北京印刷學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)C》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)C》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級_______學(xué)號_______姓名_______題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共20個小題，每小題2分，共40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、堆是一種特殊的樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，常用于實現(xiàn)優(yōu)先隊列。以下關(guān)于堆的描述，錯誤的是：（）A.大頂堆中每個節(jié)點的值都大于或等于其子節(jié)點的值，小頂堆則相反B.可以用數(shù)組來實現(xiàn)堆，通過計算索引可以方便地進(jìn)行堆的操作C.堆排序利用堆的特性，將數(shù)組構(gòu)建成堆，然后依次取出堆頂元素得到排序結(jié)果D.堆的插入和刪除操作的時間復(fù)雜度都為O(logn)，且堆的空間復(fù)雜度總是高于其他線性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)2、設(shè)計一個基于555定時器的方波發(fā)生器，輸出頻率在100Hz至1kHz連續(xù)可調(diào)，說明電路原理和元件選擇。3、假設(shè)正在開發(fā)一個文本編輯軟件，需要能夠快速地對輸入的文本進(jìn)行插入、刪除和查找操作。同時，要能夠高效地實現(xiàn)文本的回退和重做功能。為了滿足這些需求，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最優(yōu)的選擇？（）A.順序表，存儲文本數(shù)據(jù)，操作簡單直接B.雙向鏈表，方便在任意位置進(jìn)行插入和刪除C.棧，用于實現(xiàn)回退和重做功能D.散列表，快速查找文本中的特定字符或字符串4、利用數(shù)字電路技術(shù)，設(shè)計一個超市自動收銀系統(tǒng)，能夠自動識別商品條碼、計算價格和找零。5、設(shè)計一個基于藍(lán)牙4.2技術(shù)的智能手環(huán)，能夠監(jiān)測運動數(shù)據(jù)（如步數(shù)、距離、消耗卡路里等）和睡眠質(zhì)量。6、設(shè)計一個低通濾波器電路，截止頻率為1kHz，通帶波紋小于1dB，阻帶衰減不小于40dB，輸入信號頻率范圍為0-5kHz。7、設(shè)計一個高通濾波器，截止頻率為500Hz，通帶增益為2，阻帶衰減大于30dB，采用切比雪夫濾波器設(shè)計，給出電路參數(shù)和仿真結(jié)果。8、運用電子信息工程知識，設(shè)計一個智能電網(wǎng)的監(jiān)控與管理系統(tǒng)，實現(xiàn)電力參數(shù)監(jiān)測、故障診斷和遠(yuǎn)程控制。9、圖的廣度優(yōu)先搜索使用隊列來實現(xiàn)，在搜索過程中，以下哪個操作是關(guān)鍵的？（）A.入隊未訪問的鄰接頂點B.出隊當(dāng)前頂點C.標(biāo)記已訪問的頂點D.以上操作都很關(guān)鍵10、設(shè)計一個數(shù)字電壓表，測量范圍為0至50V，精度為0.1V，采用ADC芯片實現(xiàn)，說明硬件電路和軟件算法。11、設(shè)計一個數(shù)字存儲示波器高速采樣電路，能夠?qū)崿F(xiàn)更高的采樣率，提高測量的準(zhǔn)確性和分辨率。12、在一個具有n個頂點和m條邊的無向圖中，使用鄰接表存儲，空間復(fù)雜度大約是多少？（）A.O(n+m)B.O(n^2)C.O(m^2)D.O(nm)13、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，排序算法是非常重要的一部分。冒泡排序是一種簡單的排序算法，它通過反復(fù)比較相鄰的元素并交換位置來將數(shù)組排序。對于一個包含n個元素的數(shù)組，冒泡排序的最壞時間復(fù)雜度為：（）A.O(n)B.O(nlogn)C.O(n^2)D.O(logn)14、設(shè)計一個基于FPGA的交通信號燈控制系統(tǒng)，能夠根據(jù)不同的時間段和車流量自動調(diào)整信號燈的時長，實現(xiàn)智能化交通控制。15、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)語音的采集、濾波、編碼和傳輸功能。16、設(shè)計一個集成電路工藝中蝕刻工藝的參數(shù)監(jiān)測和控制系統(tǒng)，保證蝕刻質(zhì)量。17、設(shè)計一個基于數(shù)字信號處理器（DSP）的音頻濾波系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對音頻信號的低通、高通、帶通和帶阻濾波，濾波參數(shù)可調(diào)節(jié)。18、在一個在線游戲的玩家匹配系統(tǒng)中，需要根據(jù)玩家的技能水平將他們分組。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)適合快速確定某個玩家應(yīng)該屬于哪個組？（）A.平衡二叉樹B.哈希表C.堆D.圖19、設(shè)計一個基于PLC的制藥廠反應(yīng)釜控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對反應(yīng)溫度、壓力、攪拌速度等參數(shù)的精確控制。20、設(shè)計一個基于Zigbee技術(shù)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，實現(xiàn)環(huán)境參數(shù)的采集和傳輸，描述節(jié)點的硬件結(jié)構(gòu)和軟件通信協(xié)議。二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）分析在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，如何利用哈希表解決沖突以提高查找效率。2、（本題5分）解釋如何在一個二叉搜索樹中進(jìn)行層次遍歷的迭代實現(xiàn)，給出算法步驟和實現(xiàn)代碼，并分析其時間復(fù)雜度。3、（本題5分）論述如何在一個無序數(shù)組中查找前k大的元素，給出高效的算法思路和實現(xiàn)。三、設(shè)計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）實現(xiàn)一個算法，對一個矩陣進(jìn)行順時針旋轉(zhuǎn)90度。2、（本題5分）設(shè)計一個程序，以二叉樹的形式表示公司組織結(jié)構(gòu)圖，實現(xiàn)員工的查找和層級展示功能。3、（本題5分）設(shè)計一個程序，使用堆結(jié)構(gòu)實現(xiàn)對一組項目按照風(fēng)險和回報進(jìn)行優(yōu)先級排序。4、（本題5分）以圖數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，設(shè)計一個城市交通路線規(guī)劃系統(tǒng)，能夠找到兩個地點之間的最短路徑。5、（本題5分）設(shè)計一個程序，利用后綴樹和Prim算法的結(jié)合，為一個分布式文件系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)節(jié)點建立高效的連接，提高文件訪問速度。四、綜合題（本大題共2個小題，共20分)1、（本題10分）在一個在線考試的監(jiān)考系統(tǒng)中，需要實時記錄考生的答題情況、交卷時間、是否作弊等信息。設(shè)計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來保障考試的公平性和數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，支持對考生答題過程的監(jiān)控和異常情況的處理。2、（本題10分）