韶關(guān)學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

站名：站名：年級專業(yè)：姓名：學(xué)號：凡年級專業(yè)、姓名、學(xué)號錯寫、漏寫或字跡不清者，成績按零分記?！堋狻€…………第1頁，共1頁韶關(guān)學(xué)院

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分一、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、設(shè)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(shè)計和解碼算法。2、設(shè)計一個基于ADC和微控制器的水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)，能夠測量pH值、溶解氧、電導(dǎo)率等水質(zhì)參數(shù)。3、設(shè)計一個模擬信號的濾波電路，能夠有效地濾除特定頻率范圍內(nèi)的噪聲，如低通、高通、帶通或帶阻濾波器。4、根據(jù)傳感器技術(shù)，設(shè)計一個用于農(nóng)業(yè)的土壤濕度監(jiān)測系統(tǒng)，能夠?qū)崟r監(jiān)測土壤濕度并自動控制灌溉設(shè)備。5、考慮一個在線考試系統(tǒng)，需要存儲大量的試題，并能夠根據(jù)試題的類型、難度等屬性進(jìn)行快速的檢索和排序。同時，系統(tǒng)要支持試題的添加、修改和刪除操作。在這種情況下，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最佳的選擇？（）A.堆，便于快速排序和獲取極值試題B.字典樹，適合對字符串類型的試題進(jìn)行高效存儲和檢索C.平衡二叉樹，保持平衡以提高查找效率D.環(huán)形鏈表，實現(xiàn)試題的循環(huán)展示和操作6、設(shè)計一個基于藍(lán)牙和傳感器的可穿戴健康監(jiān)測設(shè)備，實時監(jiān)測心率、體溫等生理參數(shù)。7、設(shè)計一個基于單片機(jī)的智能電表系統(tǒng)，能夠準(zhǔn)確測量電能消耗，并具有數(shù)據(jù)存儲、遠(yuǎn)程通信等功能。8、考慮一個在線投票系統(tǒng)，需要實時統(tǒng)計每個選項的投票數(shù)量，并能夠快速返回得票最多的選項。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以有效地支持這個功能？（）A.數(shù)組，存儲每個選項的票數(shù)B.鏈表，記錄投票信息C.哈希表，將選項作為鍵，票數(shù)作為值D.最大堆，始終保持最大票數(shù)在堆頂9、設(shè)計一個基于NFC技術(shù)的近場通信系統(tǒng)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和支付功能，說明系統(tǒng)組成和安全機(jī)制。10、設(shè)計一個無線通信收發(fā)系統(tǒng)，工作在特定頻段，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的可靠傳輸，考慮發(fā)射功率、接收靈敏度和抗干擾能力等因素。11、設(shè)計一個半導(dǎo)體發(fā)光二極管（LED）驅(qū)動電路，使其能夠穩(wěn)定發(fā)光，具有亮度調(diào)節(jié)功能，并分析其效率和可靠性。12、線段樹是一種用于處理區(qū)間查詢和更新的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。關(guān)于線段樹的應(yīng)用，以下描述哪一項是不正確的？（）A.可以用于快速計算數(shù)組某一區(qū)間的和、最大值、最小值等B.對于頻繁的區(qū)間更新操作，線段樹能夠高效地處理C.線段樹的構(gòu)建和查詢操作的時間復(fù)雜度均為O(logn)D.線段樹只能用于處理數(shù)值類型的數(shù)據(jù)，不能處理其他類型的數(shù)據(jù)13、設(shè)計一個無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點通信模塊，實現(xiàn)低功耗、短距離的數(shù)據(jù)傳輸，考慮節(jié)點的能耗管理。14、在樹的遍歷中，先序遍歷、中序遍歷和后序遍歷可以得到不同的節(jié)點訪問順序。以下關(guān)于這三種遍歷方式的應(yīng)用場景，描述錯誤的是（）A.先序遍歷常用于創(chuàng)建二叉樹的副本B.中序遍歷常用于對二叉搜索樹進(jìn)行排序操作C.后序遍歷常用于計算二叉樹中節(jié)點的數(shù)量D.這三種遍歷方式的應(yīng)用場景是固定的，不能相互替代15、在二叉樹的遍歷中，先序遍歷、中序遍歷和后序遍歷是三種常見的方式。若已知一棵二叉樹的先序遍歷和中序遍歷序列，以下說法錯誤的是（）A.可以唯一確定這棵二叉樹B.能夠推導(dǎo)出后序遍歷序列C.不能確定該二叉樹的高度D.無法確定每個節(jié)點的具體位置16、設(shè)計一個基于超聲波傳感器的距離測量系統(tǒng)，能夠測量物體與傳感器之間的距離，并顯示測量結(jié)果。17、利用射頻電路設(shè)計一個無線遙控器，能夠控制多個設(shè)備的工作狀態(tài)，給出遙控器的工作頻率和控制距離。18、根據(jù)數(shù)字信號處理理論，設(shè)計一個圖像銳化處理系統(tǒng)，增強(qiáng)圖像的邊緣和細(xì)節(jié)信息。19、平衡二叉樹是為了改進(jìn)二叉搜索樹的性能而產(chǎn)生的。以下關(guān)于平衡二叉樹的描述，不正確的是（）A.它通過旋轉(zhuǎn)操作來保持樹的平衡，減少查找的時間復(fù)雜度B.平衡二叉樹的插入和刪除操作比二叉搜索樹更復(fù)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(shù)）D.平衡二叉樹在實際應(yīng)用中已經(jīng)完全取代了二叉搜索樹20、設(shè)計一個基于Arduino的智能溫室控制系統(tǒng)，能夠自動調(diào)節(jié)溫室內(nèi)的溫度、濕度、光照強(qiáng)度和二氧化碳濃度，為植物生長提供最佳環(huán)境。21、紅黑樹是另一種平衡二叉搜索樹。對于紅黑樹的性質(zhì)和優(yōu)勢，以下描述哪一項是不正確的？（）A.紅黑樹的節(jié)點要么是紅色，要么是黑色，并且通過一些規(guī)則保持平衡B.紅黑樹的插入和刪除操作的時間復(fù)雜度均為O(logn)，相對較為穩(wěn)定C.紅黑樹的查找性能不如AVL樹，因為其平衡調(diào)整不如AVL樹嚴(yán)格D.紅黑樹在實際應(yīng)用中比AVL樹更常見，因為其插入和刪除操作引起的調(diào)整相對較少22、設(shè)計一個溫度傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)分析與預(yù)警電路，能夠?qū)囟葌鞲衅骶W(wǎng)絡(luò)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，當(dāng)溫度異常時發(fā)出預(yù)警信號。23、設(shè)計一個基于數(shù)字信號處理器（DSP）的語音信號處理系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)語音降噪、回聲消除等功能。24、設(shè)計一個基于音頻功率放大器芯片的音響系統(tǒng)，輸出功率不小于50W，具備高低音調(diào)節(jié)功能。25、設(shè)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)對生產(chǎn)線上多個設(shè)備的順序控制、邏輯控制和故障報警功能。二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，闡述如何使用樹堆進(jìn)行高效的合并和查找操作，給出算法步驟和實現(xiàn)代碼，并分析其性能特點。2、（本題5分）詳細(xì)論述在利用哈希表存儲對象時，如何處理對象的相等性判斷和哈希值計算，以保證正確的存儲和查找。3、（本題5分）解釋什么是線索二叉樹，并說明其作用和建立線索二叉樹的方法。4、（本題5分）解釋如何使用跳表實現(xiàn)有序集合的插入、刪除和查找操作，分析其時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。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Floyd算法求解給定有向圖中任意兩點之間的最短路徑，輸出最短路徑矩陣。2、（本題5分）設(shè)計一個程序，使用堆排序算法對一組結(jié)構(gòu)體（包含學(xué)生姓名和成績）進(jìn)行排序，按照成績降序排列。3、（本題5分）設(shè)計一個平衡二叉搜索樹（AVL樹），實現(xiàn)插入、刪除操作，并進(jìn)行平衡調(diào)整。4、（本題5分）實現(xiàn)一個算法，計算一個圖的獨立集。5、（本題5分）設(shè)計一個程序，使用循環(huán)隊列存儲圖書館的借閱記錄，實現(xiàn)借閱信息的查詢和管理。四、綜合題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）某電商平臺的優(yōu)惠券發(fā)放系統(tǒng)需要對優(yōu)惠券的類型、面額、使用條件和發(fā)放記錄進(jìn)行管理。優(yōu)惠券信息包括優(yōu)惠券編號、類型、面額、使用條件、發(fā)放記錄等?？紤]使用十字鏈表來存儲這些信息。請設(shè)計算法實現(xiàn)以下功能：（1）查詢某種類型優(yōu)惠券的剩余數(shù)量；（2）為用戶發(fā)放優(yōu)惠券并記錄；（3）用戶使用優(yōu)惠券時進(jìn)行核銷；（4）統(tǒng)計不同面額優(yōu)惠券的發(fā)放比例。分析所設(shè)計算法的時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。2、（本題10分）一個學(xué)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(jìn)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