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

2021-2022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批阅人一、单选题（本大题共20个小题，每小题1分，共20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、设计一个光耦隔离的数字输入输出模块，实现与外部设备的电气隔离通信，给出电路参数和应用示例。2、设计一个数字通信系统中的同步电路，包括位同步、帧同步和网同步模块，测试其同步性能。3、插入排序在小规模数据时性能较好。以下关于插入排序的描述，正确的是（）A.对于近乎有序的数组，效率很高B.最坏情况下的时间复杂度为O(nlogn)C.平均情况下的时间复杂度为O(n^2)D.是一种空间复杂度较高的排序算法4、设计一个基于555定时器的脉冲发生器，输出脉冲频率和占空比可调，说明电路原理和调试要点。5、设计一个数字图像处理中的图像压缩质量评估系统，包括客观和主观评估指标的测量。6、在一个大小为n的数组中，使用二分查找算法查找一个特定元素，其时间复杂度为？（）A.O(n)B.O(logn)C.O(nlogn)D.O(n^2)7、设计一个基于PLC的污水处理控制系统，实现对污水处理过程中的液位、流量、水质等参数的监测和控制。8、在图的算法中，最小生成树算法用于构建连通图的最小代价生成树，以下关于最小生成树算法的描述，正确的是：（）A.Prim算法和Kruskal算法都能得到图的最小生成树，但算法思想不同B.Prim算法从图中的任意一个节点开始构建生成树，Kruskal算法则从边的集合开始C.最小生成树的权值之和是唯一确定的，与算法的选择无关D.对于稠密图，Kruskal算法的效率高于Prim算法；对于稀疏图，Prim算法更优9、设计一个基于单片机的温度控制系统，能够实时监测环境温度，并通过控制加热或制冷设备将温度稳定在设定值的±1℃范围内。10、哈希表是一种通过哈希函数实现快速查找的数据结构。以下关于哈希表的叙述中，错误的是（）A.哈希函数的设计直接影响哈希表的性能B.哈希冲突可以通过开放地址法或链地址法解决C.哈希表的查找时间复杂度为O(1)，在任何情况下都是最优的D.哈希表在装填因子较小时，性能较好11、设计一个用于音频放大器的反馈网络，提高放大器的稳定性和性能，给出反馈类型选择和参数计算。12、队列可以用于实现广度优先搜索算法。对于队列在广度优先搜索中的应用，以下描述哪一项是不正确的？（）A.从起始节点开始，将其加入队列，然后依次处理队列中的节点B.对于每个节点，将其未访问过的邻接节点加入队列C.队列中的节点按照加入的先后顺序进行处理，保证了广度优先的搜索顺序D.在搜索过程中，不需要标记已访问的节点，因为队列可以自动避免重复访问13、并查集是一种用于处理集合合并和查询的数据结构。对于并查集的操作，以下描述哪一项是不正确的？（）A.可以快速判断两个元素是否属于同一个集合B.合并两个集合的操作时间复杂度为O(n)，其中n是集合中的元素数量C.通过路径压缩和按秩合并等优化方法可以提高并查集的效率D.并查集常用于解决图的连通性问题和动态集合管理问题14、设计一个基于蓝牙低能耗（BLE）技术的智能手环通信系统，实现与手机的数据交互和健康监测功能。15、设计一个直流无刷电机控制系统，能够实现电机的正反转、调速和位置控制，包括驱动电路和控制策略。16、在数据结构中，树的遍历方式有多种，以下关于树的遍历方式的描述，错误的是：（）A.前序遍历先访问根节点，然后递归遍历左子树和右子树B.中序遍历先递归遍历左子树，然后访问根节点，最后递归遍历右子树C.后序遍历先递归遍历左子树和右子树，最后访问根节点D.无论采用哪种遍历方式，对同一棵树得到的节点访问顺序都是相同的17、设计一个通信系统复用设备，能够实现时分复用、频分复用或波分复用功能，分析复用效率和资源利用率。18、设计一个音频功率放大器的保护电路，包括过流保护、过热保护和短路保护，给出电路结构和工作原理。19、设计一个基于蓝牙Mesh技术的智能照明控制系统，实现对多个灯具的分组控制和场景切换。20、设计一个基于Zigbee和蓝牙的融合通信系统，实现不同设备之间的无缝通信，描述系统的硬件架构和通信协议。二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）解释如何判断一个字符串是否为回文，给出算法步骤和实现代码，并分析其时间复杂度。2、（本题5分）详细说明如何在一个有序链表中合并两个有序链表，保持合并后的链表有序。3、（本题5分）详细解释图的深度优先遍历和广度优先遍历算法的基本思想，分析它们的时间复杂度和空间复杂度。4、（本题5分）详细论述在利用二叉搜索树进行删除操作时，若删除的节点有两个子节点，如何选择替代节点并保持树的性质。5、（本题5分）解释什么是字典树（Trie树）数据结构，说明其特点和应用场景，并阐述如何进行插入和查找操作。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）优化图的存储结构，减少空间占用并提高访问效率，设计对比实验。2、（本题5分）设计一个基于哈希表的集合数据结构，实现集合的并、交、差运算。3、（本题5分）设计一个数据结构，用于存储电商平台商家的销售数据，包括销售额、销售量等，支持数据的分析和统计。4、（本题5分）给定一个整数数组，设计算法找出其中连续子数组的最大乘积。5、（本题5分）设计一个程序，使用贝尔曼-福特算法求解给定有向带权图中某一顶点到其他顶点的最短路径。四、综合题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）某在线招聘平台需要管理企业的招聘信息、求职者简历和面试安排。设计合适的数据结构和算法，实现高效的人才匹配和招聘流程管理。2、（本题10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