湖北工程学院新技术学院《数据结构》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页湖北工程学院新技术学院《数据结构》

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15个小题，每小题1分，共15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、根据数字信号处理知识，设计一个音频回声消除系统，消除语音通信中的回声干扰。2、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3、在数组实现的顺序队列中，front指针指向队头元素，rear指针指向队尾元素的下一个位置。假设队列的最大容量为10，初始时front=rear=0。进行了5次入队操作和3次出队操作后，队列中的元素个数是多少？（）A.2B.3C.5D.84、设计一个基于单片机的电子秤系统，能够测量物体的重量，并具有去皮、计价等功能。5、设计一个基于单片机的水质监测系统，能够监测水的温度、酸碱度、溶解氧等参数。6、设计一个图像处理中的边缘检测算法，并在实际图像上进行测试和优化，分析算法的复杂度和准确性。7、设计一个基于STM32的智能手环，能够监测心率、血压、运动步数等健康数据，并通过蓝牙与手机进行数据同步。8、设计一个基于ADC和微控制器的光照强度测量系统，能够测量0-10000lux的光照强度，精度达到1lux。9、当处理一个动态增长和收缩的数据集合时，例如一个不断有元素插入和删除的集合，以下哪种数据结构在空间利用和操作效率上可能表现更优（）A.数组B.链表C.哈希表D.二叉搜索树10、基于通信原理设计一个数字通信系统，包括信源编码、信道编码、调制解调等模块，给出系统性能评估。11、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。12、设计一个基于单片机的太阳能充电控制器，能够实现对太阳能电池板的最大功率跟踪和蓄电池的充电管理。13、设计一个简单的锂电池充电管理系统，能够对锂电池进行恒流恒压充电，充电终止电压为4.2V，充电电流可调节。14、根据电子电路原理，设计一个用于太阳能发电系统的最大功率点跟踪（MPPT）控制器，提高太阳能的利用效率。15、设计一个基于ZigBee技术的智能农业环境监测系统，能够实时监测土壤湿度、温度、酸碱度等参数。二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）详细解释在一个具有n个顶点的无向图中，如何使用广度优先搜索算法计算图的连通分量个数，并分析其时间复杂度。2、（本题5分）解释二叉搜索树的概念和特点，分析其查找、插入和删除操作的时间复杂度，并讨论如何保持其平衡性。3、（本题5分）详细说明在一个具有n个顶点和e条边的无向图中，如何使用深度优先搜索算法判断图是否连通，并分析其时间复杂度。4、（本题5分）解释如何判断一个二叉树是否为对称二叉树，给出算法步骤和代码实现。三、综合题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）一个在线音乐平台需要管理大量的音乐文件信息，包括歌曲名称、歌手、专辑、时长、播放次数等。设计一种数据结构来存储音乐文件信息，支持快速查找、排序和更新歌曲信息，并能够统计歌手的歌曲播放总次数和热门歌曲排行榜。2、（本题5分）某在线论坛需要对帖子和回复进行管理。帖子和回复以双向链表的形式存储。请设计算法实现以下功能：（1）按照发布时间顺序输出帖子和回复；（2）将热门帖子置顶；（3）删除某个违规的帖子或回复；（4）统计每个帖子的回复数量。分析算法的时间复杂度和空间复杂度。3、（本题5分）在一个在线招聘系统中，需要管理企业招聘信息、求职者简历、面试安排和录用结果等。设计一种数据结构来存储这些信息，支持企业招聘信息的发布和更新，求职者简历的投递和筛选，面试的安排和记录，以及录用结果的通知，并能够实现人才库的建立和智能匹配推荐。4、（本题5分）一个在线音乐制作平台需要管理音乐项目、音轨、乐器和效果器等信息。设计一种数据结构来存储这些信息，支持音乐项目的创建和编辑，音轨的添加、删除和调整，乐器和效果器的选择和应用，并能够实时保存和恢复项目进度。5、（本题5分）一个在线点餐系统需要管理菜品信息、菜单、用户订单和支付信息等。设计一种数据结构来存储这些信息，支持菜品的添加、删除和修改，菜单的生成，用户订单的处理和支付信息的记录，并能够快速处理高峰时段的大量订单和优化配送路线。四、设计题（本大题共4个小题，共40分)1、（本题10分）设计一个程序，构建一个大顶堆或小顶堆，并实现堆排序算法，对一组随机数进行排序。2、（本题10分）基于字典树结构，设计一个程序，用于快速查找和统计文本中出现的不同单词及其频率。