信陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法分析課程設(shè)計(jì)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

裝訂線(xiàn)裝訂線(xiàn)PAGE2第2頁(yè)，共2頁(yè)信陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法分析課程設(shè)計(jì)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級(jí)_______學(xué)號(hào)_______姓名_______題號(hào)一二三四總分得分一、單選題（本大題共25個(gè)小題，每小題1分，共25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、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，散列表（哈希表）用于快速查找數(shù)據(jù)。以下關(guān)于散列表的描述，錯(cuò)誤的是（）A.散列函數(shù)的設(shè)計(jì)對(duì)散列表的性能有很大影響B(tài).處理沖突的方法有開(kāi)放地址法和鏈地址法C.散列表的查找時(shí)間復(fù)雜度始終為O(1)D.散列表的裝填因子會(huì)影響其性能2、希爾排序是對(duì)插入排序的一種改進(jìn)，以下關(guān)于希爾排序的特點(diǎn)，不正確的是：（）A.希爾排序通過(guò)將數(shù)組分成若干個(gè)子序列，分別進(jìn)行插入排序，逐步減少增量，最終完成排序B.希爾排序的時(shí)間復(fù)雜度取決于增量序列的選擇，在某些情況下可以接近O(nlogn)C.希爾排序是一種不穩(wěn)定的排序算法，可能改變相同元素的相對(duì)順序D.希爾排序的性能優(yōu)于所有其他排序算法，適用于各種規(guī)模的數(shù)據(jù)排序3、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的圖像處理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)圖像的邊緣檢測(cè)和增強(qiáng)功能，給出硬件設(shè)計(jì)和仿真結(jié)果。4、設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的工業(yè)以太網(wǎng)通信節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)與工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的連接和數(shù)據(jù)交換，描述節(jié)點(diǎn)的硬件結(jié)構(gòu)和通信協(xié)議。5、設(shè)計(jì)一個(gè)射頻電路中的濾波器性能優(yōu)化方案，包括帶寬、插入損耗和帶外抑制等指標(biāo)。6、對(duì)一組數(shù)據(jù)進(jìn)行排序，以下哪種排序算法在最壞情況下的時(shí)間復(fù)雜度最低？（）A.冒泡排序B.插入排序C.選擇排序D.歸并排序7、歸并排序同樣是一種分治算法，它將數(shù)組不斷地分成兩半，然后將兩半合并成一個(gè)有序的數(shù)組。歸并排序的空間復(fù)雜度主要取決于：（）A.數(shù)組的初始大小B.遞歸的深度C.合并操作的次數(shù)D.數(shù)據(jù)的分布情況8、快速排序是一種高效的排序算法。以下關(guān)于快速排序的描述，錯(cuò)誤的是（）A.選擇一個(gè)基準(zhǔn)元素，將數(shù)組分為小于基準(zhǔn)和大于基準(zhǔn)兩部分，然后對(duì)這兩部分分別排序B.快速排序的平均時(shí)間復(fù)雜度為O(nlog?n)，但在最壞情況下為O(n2)C.快速排序是一種不穩(wěn)定的排序算法D.快速排序每次都能將數(shù)組均勻地分成兩部分9、設(shè)計(jì)一個(gè)電子血壓計(jì)數(shù)據(jù)分析與預(yù)警電路，能夠?qū)ρ獕河?jì)測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，當(dāng)血壓異常時(shí)發(fā)出預(yù)警信號(hào)。10、設(shè)計(jì)一個(gè)射頻電路中的功率放大器，工作在特定頻段，具有較高的輸出功率和效率，進(jìn)行穩(wěn)定性分析。11、設(shè)計(jì)一個(gè)模擬信號(hào)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。12、已知一個(gè)棧的進(jìn)棧序列為1，2，3，4，5。則下列序列中，不可能是出棧序列的是：（）A.5，4，3，2，1B.4，5，3，2，1C.4，3，5，1，2D.1，2，3，4，513、隊(duì)列可以用于實(shí)現(xiàn)廣度優(yōu)先搜索算法，以下關(guān)于隊(duì)列在該算法中的作用，描述不正確的是：（）A.隊(duì)列用于存儲(chǔ)待擴(kuò)展的節(jié)點(diǎn)，按照先進(jìn)先出的順序進(jìn)行擴(kuò)展B.隊(duì)列可以保證搜索的廣度優(yōu)先性，即先訪(fǎng)問(wèn)距離起始節(jié)點(diǎn)近的節(jié)點(diǎn)C.隊(duì)列在搜索過(guò)程中不需要進(jìn)行任何操作，只在開(kāi)始和結(jié)束時(shí)使用D.隊(duì)列的容量大小對(duì)搜索的效率和結(jié)果沒(méi)有影響14、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）應(yīng)用電路，能夠?qū)崿F(xiàn)音頻信號(hào)的濾波、降噪等處理功能。15、設(shè)計(jì)一個(gè)基于運(yùn)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。16、考慮一個(gè)在線(xiàn)購(gòu)物車(chē)系統(tǒng)，需要存儲(chǔ)用戶(hù)添加的商品信息，包括商品ID、數(shù)量和價(jià)格，并支持商品的添加、刪除和修改操作。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最適合的？（）A.二叉搜索樹(shù)，根據(jù)商品ID存儲(chǔ)B.鏈表，動(dòng)態(tài)管理商品信息C.數(shù)組，順序存儲(chǔ)購(gòu)物車(chē)內(nèi)容D.哈希表，快速定位商品17、在一個(gè)具有n個(gè)頂點(diǎn)的有向圖中，所有頂點(diǎn)的出度之和與入度之和的關(guān)系是：（）A.出度之和大于入度之和B.入度之和大于出度之和C.出度之和等于入度之和D.兩者沒(méi)有固定關(guān)系18、設(shè)計(jì)一個(gè)無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)（WLAN）的接入點(diǎn)（AP），實(shí)現(xiàn)多個(gè)用戶(hù)的高速無(wú)線(xiàn)接入，配置安全機(jī)制。19、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電壓表，測(cè)量范圍為0至1000V，精度為10V，采用分壓網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)，說(shuō)明硬件電路和軟件算法。20、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)。21、設(shè)計(jì)一個(gè)用于數(shù)控機(jī)床的位置控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的位置定位和運(yùn)動(dòng)控制，說(shuō)明控制算法和驅(qū)動(dòng)器配置。22、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。23、設(shè)計(jì)一個(gè)用于工業(yè)自動(dòng)化的激光測(cè)距系統(tǒng)，測(cè)量精度達(dá)到毫米級(jí)，給出系統(tǒng)組成和測(cè)量算法。24、設(shè)計(jì)一個(gè)無(wú)線(xiàn)通信模塊加密電路，能夠?qū)o(wú)線(xiàn)通信數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，提高通信的安全性。25、在一個(gè)鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)的棧中，進(jìn)行出棧操作時(shí)，需要判斷棧是否為空，判斷條件是？（）A.棧頂指針為NULLB.棧頂指針指向的節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)為NULLC.棧頂指針的值小于0D.棧頂指針的值大于棧的最大容量二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）解釋如何在一個(gè)二叉樹(shù)中計(jì)算葉子節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)，給出算法步驟和實(shí)現(xiàn)代碼，并分析其時(shí)間復(fù)雜度。2、（本題5分）在一個(gè)具有n個(gè)元素的雙向鏈表中，說(shuō)明如何實(shí)現(xiàn)向前和向后的遍歷，以及如何在雙向鏈表中插入和刪除節(jié)點(diǎn)。3、（本題5分）詳細(xì)闡述B樹(shù)中節(jié)點(diǎn)的分裂和合并操作，以及如何保證樹(shù)的平衡性和查找性能。4、（本題5分）隊(duì)列是一種常見(jiàn)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，論述其先進(jìn)先出的特性，以及如何用循環(huán)隊(duì)列來(lái)解決假溢出問(wèn)題。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)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，模擬一個(gè)快遞公司的快遞包裝材料庫(kù)存管理系統(tǒng)，及時(shí)補(bǔ)充所需包裝材料。2、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)算法，利用鏈表實(shí)現(xiàn)一個(gè)棧，模擬函數(shù)調(diào)用過(guò)程中的參數(shù)傳遞。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)平衡二叉搜索樹(shù)（AVL樹(shù)），實(shí)現(xiàn)插入、刪除操作，并進(jìn)行平衡調(diào)整。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，求給定二叉樹(shù)的高度，并輸出高度值。5、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)算法，在一個(gè)帶權(quán)無(wú)向圖中找出所有權(quán)值構(gòu)成等比數(shù)列的邊。四、綜合題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）一個(gè)在線(xiàn)圖片分享平臺(tái)需要管理大量的圖片信息，包括圖片名稱(chēng)、上傳者、上傳時(shí)間、圖片標(biāo)簽、瀏覽量等。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)這些信息，實(shí)現(xiàn)圖片的快速上傳、刪除、查找和瀏覽量統(tǒng)計(jì)，同時(shí)支持根據(jù)標(biāo)簽和上傳時(shí)間進(jìn)行圖片篩選和排序。2、（本題10分）一個(gè)在線(xiàn)游戲的組隊(duì)系統(tǒng)需要對(duì)玩家的組隊(duì)信息進(jìn)行管理。組隊(duì)信息包括隊(duì)伍編號(hào)、隊(duì)員列表、隊(duì)伍狀態(tài)等。這些信息以稀疏矩陣的形式存儲(chǔ)。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)算法實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）查詢(xún)某個(gè)隊(duì)伍的隊(duì)員信息；（2）玩家加入或退出隊(duì)伍時(shí)更新矩陣；（3）按照隊(duì)伍人數(shù)對(duì)隊(duì)伍進(jìn)行排序；（4）統(tǒng)計(jì)空閑隊(duì)伍的數(shù)量。分析算法的時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。3、（本題10