東南大學(xué)成賢學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)綜合實踐》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)綜合實踐》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個小題，每小題1分，共20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、設(shè)計一個數(shù)字信號處理中窗函數(shù)的選擇和應(yīng)用方案，分析不同窗函數(shù)對信號處理結(jié)果的影響。2、若要在一個鏈表中刪除一個指定節(jié)點，以下哪個操作是必須先完成的？（）A.找到要刪除節(jié)點的前一個節(jié)點B.找到要刪除節(jié)點的后一個節(jié)點C.釋放要刪除節(jié)點所占用的存儲空間D.更新鏈表的頭指針3、設(shè)計一個基于DSP的圖像去噪系統(tǒng)，能夠去除圖像中的高斯噪聲和椒鹽噪聲，闡述算法原理和代碼實現(xiàn)。4、運用通信網(wǎng)絡(luò)原理，設(shè)計一個物流配送中心的貨物跟蹤系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)方案，實時掌握貨物位置和狀態(tài)。5、設(shè)計一個基于LoRaWAN的物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備，實現(xiàn)低功耗遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸，給出硬件架構(gòu)和軟件流程。6、設(shè)計一個光通信中的摻鉺光纖放大器（EDFA）驅(qū)動電路，實現(xiàn)對EDFA的穩(wěn)定驅(qū)動和增益控制。7、設(shè)計一個基于ADC和微控制器的風(fēng)速風(fēng)向測量系統(tǒng)，能夠同時測量風(fēng)速和風(fēng)向，并實時顯示。8、設(shè)計一個基于FPGA的圖像邊緣檢測系統(tǒng)，能夠?qū)斎氲幕叶葓D像進(jìn)行邊緣檢測，并輸出邊緣圖像。9、設(shè)計一個射頻識別（RFID）系統(tǒng)的讀寫器，能夠準(zhǔn)確讀取和寫入標(biāo)簽信息，考慮防碰撞算法的實現(xiàn)。10、設(shè)計一個太陽能熱水器控制器，能夠自動控制水溫、水位和上水，描述電路原理和控制策略。11、設(shè)計一個5V轉(zhuǎn)1.8V的DC-DC降壓轉(zhuǎn)換器，輸出電流不小于1A，效率達(dá)到90%以上，給出原理圖和元件選型。12、對于一個用數(shù)組實現(xiàn)的隊列，當(dāng)rear指針達(dá)到數(shù)組末尾時，為了實現(xiàn)循環(huán)隊列，需要進(jìn)行什么樣的操作？（）A.rear指針重新指向數(shù)組開頭B.擴(kuò)大數(shù)組容量C.停止入隊操作D.以上都不對13、對于一個棧，進(jìn)行入棧和出棧操作時，如果棧頂指針top初始值為-1，當(dāng)進(jìn)行了一系列操作后，top的值為0，此時棧的狀態(tài)是？（）A.棧為空B.棧中只有一個元素C.棧已滿D.棧出錯14、在有向圖中，拓?fù)渑判蚴且环N重要的操作。拓?fù)渑判蛴糜趯⒂邢驘o環(huán)圖中的頂點排成一個線性序列，使得對于圖中的每條有向邊(u,v)，頂點u在序列中都排在頂點v之前。以下關(guān)于拓?fù)渑判虻拿枋?，錯誤的是：（）A.拓?fù)渑判虻慕Y(jié)果可能不唯一B.有向有環(huán)圖也可以進(jìn)行拓?fù)渑判駽.可以使用深度優(yōu)先搜索或廣度優(yōu)先搜索來實現(xiàn)拓?fù)渑判駾.拓?fù)渑判虺Ｓ糜谌蝿?wù)調(diào)度等問題15、對于一個需要快速判斷兩個字符串是否相似（例如編輯距離較?。┑臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)問題。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法的結(jié)合可能是有效的？（）A.哈希表和字符串比較B.后綴樹和字符串匹配C.二叉搜索樹和字符串遍歷D.堆和字符串排序16、在一個哈希表中，解決沖突的方法有多種，以下哪種方法在處理沖突時可能會導(dǎo)致“二次聚集”現(xiàn)象？（）A.線性探測法B.鏈地址法C.再哈希法D.建立公共溢出區(qū)17、在排序算法的比較中，穩(wěn)定性是一個重要的特性。以下關(guān)于排序算法穩(wěn)定性的描述，錯誤的是（）A.穩(wěn)定的排序算法在排序過程中不會改變相同元素的相對順序B.冒泡排序、插入排序和歸并排序是穩(wěn)定的排序算法C.選擇排序和快速排序是不穩(wěn)定的排序算法D.排序算法的穩(wěn)定性對于所有應(yīng)用都是至關(guān)重要的，不穩(wěn)定的算法不能使用18、設(shè)計一個基于藍(lán)牙的無線鍵盤，能夠與計算機(jī)或移動設(shè)備進(jìn)行無線連接，實現(xiàn)按鍵輸入功能。19、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化中，有多種方法可以提高性能。假設(shè)我們正在優(yōu)化一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。以下關(guān)于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的描述，哪一項是不準(zhǔn)確的？（）A.選擇合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法是優(yōu)化的基礎(chǔ)B.利用緩存局部性原理可以提高數(shù)據(jù)訪問的效率C.過度的優(yōu)化可能會導(dǎo)致代碼的復(fù)雜性增加，反而降低了可維護(hù)性D.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化只需要考慮時間復(fù)雜度的降低，空間復(fù)雜度可以忽略20、使用單片機(jī)設(shè)計一個智能空氣質(zhì)量監(jiān)測儀，能夠檢測多種污染物濃度并顯示，當(dāng)空氣質(zhì)量超標(biāo)時進(jìn)行報警。二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）解釋如何使用跳表實現(xiàn)有序集合的插入、刪除和查找操作，分析其時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。2、（本題5分）論述圖的存儲結(jié)構(gòu)（鄰接矩陣、鄰接表等）的特點和適用場景，以及它們在遍歷算法中的差異。3、（本題5分）在一個二叉樹中，如何實現(xiàn)層序遍歷的非遞歸實現(xiàn)？4、（本題5分）解釋如何判斷一個圖是否為連通圖，給出至少兩種方法和實現(xiàn)步驟。5、（本題5分）論述AVL樹在空間利用效率方面的特點和優(yōu)化方法。三、設(shè)計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計一個算法，在一個帶權(quán)有向圖中找出經(jīng)過指定頂點次數(shù)不超過k的最短路徑。2、（本題5分）設(shè)計一個程序，將給定的無序數(shù)組構(gòu)建為一個最小堆，輸出構(gòu)建后的堆。3、（本題5分）設(shè)計線段樹的區(qū)間更新和查詢算法，處理復(fù)雜的區(qū)間操作需求。4、（本題5分）設(shè)計一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，用于管理一個圖書館的讀者借閱權(quán)限分級系統(tǒng)，根據(jù)讀者類型設(shè)定不同借閱權(quán)限。5、（本題5分）設(shè)計一個程序，使用深度優(yōu)先搜索算法計算給定有向圖的強(qiáng)連通分量個數(shù)，并輸出個數(shù)。四、綜合題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）某金融機(jī)構(gòu)需要對客戶的交易記錄進(jìn)行分析，以檢測異常交易行為。交易記錄包括交易時間、金額、交易類型等。設(shè)計合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，能夠快速地篩選出異常交易，并進(jìn)行風(fēng)險評估。2、（本題10分）某公司的文檔管理系統(tǒng)需要存儲各類文檔，包括文檔名稱、作者、創(chuàng)建時間、修改時間、文檔內(nèi)容等信息。請設(shè)計合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來高效地存儲和檢索這些文檔，支持按作者、創(chuàng)建時間、文檔類型等條件進(jìn)行快速查詢，并能方便地進(jìn)行文檔的添加、刪除和修改操作。3、（本題10分）一個電影