四川大學(xué)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法課程設(shè)計(jì)》2023-2024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頁四川大學(xué)

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法課程設(shè)計(jì)》2023-2024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20個(gè)小題，每小題2分，共40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、利用數(shù)字信號處理技術(shù)，設(shè)計(jì)一個(gè)語音識別系統(tǒng)，能夠準(zhǔn)確識別特定的語音指令并執(zhí)行相應(yīng)的操作。2、設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)字信號處理器（DSP）和攝像頭的運(yùn)動目標(biāo)檢測系統(tǒng)，實(shí)時(shí)檢測視頻中的運(yùn)動目標(biāo)。3、設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)字邏輯的搶答器系統(tǒng)，能夠準(zhǔn)確判斷多個(gè)選手的搶答順序，并進(jìn)行顯示和報(bào)警。4、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)中，常常需要進(jìn)行空間復(fù)雜度的分析。以下關(guān)于空間復(fù)雜度的描述，不正確的是：（）A.空間復(fù)雜度是指算法在運(yùn)行過程中所占用的存儲空間的量度，包括輸入數(shù)據(jù)占用的空間和額外輔助空間B.原地排序算法的空間復(fù)雜度通常為O(1)，因?yàn)樗恍枰~外的存儲空間來存儲排序過程中的數(shù)據(jù)C.鏈表的空間復(fù)雜度主要取決于節(jié)點(diǎn)的數(shù)量，而不考慮指針?biāo)加玫目臻gD.空間復(fù)雜度的分析只考慮數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)本身所占用的空間，不考慮操作系統(tǒng)和編譯器等因素的影響5、根據(jù)通信原理，設(shè)計(jì)一個(gè)無線局域網(wǎng)（WLAN）的接入點(diǎn)（AP）設(shè)備，實(shí)現(xiàn)多用戶的高速無線接入。6、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字存儲示波器數(shù)據(jù)處理電路，能夠?qū)κ静ㄆ鞑杉臄?shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，并且具有圖形顯示功能。7、考慮一個(gè)物流配送系統(tǒng)，需要規(guī)劃車輛的行駛路線，使得配送成本最小。假設(shè)城市之間的道路可以表示為一個(gè)有權(quán)圖，以下哪種算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)常用于解決這個(gè)問題？（）A.深度優(yōu)先搜索算法和鄰接矩陣B.廣度優(yōu)先搜索算法和鄰接表C.迪杰斯特拉算法和優(yōu)先隊(duì)列D.弗洛伊德算法和數(shù)組8、設(shè)計(jì)一個(gè)基于GPS的定位導(dǎo)航系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)獲取位置信息并進(jìn)行路徑規(guī)劃，提供系統(tǒng)的硬件選型和軟件實(shí)現(xiàn)方案。9、歸并排序是一種基于分治思想的排序算法。以下關(guān)于歸并排序的描述，不正確的是（）A.將數(shù)組不斷分成兩半，分別排序后再合并B.歸并排序的時(shí)間復(fù)雜度始終為O(nlog?n)C.歸并排序是一種穩(wěn)定的排序算法D.歸并排序的空間復(fù)雜度較高，為O(n)10、在圖的存儲中，鄰接多重表常用于無向圖的存儲。以下關(guān)于鄰接多重表的優(yōu)點(diǎn)，描述錯誤的是（）A.便于刪除和插入邊B.節(jié)省存儲空間C.便于判斷兩個(gè)頂點(diǎn)之間是否有邊D.對有向圖的存儲效果更好11、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的圖像增強(qiáng)系統(tǒng)，能夠提高圖像的對比度和亮度，說明算法和硬件實(shí)現(xiàn)。12、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字通信系統(tǒng)中的擾碼生成和解擾電路，分析擾碼對信號頻譜的影響。13、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字圖像處理中基于深度學(xué)習(xí)的圖像去噪系統(tǒng)，分析去噪效果和模型復(fù)雜度。14、當(dāng)處理一個(gè)具有層次結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)，例如文件系統(tǒng)中的目錄和文件，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)能夠清晰地表示這種關(guān)系并方便地進(jìn)行遍歷？（）A.棧B.隊(duì)列C.樹D.鏈表15、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)過程中，實(shí)踐和實(shí)驗(yàn)是加深理解的重要手段。以下關(guān)于實(shí)踐和實(shí)驗(yàn)的描述，錯誤的是：（）A.通過實(shí)際編寫代碼實(shí)現(xiàn)各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，可以更好地掌握其原理和細(xì)節(jié)B.進(jìn)行性能測試和對比實(shí)驗(yàn)，能夠直觀地了解不同數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法在不同情況下的表現(xiàn)C.在實(shí)踐中遇到問題和錯誤，可以幫助發(fā)現(xiàn)自己的理解誤區(qū)，進(jìn)一步提高能力D.理論學(xué)習(xí)已經(jīng)足夠，實(shí)踐和實(shí)驗(yàn)只是浪費(fèi)時(shí)間，對掌握數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)沒有幫助16、設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)字信號處理的圖像去噪系統(tǒng)，能夠有效去除圖像中的噪聲，同時(shí)保持圖像細(xì)節(jié)。17、運(yùn)用電子信息工程知識，設(shè)計(jì)一個(gè)智能充電樁的計(jì)費(fèi)和管理系統(tǒng)，支持多種支付方式和用戶管理。18、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字信號處理系統(tǒng)，能夠?qū)φZ音信號進(jìn)行降噪處理，給出系統(tǒng)的硬件架構(gòu)和軟件算法實(shí)現(xiàn)。19、假設(shè)要實(shí)現(xiàn)一個(gè)高效的字符串匹配算法，能夠在一個(gè)長文本中快速找到給定的模式字符串的所有出現(xiàn)位置。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法的組合是常見的解決方案？（）A.KMP算法結(jié)合數(shù)組B.暴力匹配算法結(jié)合鏈表C.后綴樹D.字典樹結(jié)合貪心算法20、設(shè)計(jì)一個(gè)基于模擬乘法器和運(yùn)放的乘法型ADC轉(zhuǎn)換電路，分析其轉(zhuǎn)換精度和速度。二、簡答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）比較計(jì)數(shù)排序和插入排序在對特定范圍數(shù)據(jù)的處理能力。2、（本題5分）詳細(xì)闡述如何使用廣度優(yōu)先搜索算法求解迷宮問題，給出算法思路和代碼框架，并分析其時(shí)間和空間復(fù)雜度。3、（本題5分）解釋如何使用線段樹求解區(qū)間和問題，并分析其時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。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，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。2、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)算法，使用深度優(yōu)先搜索判斷給定圖是否為連通圖，若不連通，輸出連通分量。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，使用桶排序?qū)W(xué)生的成績進(jìn)行分段統(tǒng)計(jì)。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，利用線段樹和拓?fù)渑判蛩惴ǖ慕Y(jié)合，安排一個(gè)軟件開發(fā)項(xiàng)目中各個(gè)功能模塊的集成順序。5、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，模擬一個(gè)航空公司的航班信息管理系統(tǒng)，能夠存儲航班號、起降時(shí)間、起降機(jī)場、票價(jià)等信息，并支持航班查詢和訂票功能。四、綜合題（本大題共2個(gè)小題，共20分)1、（本題10分）一個(gè)大型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行快速檢索和排序。數(shù)據(jù)以紅黑樹的形式存儲。請?jiān)O(shè)計(jì)算法實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）插入一條新的數(shù)據(jù)記錄；（2）刪除一條指定的數(shù)據(jù)記錄；（3）按照某個(gè)字段對數(shù)據(jù)進(jìn)行排序并輸出；（4）查找某個(gè)范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)記錄。分析