北京石油化工学院《数据结构与算法》2022-2023学年第一学期期末试卷

自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密封线第1页，共3页北京石油化工学院《数据结构与算法》

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、设计一个无线通信衰落信道的模拟模型，能够产生不同类型的衰落信号，用于系统性能测试。2、运用集成电路设计方法，设计一款用于电动汽车的电池管理芯片，具备电池状态监测、充电控制和均衡功能。3、设计一个带通椭圆滤波器电路，中心频率为1kHz，带宽为200Hz，通带波纹小于0.3dB，阻带衰减不小于60dB，输入信号频率范围为0-2kHz。4、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。5、栈是一种特殊的线性表，遵循特定的操作原则。以下关于栈的描述，不准确的是：（）A.栈的操作遵循后进先出（LIFO）原则，即最后入栈的元素最先出栈B.可以用数组或链表来实现栈，常见的操作有入栈、出栈和获取栈顶元素C.栈在函数调用、表达式求值、括号匹配等场景中有广泛应用D.栈的大小是无限的，可以随意入栈元素，不需要考虑栈满的情况6、设计一个简单的数字时钟电路，要求能够显示小时、分钟和秒，并且具有设置时间和闹钟功能。7、设计一个数字移相器，能够实现0至180度的连续相移，相移精度为0.1度，给出电路结构和控制方法。8、设计一个基于单片机的智能路灯控制系统，能够根据环境光照强度自动调节路灯的亮度，实现节能控制。9、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。10、设计一个程控滤波器，带宽和中心频率可程控调节，给出电路实现和控制逻辑。11、设计一个卫星导航系统中的多星座融合定位算法，评估定位精度的提升效果。12、设计一个太阳能路灯控制器，能够根据环境光强自动控制路灯的开关和亮度，描述电路原理和控制策略。13、设计一个基于单片机的智能灌溉控制器，能够根据土壤湿度和作物需水规律自动控制灌溉水量和时间。14、插入排序也是一种基本的排序算法。对于插入排序的特点和性能，以下描述错误的是（）A.插入排序将待排序元素插入到已排序序列的合适位置B.插入排序在平均情况下的时间复杂度为O(n^2)C.插入排序在数据基本有序时性能较好D.插入排序是一种不稳定的排序算法15、在一个编译器的符号表管理中，需要快速插入、查找和更新变量、函数等符号的信息。为了实现高效的符号表操作，以下哪种数据结构通常会被选用？（）A.哈希表B.二叉搜索树C.平衡二叉树D.链表二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）论述AVL树在进行旋转操作时，如何保持二叉搜索树的性质和中序遍历的顺序不变。2、（本题5分）论述哈夫曼树的构建过程及其在数据压缩中的应用原理，说明为什么哈夫曼编码能够实现高效压缩。3、（本题5分）详细阐述如何使用堆排序算法对一个具有n个元素的数组进行排序，分析其稳定性和时间复杂度。三、综合题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）某物流企业的货物跟踪系统需要记录货物的发货地、收货地、运输路径、当前位置、预计到达时间等信息。设计数据结构来实时更新货物运输状态，支持按发货地、收货地等条件进行查询，能够及时处理运输过程中的异常情况。2、（本题5分）某电商平台需要对商品进行分类管理，并支持快速查询和更新商品信息。请设计合适的数据结构来存储商品分类信息，包括分类名称、编号、父分类等，并实现添加、删除、查找和修改分类的操作。同时，考虑如何优化数据结构以提高操作的效率。3、（本题5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。4、（本题5分）某网约车平台需要根据乘客的出发地和目的地，快速匹配附近的司机。设计合适的数据结构和算法，实现高效的订单匹配和行程规划。5、（本题5分）在一个在线考试培训系统中，需要管理课程资料、练习题、模拟考试和学员成绩等。设计一种数据结构来存储这些信息，支持课程资料的上传和更新，练习题和模拟考试的生成和批改，学员成绩的统计和分析，并能够根据学员的学习情况进行针对性的辅导和建议。四、设计题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）设计一个程序，利用数组实现快速排序的随机化版本