南京工業(yè)大學(xué)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)W》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

站名：站名：年級(jí)專業(yè)：姓名：學(xué)號(hào)：凡年級(jí)專業(yè)、姓名、學(xué)號(hào)錯(cuò)寫、漏寫或字跡不清者，成績(jī)按零分記?！堋狻€…………第1頁(yè)，共1頁(yè)南京工業(yè)大學(xué)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)W》

2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、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、基于通信中的多址接入技術(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)，支持多個(gè)用戶同時(shí)通信，分析網(wǎng)絡(luò)容量和性能。2、插入排序也是一種基本的排序算法。關(guān)于插入排序的特點(diǎn)，以下描述正確的是：（）A.插入排序在每次迭代中，將待排序元素插入到已排序部分的合適位置B.插入排序在最壞情況下的時(shí)間復(fù)雜度為O(nlogn)，優(yōu)于冒泡排序C.插入排序是一種不穩(wěn)定的排序算法，可能改變相同元素的相對(duì)順序D.插入排序適用于大規(guī)模數(shù)據(jù)的排序，效率很高3、設(shè)計(jì)一個(gè)基于Zigbee和GPRS的遠(yuǎn)程無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸和監(jiān)控，描述系統(tǒng)的硬件組成和軟件流程。4、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。5、利用數(shù)字電路技術(shù)，設(shè)計(jì)一個(gè)智能路燈控制系統(tǒng)，根據(jù)環(huán)境光線和交通流量自動(dòng)調(diào)節(jié)路燈的亮度。6、設(shè)計(jì)一個(gè)基于51單片機(jī)的智能車庫(kù)門控制系統(tǒng)，能夠通過(guò)遙控器和手機(jī)APP控制車庫(kù)門的開(kāi)啟和關(guān)閉，并具備防夾功能。7、使用電力電子器件設(shè)計(jì)一個(gè)降壓型直流-直流變換器（BuckConverter），給出電路參數(shù)設(shè)計(jì)和效率分析。8、設(shè)計(jì)一個(gè)基于ZigBee技術(shù)的智能養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)養(yǎng)殖場(chǎng)內(nèi)的溫度、濕度、氨氣濃度等參數(shù)。9、在圖的最短路徑問(wèn)題中，Dijkstra算法是一種常用的算法。以下關(guān)于Dijkstra算法的描述中，不正確的是（）A.該算法適用于有向圖和無(wú)向圖B.算法從起始頂點(diǎn)開(kāi)始，逐步計(jì)算到其他頂點(diǎn)的最短路徑C.算法通過(guò)不斷更新頂點(diǎn)的距離值來(lái)找到最短路徑D.算法的時(shí)間復(fù)雜度為O(n^2)，其中n是頂點(diǎn)的數(shù)量10、在一個(gè)交通流量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，需要實(shí)時(shí)記錄不同路段的車輛數(shù)量，并能夠快速地找出車輛數(shù)量最多的路段和最少的路段。此外，還需要能夠動(dòng)態(tài)地更新路段的車輛數(shù)量信息。對(duì)于這樣的需求，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)最為合適？（）A.優(yōu)先隊(duì)列，能夠快速獲取最大或最小元素B.紅黑樹(shù)，保持?jǐn)?shù)據(jù)的有序性并支持高效的插入和刪除C.跳表，實(shí)現(xiàn)快速的查找、插入和刪除操作D.線段樹(shù)，用于處理區(qū)間的統(tǒng)計(jì)和更新問(wèn)題11、考慮隊(duì)列這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它遵循先進(jìn)先出的原則。假設(shè)一個(gè)銀行需要管理客戶的排隊(duì)等待服務(wù)，每個(gè)客戶按照到達(dá)的順序接受服務(wù)。為了有效地組織和管理客戶的等待過(guò)程，以下關(guān)于隊(duì)列的操作，哪個(gè)是最關(guān)鍵的（）A.隨機(jī)刪除隊(duì)列中的元素B.在隊(duì)列中間插入新的客戶C.讀取隊(duì)列頭部的客戶信息D.對(duì)隊(duì)列中的元素進(jìn)行排序12、設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的智能路燈控制系統(tǒng)，根據(jù)環(huán)境光照和時(shí)間自動(dòng)控制路燈的開(kāi)關(guān)和亮度調(diào)節(jié)。13、設(shè)計(jì)一個(gè)基于PLC的風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速、功率等參數(shù)的監(jiān)測(cè)和控制。14、設(shè)計(jì)一個(gè)光纖通信系統(tǒng)中的光發(fā)射機(jī)和接收機(jī)，確定合適的光源和探測(cè)器，計(jì)算系統(tǒng)的傳輸距離和帶寬。15、設(shè)計(jì)一個(gè)基于藍(lán)牙的無(wú)線鼠標(biāo)，能夠與計(jì)算機(jī)進(jìn)行穩(wěn)定的無(wú)線連接，實(shí)現(xiàn)鼠標(biāo)的基本操作功能。16、設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)字邏輯電路的簡(jiǎn)易密碼鎖系統(tǒng)，要求輸入正確密碼才能開(kāi)鎖，密碼可由用戶自行設(shè)定，同時(shí)具備錯(cuò)誤輸入次數(shù)限制及報(bào)警功能。17、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的數(shù)字信號(hào)解調(diào)系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)ASK、FSK、PSK等調(diào)制信號(hào)的解調(diào)。18、設(shè)計(jì)一個(gè)基于ADC和微控制器的氣體濃度檢測(cè)系統(tǒng)，能夠檢測(cè)多種常見(jiàn)氣體（如CO、CO?、CH?等）的濃度。19、當(dāng)處理字符串操作時(shí)，KMP（Knuth-Morris-Pratt）算法用于字符串匹配。假設(shè)要在一個(gè)長(zhǎng)文本中查找一個(gè)短模式串，以下關(guān)于KMP算法的優(yōu)勢(shì)，哪個(gè)是正確的（）A.減少不必要的字符比較B.不需要預(yù)處理模式串C.適用于所有類型的字符串D.以上都不對(duì)20、設(shè)計(jì)一個(gè)基于ZigBee的智能路燈節(jié)能系統(tǒng)，能夠根據(jù)道路上的行人和車輛情況自動(dòng)調(diào)節(jié)路燈亮度，實(shí)現(xiàn)節(jié)能效果。二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）詳細(xì)說(shuō)明如何在一個(gè)無(wú)向圖中進(jìn)行連通分量的計(jì)算，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）數(shù)組的查找算法有哪些？分別闡述它們的時(shí)間復(fù)雜度和適用場(chǎng)景。3、（本題5分）論述在樹(shù)的遍歷中，如何使用Morris遍歷算法優(yōu)化空間復(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，使用合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)一個(gè)在線游戲的玩家好友關(guān)系管理系統(tǒng)，支持好友添加、刪除和聊天功能。2、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，使用棧實(shí)現(xiàn)括號(hào)匹配的檢查功能，輸入一個(gè)包含括號(hào)的字符串，判斷括號(hào)是否正確匹配。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)哈希表程序，采用隨機(jī)探測(cè)法處理哈希沖突，支持動(dòng)態(tài)插入和刪除操作，展示操作過(guò)程和結(jié)果。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，使用鏈表實(shí)現(xiàn)雙向鏈表的分割功能，輸入一個(gè)雙向鏈表和一個(gè)值，將鏈表分割為兩部分。5、（本題5分）分析AVL樹(shù)平衡調(diào)整操作對(duì)樹(shù)結(jié)構(gòu)和性能的長(zhǎng)期影響，提出優(yōu)化建議。四、綜合題（本大題共2個(gè)小題，共20分)1、（本題10分）一個(gè)電商平臺(tái)的售后服務(wù)管理系統(tǒng)需要存儲(chǔ)售后訂單的信息，包括售后訂單編號(hào)、商品編號(hào)、售后類型（退貨、換貨、維修）、處理進(jìn)度、處理結(jié)果等。系統(tǒng)要支持快速查找特定售后訂單、按照處理進(jìn)度對(duì)訂單進(jìn)行排序、新增售后訂單、更新處理進(jìn)度和結(jié)果、刪除已完成的售后訂單。請(qǐng)選擇恰當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并詳細(xì)說(shuō)明算法和代碼實(shí)現(xiàn)，以及性能評(píng)估。2、（本題10分）某電商平臺(tái)的優(yōu)惠券發(fā)放系統(tǒng)需要對(duì)優(yōu)惠券的類型、面額、使用條件和發(fā)放記錄進(jìn)行管理。優(yōu)惠券信息包括優(yōu)惠券編