安徽大学江淮学院《数据结构课程设计》2022-2023学年第一学期期末试卷

装订线装订线PAGE2第1页，共3页安徽大学江淮学院

《数据结构课程设计》2022-2023学年第一学期期末试卷院(系)_______班级_______学号_______姓名_______题号一二三四总分得分一、单选题（本大题共15个小题，每小题2分，共30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、在一个大顶堆中，若父节点的索引为i，则其左子节点的索引为？（）A.2i+1B.2iC.2i-1D.i/22、在一个分布式系统中，需要对各个节点的数据进行同步和合并。以下哪种数据结构适合用于表示和处理这种分布式的数据？（）A.树B.图C.链表D.数组3、设计一个基于蓝牙5.3的智能音箱，能够实现语音交互、音乐播放、智能家居控制等功能，音质清晰，响应迅速。4、设计一个数字通信系统中的载波同步电路，实现对接收信号载波频率和相位的准确同步，测试同步性能。5、设计一个太阳能充电控制器电路，能够对太阳能电池板的输出进行最大功率点跟踪（MPPT），并对蓄电池进行合理充电管理，给出电路原理和控制策略。6、在数据结构的实际应用中，根据不同的需求选择合适的数据结构非常重要。以下场景中，不适合使用链表的是（）A.需要频繁在表头或表尾进行插入和删除操作B.对数据的随机访问要求较高C.数据量不确定，需要动态分配内存D.存储空间有限，需要节省内存7、设计一个用于智能手机的充电管理电路，支持快充和普通充电模式，具备过压、过流和过热保护功能，阐述电路原理和芯片选型。8、设计一个无线通信模块加密电路，能够对无线通信数据进行加密，提高通信的安全性。9、设计一个基于模拟积分器和比较器的电压-频率转换器（VFC），分析其性能特点。10、设计一个集成电路工艺中蚀刻工艺的参数监测和控制系统，保证蚀刻质量。11、快速排序是一种高效的排序算法，具有较好的平均性能。以下关于快速排序的描述，错误的是：（）A.快速排序通过选择一个基准元素，将数组分为小于和大于基准元素的两部分，然后对这两部分分别递归排序B.快速排序在最坏情况下的时间复杂度为O(n^2)，但这种情况很少出现C.快速排序的空间复杂度主要取决于递归调用的栈空间，通常为O(logn)D.快速排序是一种稳定的排序算法，能够保证相同元素的相对顺序不变12、设计一个高通滤波器电路，截止频率为500Hz，通带波纹小于0.5dB，阻带衰减不小于30dB，输入信号频率范围为0-1kHz。13、设计一个基于STM32单片机的心率监测系统，能够实时采集人体心率数据，并通过蓝牙将数据传输到手机APP进行显示和分析。14、采用模拟电子技术设计一个函数信号发生器，能够产生正弦波、方波和三角波等常见信号，且频率和幅度可调。15、在一个字符串处理程序中，需要快速判断一个字符串是否是另一个字符串的子串。以下哪种算法和数据结构的组合可能是最有效的？（）A.暴力匹配算法，使用数组存储字符串B.KMP算法，基于有限自动机原理C.哈希算法，将字符串映射为哈希值D.二分查找算法，在有序字符串中查找二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）简述哈希表的哈希冲突解决方法中开放寻址法的其他变体及适用场景。2、（本题5分）在一个双向链表中，如何在指定位置插入一个新结点？3、（本题5分）对于一个用链表实现的队列，如何实现循环队列的功能，说明其优点和实现过程中的注意事项。三、综合题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）一个在线论坛需要管理帖子、回复、用户信息和板块分类等。设计一种数据结构来存储这些信息，支持帖子的发布、删除、查找和排序，回复的管理，用户信息的存储和权限设置，以及板块的分类和管理，并能够实现热门帖子和最新回复的展示。2、（本题5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）统计用户观看某类视频的次数；（3）更新用户的观看历史；（4）处理大量用户数据时，如何优化字典树的存储和查询效率。分析算法的时间复杂度和空间复杂度。3、（本题5分）某旅游公司的旅游线路管理系统需要存储旅游线路的信息，如线路编号、线路名称、行程安排、价格、成团人数等。系统要能够快速查找特定线路、按照价格对线路进行排序、新增旅游线路、修改线路信息、删除冷门线路。请设计合适的数据结构和算法，并给出代码实现和性能评估。4、（本题5分）某酒店的客房预订系统需要管理客房信息，包含客房编号、房型、价格、入住状态、预订客人姓名等。系统要支持快速查找特定客房、按照价格对客房进行排序、新增客房预订、取消预订以及修改客房的入住状态。请设计合理的数据结构和算法，并提供完整的代码实现和性能分析。5、（本题5分）某医院的病人管理系统需要存储病人的基本信息、病历、诊断结果和治疗方案等。请设计合适的数据结构来存储病人信息，实现病人信息的添加、删除、查找和修改操作，并能够根据病情严重程度对病人进行排序和优先处理。四、设计题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）设计一个数据结构和算法，用于管理一个城