn)快速排序，給出算法步驟和實現(xiàn)代碼，并分析其時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。3、（本題5分）深入解釋在具有n個頂點的無向圖中，如何使用弗洛伊德（Floyd）算法判斷圖是否存在負(fù)權(quán)回路，并給出具體的算法思想和實現(xiàn)步驟。4、（本題5分）闡述后綴樹在模式識別中的應(yīng)用和相關(guān)算法。5、（本題5分）解釋數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中棧的應(yīng)用場景，如函數(shù)調(diào)用棧的模擬、深度優(yōu)先搜索的非遞歸實現(xiàn)等，并說明其原理。三、設(shè)計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計一個程序，使用深度優(yōu)先遍歷和廣度優(yōu)先遍歷算法對給定的圖進(jìn)行遍歷，并輸出遍歷結(jié)果。2、（本題5分）設(shè)計一個程序，實現(xiàn)循環(huán)鏈表的創(chuàng)建、插入、刪除和遍歷操作，模擬環(huán)形隊列的應(yīng)用。3、（本題5分）利用圖數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計一個物流配送路徑優(yōu)化系統(tǒng)，找到最短配送路徑以降低成本。4、（本題5分）設(shè)計一個程序，用鄰接表表示一個帶權(quán)有向圖，實現(xiàn)SPFA算法求單源最短路徑。5、（本題5分）設(shè)計一個桶排序算法，對給定的一定范圍內(nèi)的整數(shù)進(jìn)行排序，分析其適用場景和局限性。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(tǒng)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(jié)果、治療方案等。系統(tǒng)要支持快速檢索特定患者的病歷、按照病癥的嚴(yán)重程度對病歷進(jìn)行排序、添加新的病歷、刪除舊病歷以及更新病歷內(nèi)容。請選擇恰當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并詳細(xì)說明如何實現(xiàn)這些功能，包括算法思路和代碼實現(xiàn)，以及性能評估。2、（本題10分）一個圖書館管理系統(tǒng)需要記錄大量的圖書信息，包括圖書編號、書名、作者、出版社、出版日期、館藏數(shù)量等。同時，系統(tǒng)要支持快速查找特定圖書、按照館藏數(shù)量進(jìn)行排序、新增和刪除圖書記錄等操作。請選擇合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲圖書信息，并設(shè)計相應(yīng)的算法和代碼來實現(xiàn)上述功能，同時分