湖北商贸学院《数据结构与算法课程设计》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页湖北商贸学院《数据结构与算法课程设计》

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、设计一个基于运算放大器的积分器电路，积分时间常数可调，用于对输入信号进行积分运算。2、假设正在开发一个文本编辑软件，需要能够快速地对输入的文本进行插入、删除和查找操作。同时，要能够高效地实现文本的回退和重做功能。为了满足这些需求，以下哪种数据结构可能是最优的选择？（）A.顺序表，存储文本数据，操作简单直接B.双向链表，方便在任意位置进行插入和删除C.栈，用于实现回退和重做功能D.散列表，快速查找文本中的特定字符或字符串3、设计一个电子指南针电路，能够指示方向，精度为±1°，并且具有校准功能。4、归并排序是一种基于分治思想的排序算法。以下关于归并排序的描述，不正确的是（）A.空间复杂度为O(n)B.是一种稳定的排序算法C.最坏、最好和平均时间复杂度均为O(nlogn)D.不能用于链表的排序5、设计一个基于运算放大器的音频功率放大器，能够驱动一定阻抗的扬声器，输出足够的功率且具有较小的失真。6、设计一个基于蓝牙的无线键盘，能够与计算机或移动设备进行无线连接，实现按键输入功能。7、设计一个数字图像处理中的图像分割算法，如阈值分割或区域生长分割，在实际图像上进行测试和优化。8、根据传感器技术，设计一个用于环境监测的空气质量检测系统，能够检测多种污染物的浓度。9、设计一个基于运算放大器的仪表放大器，具有高共模抑制比和高增益，用于测量小信号。10、设计一个数字频率计电路，能够测量输入信号的频率，测量范围为1Hz到1MHz，精度为±1Hz。11、假设正在设计一个程序，用于管理学生的成绩信息，包括学号、姓名、各科成绩等。需要支持快速插入新的学生成绩、按照成绩进行排序以及查找特定学生的成绩。在这种情况下，以下哪种数据结构组合可能是最理想的？（）A.使用链表存储学生信息，再使用冒泡排序进行排序B.用数组存储学生信息，采用快速排序算法排序C.构建二叉搜索树来存储学生信息，实现快速查找和排序D.利用哈希表存储学生信息，不进行排序操作12、设计一个数字锁相放大器，能够从强噪声背景中提取微弱信号，给出系统架构和关键技术。13、设计一个基于STM32的智能车载系统，能够实现导航、多媒体播放和车辆状态监测等功能，描述系统的硬件架构和软件实现。14、设计一个简单的触摸显示屏控制系统，能够实现触摸操作的响应和显示内容的更新，阐述硬件电路和软件驱动的实现方法。15、设计一个基于A/D转换器的电压测量系统，能够高精度测量直流或交流电压，并进行数字显示。16、设计一个液晶显示技术中的视角扩展光学系统，分析视角扩展效果和图像质量。17、设计一个高频振荡器电路，工作频率在50MHz以上，输出稳定的正弦波信号，给出电路结构和调试要点。18、设计一个基于集成电路的温度传感器电路，能够精确测量环境温度，并将温度值以数字形式输出。19、假设正在开发一个文本编辑器，需要支持撤销和重做操作。以下哪种数据结构可以方便地实现这一功能？（）A.栈，存储操作历史B.队列，按顺序记录操作C.数组，直接存储操作信息D.二叉搜索树，快速查找操作记录20、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。二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）详细解释在一个具有n个元素的二叉树中，如何通过前序遍历计算二叉树的高度。2、（本题5分）深入解释在具有n个元素的数组中，如何实现插入排序算法，并分析其时间复杂度和空间复杂度。3、（本题5分）解释数据结构中栈的应用场景，如表达式的前缀、中缀、后缀转换等，并说明其原理。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）设计一个程序，使用堆排序算法对一组字符串按照长度进行排序。2、（本题5分）设计一个程序，使用双向链表存储一组字符串，实现字符串的合并和排序。3、（本题5分）设计一个快速排序算法，对给定数组进行排序，分析其在不同情况下的性能表现。4、（本题5分）设计一个程序，利用图的数据结构表示网络流量分析系统，实现网络流量的监测和异常检测功能。5、（本题5分）在平衡二叉搜索树中，设计平衡维护操作保持树的高度平衡。四、综合题（本大题共2个小题，共20分)1、（本题10分）一个学校的学生成绩管理系统需要记录学生的成绩信息，包括学生学号、姓名、课程名称、成绩等。系统要支持快速查找特定学生的某门课程成绩、按照成绩对学生进行排名、新增学生成绩记录、删除学生成绩记录以及修改成绩。请选择适当的数据结构，并详细阐述如何实现这些功能，包括算法和代码，以及性能的考量。2、（本题10分）某电商平台的用户行为分析系统需要存