湖北汽车工业学院科技学院《数据结构》2021-2022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页湖北汽车工业学院科技学院《数据结构》

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、设计一个模拟信号数字化系统的性能评估方案，包括量化误差、信噪比等指标的测量和分析。2、设计一个基于数字电路的交通信号灯控制系统，要求能够实现红、绿、黄三种灯的定时切换，并考虑特殊情况（如紧急车辆通行）的控制逻辑。3、设计一个射频电路中的滤波器性能优化方案，包括带宽、插入损耗和带外抑制等指标。4、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。5、考虑到一个数据库系统的索引结构，为了能够快速地进行范围查询和随机访问，同时保持较好的空间利用率和插入、删除性能，以下哪种数据结构可能会被采用？（）A.B+树B.红黑树C.AVL树D.字典树6、利用射频技术设计一个无线传感器网络的网关设备，实现传感器节点与上位机之间的数据通信和协议转换。7、设计一个数字鉴相器，能够测量两个高频信号的相位差，精度达到0.1度，给出电路结构和工作原理。8、设计一个基于模拟开关的音频切换系统，实现多个音频输入源的选择切换和输出。9、当处理字符串操作时，KMP（Knuth-Morris-Pratt）算法用于字符串匹配。假设要在一个长文本中查找一个短模式串，以下关于KMP算法的优势，哪个是正确的（）A.减少不必要的字符比较B.不需要预处理模式串C.适用于所有类型的字符串D.以上都不对10、设计一个基于数字图像处理的目标跟踪系统，能够在视频中实时跟踪特定目标的运动轨迹。11、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。12、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。13、线段树是一种用于处理区间查询和更新的数据结构。关于线段树的应用，以下描述哪一项是不正确的？（）A.可以用于快速计算数组某一区间的和、最大值、最小值等B.对于频繁的区间更新操作，线段树能够高效地处理C.线段树的构建和查询操作的时间复杂度均为O(logn)D.线段树只能用于处理数值类型的数据，不能处理其他类型的数据14、设计一个基于光电传感器的自动门控制系统，当有人靠近时自动开门，一段时间后自动关门。15、对于一个有序数组，使用二分查找算法查找一个特定元素。假设数组为[1,3,5,7,9,11,13]，要查找元素7，以下关于查找过程的描述，哪个是正确的？（）A.每次都将数组分成两等份进行比较B.先比较中间元素，如果大于中间元素则在右半部分查找，否则在左半部分查找C.从数组的第一个元素开始依次比较D.随机选择数组中的元素进行比较16、设计一个基于单片机的智能车库门控制系统，能够实现车库门的自动开关、远程控制和防夹保护功能。17、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。18、根据通信原理，设计一个卫星通信车载终端的收发系统，能够在移动中保持稳定的通信连接。19、设计一个数字电压表电流表电路，能够同时测量直流电压和电流，电压测量范围为0V到100V，电流测量范围为0A到1A，精度为±0.1V和±0.01A。20、设计一个太阳能路灯控制器电路，能够根据环境光照强度自动控制路灯的开关，并且具有过充过放保护功能。21、在图的最短路径问题中，Dijkstra算法是一种常用的算法。以下关于Dijkstra算法的描述中，不正确的是（）A.该算法适用于有向图和无向图B.算法从起始顶点开始，逐步计算到其他顶点的最短路径C.算法通过不断更新顶点的距离值来找到最短路径D.算法的时间复杂度为O(n^2)，其中n是顶点的数量22、设计一个音频均衡器电路，能够对输入的音频信号进行不同频段的增益调节，以改善音频质量。23、设计一个基于运放的差分放大器电路，增益为50倍，共模抑制比不小于100dB，输入阻抗不小于100kΩ。24、字符串匹配是一个常见的问题，KMP算法是一种高效的字符串匹配算法。假设主串为"ABABDABACDABABCABAB"，模式串为"ABABCABAB"，使用KMP算法进行匹配，以下关于匹配过程的描述，哪个是正确的？（）A.不需要回溯主串指针B.每次匹配失败都回溯主串指针到起始位置C.只回溯模式串指针，不回溯主串指针D.同时回溯主串指针和模式串指针25、队列可以用于实现广度优先遍历算法。在广度优先遍历中，以下关于队列的使用描述错误的是（）A.从起始节点开始，将其入队B.每次取出队头节点，并将其未访问的邻接节点入队C.直到队列为空，遍历结束D.队列中的节点顺序与遍历顺序无关二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）解释如何判断一个图是否为二部图，给出相应的算法和代码实现。2、（本题5分）论述跳表在内存受限环境下的优化方法和策略。3、（本题5分）在一个具有n个元素的链表中，如何实现链表的反转操作，给出算法步骤和时间复杂度分析。4、（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。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）使用双向链表和迪杰斯特拉算法，设计一个程序，为一个城市的垃圾回收路线进行规划，使运输成本最低。2、（本题5分）设计一个程序，实现对二叉搜索树的先序遍历的非递归实现，展示遍历结果。3、（本题5分）分析在字符串匹配中，处理多语言字符集匹配问题的设计方案。4、（本题5分）设计一个算法，在一个二叉搜索树中删除指定值的节点，并保持二叉搜索树的性质。5、（本题5分）设计一个程序，使用链表实现栈的功能，模拟浏览器的前进和后退操作。四、综合题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）某在线电影票务系统需要处理影片信息、场次安排、座位预订和票房统计。设计合适的数据结构和算法，实现票务销售的高效管理。2、（本题10分）某在线学习平台需要管理课程的章节和学生的学习进度，课程章节包括章节ID、章节名称、课程ID、内容，学习进度包括学生ID、章节ID、学习时间、完成状态。设计数据结构来存储这些