北京化工大学《数据结构实验》2021-2022学年第一学期期末试卷

站名：站名：年级专业：姓名：学号：凡年级专业、姓名、学号错写、漏写或字迹不清者，成绩按零分记。…………密………………封………………线…………第1页，共1页北京化工大学

《数据结构实验》2021-2022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20个小题，每小题2分，共40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、设计一个基于FPGA的图像缩放系统，能够对输入图像进行任意比例的缩放，说明算法原理和硬件实现。2、设计一个基于FPGA的视频图像处理系统，能够实现图像缩放、旋转、灰度化等基本操作。3、设计一个数字温度计液位计智能监测电路，能够自动监测温度和液位的变化，并给出预警提示。4、在一个需要对大量数据进行去重操作的数据处理任务中，以下哪种数据结构可以有效地帮助实现这个功能？（）A.集合B.树C.链表D.队列5、设计一个太阳能路灯控制器智能管理与节能优化电路，能够实现路灯的智能管理和节能优化，提高能源利用效率。6、在一个具有n个节点的二叉树中，若每个节点的度均不超过2，则该二叉树中叶子节点的数量至少为：（）A.n/2B.(n+1)/2C.n-1D.n7、设计一个基于单片机的智能小车控制系统，能够实现小车的自动避障、循迹和远程控制功能。8、设计一个基于数字信号处理的语音合成系统，能够将文本转换为自然流畅的语音。9、已知一个栈的进栈序列为1，2，3，4，5。则下列序列中，不可能是出栈序列的是：（）A.5，4，3，2，1B.4，5，3，2，1C.4，3，5，1，2D.1，2，3，4，510、设计一个数字信号发生器电路，能够产生不同类型的数字信号，如脉冲信号、方波信号、正弦波信号等，信号频率和幅度可调节。11、AVL树是一种平衡二叉搜索树。关于AVL树的特点，以下描述哪一项是不正确的？（）A.AVL树通过旋转操作来保持树的平衡，左右子树的高度差不超过1B.在AVL树中进行插入和删除操作后，需要通过调整来恢复平衡，时间复杂度为O(logn)C.AVL树的查找效率在最坏情况下也能保证为O(logn)D.AVL树的空间复杂度比普通二叉搜索树高，不适合存储大量数据12、在数据结构的选择中，需要考虑时间复杂度、空间复杂度和操作的便捷性等因素。以下情况中，优先选择数组而不是链表的是（）A.频繁进行插入和删除操作B.事先不知道数据的规模大小C.需要快速随机访问元素D.内存空间有限13、利用数字逻辑电路设计一个数字时钟分频器，将输入时钟信号分频为不同频率的输出信号。14、使用单片机设计一个智能空气质量监测仪，能够检测多种污染物浓度并显示，当空气质量超标时进行报警。15、设计一个基于PLC的自动化生产线控制系统，能够实现对生产线上多个设备的顺序控制、逻辑控制和故障报警功能。16、设计一个音频滤波器参数优化电路，能够根据输入音频信号的特点自动优化滤波器的参数，提高音频质量。17、设计一个温度报警器电路，当环境温度超过设定值时，发出声光报警信号，报警温度可设置。18、运用通信网络原理，设计一个企业数据中心的网络布线方案，确保高速、可靠的数据传输。19、设计一个基于D/A转换器的三角波信号发生器电路，输出频率范围为100Hz-1kHz，幅度可调。20、设计一个基于运算放大器的求和放大器电路，能够实现多个输入信号的加权求和。二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）什么是二叉搜索树的删除操作的非递归实现？请描述其实现过程。2、（本题5分）比较快速排序和选择排序在最坏情况下的元素交换次数。3、（本题5分）在一个具有n个元素的有序链表中，如何删除所有值重复的节点，只保留一个，给出算法思路和时间复杂度分析。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）设计一个算法，利用链表实现一个队列，模拟银行叫号系统的排队情况。2、（本题5分）设计一个基于红黑树的数据结构，实现插入、删除和查找操作。3、（本题5分）设计一个程序，使用选择排序算法对给定的浮点数数组进行排序，输出排序后的数组。4、（本题5分）设计一个程序，使用栈将十进制数转换为八进制数，并输出转换结果。5、（本题5分）设计一个数据结构和算法，模拟一个健身房的会员管理系统，能够存储会员信息、健身课程预约情况等，实现会员注册、课程预约和消费记录功能。四、综合题（本大题共2个小题，共20分)1、（本题10分）某音乐播放平台需要管理大量的音乐文件信息，包括歌曲ID、歌曲名称、歌手、专辑、播放次数、下载次数等。设计数据结构来存储这些音乐信息，能够快速查找特定歌曲、按照歌手或专辑分类、更新播放和下载次数，并统计热门歌曲。2、（本题10分）某医院的药品库存管理系统需