武漢學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)W》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁(yè)，共3頁(yè)武漢學(xué)院

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)W》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(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)m行n列的二維數(shù)組中，按行優(yōu)先存儲(chǔ)時(shí)，元素a[i][j]的存儲(chǔ)地址與a[0][0]的存儲(chǔ)地址之間相差的元素個(gè)數(shù)為？（）A.i*n+jB.j*m+iC.i*m+jD.j*n+i2、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的數(shù)字信號(hào)加密系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)字信號(hào)的加密和解密，闡述加密算法和硬件實(shí)現(xiàn)。3、在一個(gè)需要對(duì)一組數(shù)據(jù)進(jìn)行去重操作的場(chǎng)景中，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以有效地實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能？（）A.集合，自動(dòng)去除重復(fù)元素B.數(shù)組，需要額外的算法進(jìn)行去重C.鏈表，去重操作復(fù)雜且效率低D.棧，不適合進(jìn)行去重操作4、設(shè)計(jì)一個(gè)基于射頻技術(shù)的無(wú)線胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)汽車輪胎的壓力和溫度。5、設(shè)計(jì)一個(gè)音頻功率放大器的保護(hù)電路，能夠在過(guò)流、過(guò)壓、過(guò)熱等情況下保護(hù)放大器和揚(yáng)聲器，給出電路設(shè)計(jì)和保護(hù)機(jī)制。6、設(shè)計(jì)一個(gè)基于ADC和微控制器的氣體濃度檢測(cè)系統(tǒng)，能夠檢測(cè)多種常見(jiàn)氣體（如CO、CO?、CH?等）的濃度。7、設(shè)計(jì)一個(gè)音頻功率放大器的散熱系統(tǒng)，保證放大器在高功率輸出時(shí)的穩(wěn)定工作，給出散熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和熱分析。8、設(shè)計(jì)一個(gè)光通信收發(fā)模塊的驅(qū)動(dòng)電路，能夠穩(wěn)定驅(qū)動(dòng)光收發(fā)器件，給出電路設(shè)計(jì)和性能測(cè)試結(jié)果。9、根據(jù)傳感器原理，設(shè)計(jì)一個(gè)用于橋梁健康監(jiān)測(cè)的應(yīng)變傳感器系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)橋梁的受力情況。10、對(duì)于一個(gè)棧，進(jìn)行入棧和出棧操作時(shí)，如果棧頂指針top初始值為-1，當(dāng)進(jìn)行了一系列操作后，top的值為0，此時(shí)棧的狀態(tài)是？（）A.棧為空B.棧中只有一個(gè)元素C.棧已滿D.棧出錯(cuò)11、運(yùn)用集成電路設(shè)計(jì)流程，設(shè)計(jì)一款用于工業(yè)機(jī)器人視覺(jué)系統(tǒng)的圖像傳感器芯片，具備高分辨率和快速響應(yīng)特性。12、設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)易的數(shù)字頻率計(jì)，能夠測(cè)量1Hz至100kHz范圍內(nèi)的正弦波、方波和三角波的頻率，精度達(dá)到0.1%，請(qǐng)?jiān)敿?xì)說(shuō)明系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，包括硬件和軟件部分。13、設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)字圖像加密和解密系統(tǒng)，采用加密算法保證圖像安全，給出系統(tǒng)設(shè)計(jì)和加密效果評(píng)估。14、二叉樹(shù)是一種重要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，具有多種遍歷方式。假設(shè)存在一個(gè)二叉樹(shù)，其先序遍歷的結(jié)果是ABDECF，中序遍歷的結(jié)果是DBEAFC。請(qǐng)問(wèn)該二叉樹(shù)的后序遍歷結(jié)果是什么？（）A.DEBFCAB.DBEFCAC.DEBCFAD.DFEBCA15、設(shè)計(jì)一個(gè)基于CAN總線的汽車電子控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器、制動(dòng)系統(tǒng)等部件的監(jiān)測(cè)和控制。16、利用數(shù)字邏輯電路設(shè)計(jì)一個(gè)計(jì)數(shù)器和定時(shí)器，實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)和定時(shí)功能，并可設(shè)置不同的工作模式。17、設(shè)計(jì)一個(gè)基于運(yùn)算放大器的求和放大器電路，能夠?qū)崿F(xiàn)多個(gè)輸入信號(hào)的加權(quán)求和。18、考慮一個(gè)在線投票系統(tǒng)，需要實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)每個(gè)選項(xiàng)的投票數(shù)量，并能夠快速返回得票最多的選項(xiàng)。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以有效地支持這個(gè)功能？（）A.數(shù)組，存儲(chǔ)每個(gè)選項(xiàng)的票數(shù)B.鏈表，記錄投票信息C.哈希表，將選項(xiàng)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19、在樹(shù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)中，除了二叉樹(shù)，還有多叉樹(shù)。假設(shè)一個(gè)多叉樹(shù)的每個(gè)節(jié)點(diǎn)的孩子節(jié)點(diǎn)數(shù)量不確定，以下哪種存儲(chǔ)方式可能更靈活（）A.雙親表示法B.孩子表示法C.孩子兄弟表示法D.以上方式都不靈活20、在圖的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)中，鄰接多重表主要用于解決鄰接表在某些操作上的不便。假設(shè)需要頻繁地判斷兩個(gè)頂點(diǎn)之間是否存在邊，以下關(guān)于鄰接多重表的特點(diǎn)，哪個(gè)是相關(guān)的優(yōu)勢(shì)（）A.節(jié)省存儲(chǔ)空間B.便于邊的刪除和插入C.快速判斷邊的存在性D.以上都不是二、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）論述如何使用計(jì)數(shù)排序?qū)μ囟l件下的數(shù)組進(jìn)行排序，給出算法步驟和時(shí)間復(fù)雜度分析。2、（本題5分）詳細(xì)闡述如何使用希爾排序?qū)?shù)組進(jìn)行排序，分析其分組策略和時(shí)間復(fù)雜度。3、（本題5分）闡述在堆中進(jìn)行刪除操作時(shí)，如何保持堆的性質(zhì)，并給出時(shí)間復(fù)雜度分析。4、（本題5分）詳細(xì)論述在具有n個(gè)頂點(diǎn)和e條邊的圖中，如何使用廣度優(yōu)先搜索算法計(jì)算兩點(diǎn)之間的最短路徑，并給出具體的算法步驟和代碼實(shí)現(xiàn)。5、（本題5分）詳細(xì)說(shuō)明如何利用堆實(shí)現(xiàn)優(yōu)先隊(duì)列，給出插入、刪除和獲取最大（小）元素的算法步驟和實(shí)現(xiàn)代碼。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，以二叉樹(shù)的形式表示課程體系結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)課程的查找和依賴關(guān)系展示功能。2、（本題5分）使用圖數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一個(gè)城市公園設(shè)施布局規(guī)劃系統(tǒng)，滿足游客的需求和設(shè)施的合理分布。3、（本題5分）實(shí)現(xiàn)一個(gè)算法，計(jì)算一個(gè)圖中兩個(gè)頂點(diǎn)之間的所有不同路徑的數(shù)量。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，使用順序表存儲(chǔ)一組字符串，實(shí)現(xiàn)字符串的快速排序。5、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，用鄰接表表示一個(gè)帶權(quán)有向圖，實(shí)現(xiàn)SPFA算法求單源最短路徑。四、綜合題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）一個(gè)快遞公司的包裹跟蹤系統(tǒng)需要記錄包裹的單號(hào)、運(yùn)輸路徑、當(dāng)前位置和預(yù)計(jì)送達(dá)時(shí)間。設(shè)計(jì)合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)包裹狀態(tài)的實(shí)時(shí)查詢和跟蹤。2、（本題10分）一個(gè)在線游戲的排行榜系統(tǒng)需要記錄玩家的游戲得分、排名、游戲時(shí)長(zhǎng)等信息。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)時(shí)更新排行榜，支持按得分、排名、游戲時(shí)長(zhǎng)等條件進(jìn)行排序和查詢，能夠處理玩家得分變化時(shí)的排名調(diào)整。3、（本題10分）在一個(gè)圖書(shū)館的文獻(xiàn)檢索系統(tǒng)中，需要記錄文獻(xiàn)信息、分類目錄和檢索