安徽大学《数据可视化》2022-2023学年第一学期期末试卷

学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号…………密…………封…………线…………内…………不…………要…………答…………题…………第1页，共3页安徽大学

《数据可视化》2022-2023学年第一学期期末试卷题号一二三四总分得分批阅人一、单选题（本大题共25个小题，每小题1分，共25分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．）1、栈是一种特殊的线性表，其操作遵循后进先出的原则。在实际应用中，栈有着广泛的用途。以下关于栈的叙述中，不正确的是（）A.栈可以用于表达式求值B.栈可以用来实现递归函数的调用C.栈的存储结构只能是顺序存储D.栈顶元素是最后入栈的元素，也是最先出栈的元素2、在数据结构的应用中，图算法有着广泛的用途。假设我们正在使用图算法解决问题。以下关于图算法的描述，哪一项是不准确的？（）A.最短路径算法（如Dijkstra算法和Floyd算法）可以用于求解图中两点之间的最短路径B.最小生成树算法（如Prim算法和Kruskal算法）可以用于构建图的最小代价连通子图C.拓扑排序算法可以用于判断一个有向图是否存在环D.所有的图算法的时间复杂度都相同，与图的类型和规模无关3、在数据结构的应用中，栈可以用于表达式求值。以下关于栈在表达式求值中的应用，说法不正确的是（）A.可以将中缀表达式转换为后缀表达式，然后利用栈进行求值B.栈可以保存操作数和运算符，按照运算规则进行计算C.对于复杂的表达式，栈的使用可以简化求值过程D.栈在表达式求值中只能用于中缀表达式，不能用于后缀表达式4、设计一个基于传感器的智能火灾报警系统，能够实时监测环境中的烟雾浓度和温度，当达到报警阈值时发出声光报警信号。5、设计一个LED调光电路，能够调节LED灯的亮度，调光范围为0%到100%，并且具有记忆功能。6、设计一个基于DSP的图像压缩系统，能够对彩色图像进行有损压缩，压缩比达到10:1，阐述算法原理和代码实现。7、假设正在实现一个电话号码簿程序，需要快速根据姓名查找对应的电话号码。以下哪种数据结构和算法的组合可能是最有效的？（）A.二叉搜索树，进行姓名查找B.冒泡排序后的数组，顺序查找C.哈希表，直接定位电话号码D.插入排序后的数组，二分查找8、设计一个低通椭圆滤波器电路，截止频率为1kHz，通带波纹小于0.5dB，阻带衰减不小于60dB，输入信号频率范围为0-5kHz。9、在链表这种数据结构中，节点通过指针相互连接。假设需要频繁地在链表的头部或中间插入和删除元素。以下哪种链表结构可能是最合适的选择（）A.单向链表B.双向链表C.循环链表D.静态链表10、设计一个基于音频功率放大器的舞台音响系统，输出功率不小于500W，具备音效调节功能。11、假设正在开发一个文本编辑软件，需要能够快速地对输入的文本进行插入、删除和查找操作。同时，要能够高效地实现文本的回退和重做功能。为了满足这些需求，以下哪种数据结构可能是最优的选择？（）A.顺序表，存储文本数据，操作简单直接B.双向链表，方便在任意位置进行插入和删除C.栈，用于实现回退和重做功能D.散列表，快速查找文本中的特定字符或字符串12、对于一个具有n个元素的有序数组，采用二分查找算法查找一个特定元素，其最坏情况下的比较次数为（）A.log₂nB.nC.n/2D.log₂n-113、设计一个智能水质监测系统，能够实时监测水质参数如pH值、溶解氧等，并进行数据传输和分析，阐述系统的硬件架构和软件功能。14、设计一个基于单片机的水位控制系统，能够自动控制水泵的启停，保持水位在设定范围内。15、利用数字逻辑电路设计一个自动售货机的控制系统，能够实现货币识别、商品选择和找零功能。16、根据传感器技术，设计一个用于环境监测的空气质量检测系统，能够检测多种污染物的浓度。17、考虑到一个文件系统的目录结构管理，需要快速查找、插入和删除文件和文件夹，并能够方便地遍历整个目录层次。以下哪种数据结构适合用于实现文件系统的目录结构？（）A.三叉树B.四叉树C.N叉树D.线段树18、假设正在设计一个公交换乘系统，需要存储各个公交站点之间的线路和换乘信息，并且能够快速规划出最优的换乘路线。以下哪种数据结构和算法可能是最有用的？（）A.图结构，结合迪杰斯特拉算法求解最短路径B.树结构，通过深度优先搜索规划路线C.链表，顺序存储换乘信息D.哈希表，快速查找站点之间的连接19、设计一个音频放大器扩展电路，能够增加放大器的输出功率和音质，并且具有失真检测功能。20、字符串在计算机程序中经常被处理。假设我们正在对两个字符串进行操作。以下关于字符串的描述，哪一项是不准确的？（）A.字符串的存储方式可以是字符数组或字符指针B.字符串的比较可以通过逐个字符比较来实现C.字符串的常见操作包括查找、替换、拼接等，它们的时间复杂度通常与字符串的长度成正比D.所有的字符串操作算法的时间复杂度都是最优的，无法进一步优化21、设计一个基于单片机的步进电机控制系统，能够实现正反转、调速和定位控制功能。22、设计一个基于光电二极管的光强度测量系统，能够实时测量环境光的强度，并将数据进行显示和存储。23、链表是一种常见的链式存储结构。对于单链表，以下关于其特点的描述，错误的是（）A.插入和删除操作不需要移动大量元素，只需修改指针B.可以方便地实现随机访问，时间复杂度为O(1)C.存储空间不必连续，便于动态分配D.查找某一特定位置的元素，需要从头开始遍历，时间复杂度为O(n)24、设计一个基于555定时器的脉冲发生器电路，能够产生频率在1Hz-100kHz范围内可调，占空比在10%-90%范围内可调的矩形脉冲。25、设计一个数字图像处理中图像特征提取和分类系统，分析特征的有效性和分类准确率。二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）论述在二叉搜索树的迭代器实现中，如何按照中序遍历的顺序访问节点。2、（本题5分）详细论述在利用二叉树进行先序线索化的过程中，如何建立线索和遍历线索二叉树，并给出相应的算法步骤和代码示例。3、（本题5分）对于一个具有n个元素的数组，如何使用快速排序算法进行原地排序？4、（本题5分）详细阐述桶排序在处理大规模数据时的优化策略。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）构建一个算法，在一个有向图中找出所有顶点的可达集。2、（本题5分）设计一个数据结构和算法，模拟一个酒店的客房服务需求信息管理系统，能够及时处理客人的服务请求。3、（本题5分）实现一个算法，计算无向图的连通分量数量，并输出每个连通分量的节点。4、（本题5分）研究线段树在处理动态插入和删除区间时的困难，提出解决方案。5、（本题5分）设计一个算法，对一个二叉排序树进行中序遍历的非递归实现。四、综合题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）某电商平台的优惠券管理系统需要存储优惠券信息，如优惠券编号、优惠金额、使用条件、有效期等。系统要能够快速查找特定优惠券、按照优惠金额对优惠券进行排序、发放优惠券、使用优惠券以及删除过期优惠券。请选择恰当的数据结构，并详细阐述实现这些功能的算法和代码，以及性能考量。2、（本题10分）一个视频网站需要对用户的观看历史和偏好进行分析，以提供个性化的推荐。用户的观看历史以字典树的形式存储。请设计算法实现以下功能：（1）根据用户的观看历史推荐相关视频；（2）统计用户观看某类