西南交通大學《數據結構與算法設計》2022-2023學年第一學期期末試卷

自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁西南交通大學《數據結構與算法設計》

2022-2023學年第一學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共15個小題，每小題2分，共30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、設計一個基于藍牙4.0技術的智能血壓計，能夠實時監(jiān)測血壓變化，并提供健康建議。2、設計一個基于單片機的智能灌溉系統(tǒng)，能夠根據土壤濕度自動控制灌溉設備的開啟和關閉。3、在數據結構的選擇中，需要根據具體的應用場景和性能要求進行決策。假設我們要設計一個數據存儲方案。以下關于數據結構選擇的描述，哪一項是不準確的？（）A.如果需要頻繁進行插入和刪除操作，且對查找效率要求不高，可以選擇鏈表B.如果數據量較大且需要高效的查找和排序，二叉搜索樹是一個較好的選擇C.對于需要支持范圍查詢的數據，B+樹通常比二叉搜索樹更合適D.無論什么情況，選擇數據結構時只考慮操作的時間復雜度，不需要考慮空間復雜度4、設計一個基于ADC和微控制器的風速測量系統(tǒng)，能夠測量0-30m/s的風速，精度達到0.1m/s。5、設計一個智能水質監(jiān)測系統(tǒng)，能夠實時監(jiān)測水質參數如pH值、溶解氧等，并進行數據傳輸和分析，闡述系統(tǒng)的硬件架構和軟件功能。6、根據數字信號處理理論，設計一個音頻頻譜分析儀，能夠顯示音頻信號的頻譜分布。7、設計一個基于FPGA的圖像增強系統(tǒng)，能夠對圖像進行對比度增強、亮度調整等操作。8、使用單片機設計一個汽車防盜報警系統(tǒng)，能夠檢測車輛的異常狀態(tài)并發(fā)出警報，同時通過短信通知車主。9、基于通信糾錯編碼和交織技術設計一個抗衰落通信系統(tǒng)，提高在惡劣信道條件下的數據傳輸可靠性。10、利用數字邏輯電路設計一個交通流量統(tǒng)計系統(tǒng)，能夠對道路上的車輛數量進行實時統(tǒng)計和分析。11、設計一個基于STM32的物聯網網關，能夠連接多種傳感器并將數據上傳到云平臺，說明系統(tǒng)架構和通信協議轉換。12、設計一個音頻均衡器智能調節(jié)電路，能夠根據輸入音頻信號的特點自動調節(jié)均衡器的參數，實現智能調節(jié)。13、設計一個基于ARM的嵌入式圖像識別系統(tǒng)，能夠對特定目標進行識別和分類，闡述系統(tǒng)的硬件架構和算法實現。14、當使用樹結構來存儲數據時，平衡二叉樹是為了保證樹的高度平衡，從而提高查找效率。假設一個平衡二叉樹由于插入操作導致失衡，以下哪種調整方法可以恢復平衡（）A.旋轉操作B.重新構建整棵樹C.忽略失衡，繼續(xù)進行操作D.以上方法都不行15、設計一個數字圖像處理中的圖像超分辨率重建效果評估系統(tǒng)，分析重建質量。二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）詳細論述在利用堆進行優(yōu)先級隊列操作時，如何支持修改元素的優(yōu)先級，并給出具體的算法步驟和代碼實現。2、（本題5分）闡述如何判斷一個鏈表是否存在環(huán)，如果存在，如何找到環(huán)的入口節(jié)點，分析算法的思路和時間復雜度。3、（本題5分）詳細闡述如何在一個雙向鏈表中實現節(jié)點的快速插入和刪除操作。三、綜合題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）一個電商倉庫管理系統(tǒng)需要記錄貨物的入庫時間、存放位置、數量和保質期等信息。設計數據結構來優(yōu)化貨物的存儲和查找，及時處理過期貨物和庫存盤點。2、（本題5分）某電商平臺的商品評價系統(tǒng)需要對大量的商品評價進行管理和分析。評價信息包括評價者ID、商品ID、評價內容、評價時間等。這些信息以跳表的形式存儲。請設計算法實現以下功能：（1）按評價時間順序輸出評價；（2）查找指定商品的所有評價；（3）刪除違規(guī)或無效的評價；（4）統(tǒng)計某個評價者的評價數量。分析算法的時間復雜度和空間復雜度。3、（本題5分）某社交平臺需要存儲用戶的好友關系數據。每個用戶有一個唯一的用戶ID，好友關系是雙向的。請設計數據結構來表示用戶之間的好友關系，能夠快速查詢某個用戶的好友列表、判斷兩個用戶是否為好友、添加或刪除好友關系，并計算用戶的好友數量。4、（本題5分）一個物流配送中心需要對貨物的運輸路徑進行規(guī)劃，已知各個城市之間的距離和運輸成本。設計一種數據結構和算法，能夠找到從起始城市到目標城市的最短路徑和最低成本路徑。5、（本題5分）某公司的人力資源管理系統(tǒng)需要存儲員工的培訓記錄，如員工編號、培訓課程、培訓時間、培訓成績等。系統(tǒng)要能夠快速查找特定員工的培訓記錄、按照培訓成績對員工進行排序、新增培訓記錄、修改培訓信息、刪除無效記錄。請設計合理的數據結構和算法，并提供代碼實現和性能分析。四、設計題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）研究跳表在數據動態(tài)更新頻繁情況下的性能優(yōu)化