貴州黔南經(jīng)濟(jì)學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)Ⅰ》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)Ⅰ》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、設(shè)計(jì)一個(gè)基于藍(lán)牙低功耗技術(shù)的智能血壓計(jì)，能夠準(zhǔn)確測(cè)量血壓，并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)绞謾C(jī)APP進(jìn)行分析和存儲(chǔ)。2、二叉搜索樹(shù)是一種特殊的二叉樹(shù)，具有特定的性質(zhì)。對(duì)于二叉搜索樹(shù)的特點(diǎn)和操作，以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A.左子樹(shù)上所有節(jié)點(diǎn)的值均小于根節(jié)點(diǎn)的值B.右子樹(shù)上所有節(jié)點(diǎn)的值均大于根節(jié)點(diǎn)的值C.插入和查找操作的平均時(shí)間復(fù)雜度為O(logn)D.二叉搜索樹(shù)一定是完全二叉樹(shù)3、設(shè)計(jì)一個(gè)無(wú)線通信收發(fā)系統(tǒng)，工作在特定頻段，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的可靠傳輸，考慮發(fā)射功率、接收靈敏度和抗干擾能力等因素。4、設(shè)計(jì)一個(gè)基于D/A轉(zhuǎn)換器的函數(shù)信號(hào)發(fā)生器，能夠產(chǎn)生正弦波、方波、三角波等常見(jiàn)波形。5、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字鎖相環(huán)頻率合成器，能夠輸出頻率在1MHz至1GHz范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)的正弦波，給出系統(tǒng)架構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)。6、考慮一個(gè)在線購(gòu)物車系統(tǒng)，需要存儲(chǔ)用戶添加的商品信息，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)物車內(nèi)容D.哈希表，快速定位商品7、設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)字鎖相環(huán)的時(shí)鐘同步系統(tǒng)，能夠使多個(gè)設(shè)備的時(shí)鐘保持同步，分析其同步精度和穩(wěn)定性。8、設(shè)計(jì)一個(gè)模擬信號(hào)數(shù)字化系統(tǒng)，包括抽樣、量化和編碼模塊，確定合適的抽樣頻率和量化級(jí)數(shù)，分析系統(tǒng)性能。9、設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的電子秤系統(tǒng)，能夠測(cè)量物體的重量，并具有去皮、計(jì)價(jià)等功能。10、設(shè)計(jì)一個(gè)基于藍(lán)牙4.2技術(shù)的智能手環(huán)，能夠監(jiān)測(cè)運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)（如步數(shù)、距離、消耗卡路里等）和睡眠質(zhì)量。11、設(shè)計(jì)一個(gè)音頻濾波器電路，能夠?qū)斎氲囊纛l信號(hào)進(jìn)行低通、高通、帶通和帶阻濾波，濾波頻率可調(diào)節(jié)。12、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。13、設(shè)計(jì)一個(gè)液晶顯示技術(shù)中的視角擴(kuò)展光學(xué)系統(tǒng)，分析視角擴(kuò)展效果和圖像質(zhì)量。14、在圖的算法中，F(xiàn)loyd-Warshall算法用于求解所有頂點(diǎn)對(duì)之間的最短路徑。以下關(guān)于Floyd-Warshall算法的描述，不正確的是（）A.算法基于動(dòng)態(tài)規(guī)劃的思想B.算法可以處理帶負(fù)權(quán)邊的圖C.算法的時(shí)間復(fù)雜度為O(n^3)，空間復(fù)雜度為O(n^2)D.算法在求解過(guò)程中會(huì)修改圖的邊權(quán)值15、設(shè)計(jì)一個(gè)基于微控制器的智能家電控制系統(tǒng)，能夠通過(guò)手機(jī)APP遠(yuǎn)程控制家電的開(kāi)關(guān)和工作模式，說(shuō)明系統(tǒng)的硬件和軟件實(shí)現(xiàn)。16、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字圖像處理中的圖像壓縮質(zhì)量評(píng)估系統(tǒng)，包括客觀和主觀評(píng)估指標(biāo)的測(cè)量。17、設(shè)計(jì)一個(gè)音頻分頻器電路，將音頻信號(hào)分為高音、中音和低音，給出電路結(jié)構(gòu)和元件參數(shù)計(jì)算。18、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的排序算法中，歸并排序是一種穩(wěn)定的排序方法。假設(shè)我們正在使用歸并排序?qū)?shù)組進(jìn)行排序。以下關(guān)于歸并排序的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.歸并排序的基本思想是將數(shù)組分成兩半，分別排序后再合并B.歸并排序的時(shí)間復(fù)雜度在任何情況下都是O(nlogn)C.歸并排序在合并過(guò)程中需要額外的輔助空間，其空間復(fù)雜度為O(n)D.歸并排序是一種原地排序算法，不需要額外的存儲(chǔ)空間19、設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)字鎖相環(huán)和頻率合成器的通信信號(hào)源，產(chǎn)生穩(wěn)定的、頻率可調(diào)的通信信號(hào)。20、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字溫度計(jì)液位計(jì)數(shù)據(jù)傳輸電路，能夠?qū)囟扔?jì)液位計(jì)的測(cè)量數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程監(jiān)控中心進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。二、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）詳細(xì)說(shuō)明如何在一個(gè)有向圖中進(jìn)行所有頂點(diǎn)對(duì)之間的最短路徑計(jì)算的改進(jìn)算法，給出算法步驟和實(shí)現(xiàn)代碼，并分析其性能提升。2、（本題5分）論述在圖的最短路徑算法中，如何處理有向無(wú)環(huán)圖中的最短路徑問(wèn)題。3、（本題5分）詳細(xì)解釋在一個(gè)具有n個(gè)頂點(diǎn)的無(wú)向圖中，如何使用廣度優(yōu)先搜索算法計(jì)算圖的連通分量個(gè)數(shù)，并分析其時(shí)間復(fù)雜度。4、（本題5分）詳細(xì)說(shuō)明在并查集的改進(jìn)中，除了路徑壓縮，還有哪些優(yōu)化方法可以提高性能。5、（本題5分）解釋什么是雙端隊(duì)列，并說(shuō)明其與普通隊(duì)列和棧的區(qū)別。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，使用歸并排序算法對(duì)一個(gè)圖的鄰接表進(jìn)行排序。2、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，利用線段樹(shù)和克魯斯卡爾算法的結(jié)合，為一個(gè)區(qū)域的電力網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃線路，確保供電可靠性和成本優(yōu)化。3、（本題5分）研究伸展樹(shù)在數(shù)據(jù)分布不均勻情況下的性能表現(xiàn)和應(yīng)對(duì)措施。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，使用順序表實(shí)現(xiàn)對(duì)一組整數(shù)的存儲(chǔ)和排序，要求能夠?qū)崿F(xiàn)插入、刪除、查找等基本操作，并輸出排序前后的順序表。5、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)算法，利用平衡二叉樹(shù)存儲(chǔ)電影的評(píng)分和評(píng)論，實(shí)現(xiàn)按評(píng)分進(jìn)行排序和查找。四、綜合題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）某城市的公交路線管理系統(tǒng)需要存儲(chǔ)公交路線的信息，如路線編號(hào)、起點(diǎn)站、終點(diǎn)站、途經(jīng)站點(diǎn)、發(fā)車時(shí)間等。系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)快速查找特定路線、按照路線長(zhǎng)度對(duì)路線進(jìn)行排序、新增和刪除路線、修改路線的發(fā)車時(shí)間等功能。請(qǐng)確定合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并詳細(xì)描述算法設(shè)計(jì)和代碼實(shí)現(xiàn)，同時(shí)分析其時(shí)間和空間復(fù)雜度。2、（本題10分）一個(gè)社交網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)需要管理用戶之間的好友關(guān)系。好友關(guān)系以鄰接表的形式存儲(chǔ)在圖結(jié)構(gòu)中。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)算法實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）判斷兩個(gè)用戶是否為好友；（2）找出某個(gè)用戶的所有好友；（3）計(jì)算某個(gè)用戶的好友度數(shù)；（4）找出共同好友最多的兩個(gè)用戶