华东理工大学《数据结构与算法》2023-2024学年第一学期期末试卷

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2023-2024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、利用射频技术设计一个无线定位系统，能够确定目标物体在一定范围内的位置，给出定位精度和误差分析。2、设计一个基于数字电位器的音量调节系统，能够实现对音频信号音量的连续调节，且调节范围可设定。3、设计一个无线通信中的智能天线系统，实现波束的自适应控制，分析系统性能提升效果。4、根据数字信号处理理论，设计一个图像去模糊系统，能够恢复模糊图像的清晰细节。5、设计一个基于PLC的自动化生产线控制系统，能够实现对多个工位的顺序控制、逻辑控制和故障诊断，提供控制程序和I/O分配表。6、设计一个基于PLC的物料输送系统控制系统，能够根据不同的物料需求实现自动输送和分拣功能。7、设计一个音频功率放大器保护电路，能够在功放出现故障时自动切断电源，保护扬声器和功放电路。8、设计一个基于单片机的智能家居控制系统，能够实现对灯光、窗帘、空调等设备的远程控制和智能场景切换功能。9、设计一个基于运算放大器的电压比较器电路，能够比较两个输入电压的大小，并输出相应的高低电平信号。10、在数据结构的优化中，利用缓存局部性原理可以提高性能。以下关于缓存局部性原理的描述，错误的是：（）A.时间局部性指的是最近被访问过的数据在不久的将来很可能再次被访问B.空间局部性指的是相邻的数据很可能在短时间内被一起访问C.利用缓存局部性原理可以通过合理的数据布局和访问顺序来提高缓存命中率D.缓存局部性原理只适用于硬件层面的优化，对软件中的数据结构设计没有影响11、设计一个基于光电传感器的自动门控制系统，当检测到有人靠近时自动开门，一段时间后自动关门。12、运用数字电路设计一个密码锁系统，用户通过输入正确的密码才能打开锁，同时具有错误输入次数限制和报警功能。13、设计一个电子秤数据加密电路，能够对电子秤的测量数据进行加密，保证数据的安全性。14、链表是一种常见的链式存储结构。对于单链表，以下关于其特点的描述，错误的是（）A.插入和删除操作不需要移动大量元素，只需修改指针B.可以方便地实现随机访问，时间复杂度为O(1)C.存储空间不必连续，便于动态分配D.查找某一特定位置的元素，需要从头开始遍历，时间复杂度为O(n)15、AVL树是一种平衡二叉搜索树。假设我们正在使用一个AVL树。以下关于AVL树的描述，哪一项是不准确的？（）A.AVL树通过旋转操作保持左右子树的高度差不超过1，从而保证平衡B.插入和删除节点后，可能需要进行多次旋转操作来恢复AVL树的平衡C.AVL树的查找、插入和删除操作的时间复杂度在最坏情况下均为O(logn)D.AVL树的空间复杂度比普通二叉搜索树高很多，不适合在内存受限的环境中使用16、设计一个基于DSP的音频特效处理系统，如混响、回声等，给出算法流程和效果展示。17、假设在一个实时交通监控系统中，需要不断地接收车辆的位置信息，并快速判断某一区域内车辆的拥堵情况。为了有效地存储和处理这些实时数据，以下哪种数据结构可以提供快速的查询和更新操作？（）A.红黑树B.线段树C.B树D.图18、当使用快速排序算法对一个数组进行排序时，选择基准元素的策略对算法的性能有很大影响。假设总是选择数组的第一个元素作为基准，在某些特殊情况下可能会导致算法的性能变差。以下哪种情况可能导致这种现象（）A.数组已经是有序的B.数组元素的值都相同C.数组元素随机分布D.以上情况都不会19、设计一个音频均衡器，能够对音频信号进行10段均衡调节，给出系统方案和滤波器参数计算。20、运用通信网络原理，设计一个智慧农业的物联网网络方案，实现农田环境数据的采集和远程控制。二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）阐述后缀树在网络流量分析中的潜在用途和优势。2、（本题5分）解释线段树在处理区间最大值和最小值查询时的不同策略。3、（本题5分）在最短路径问题中，解释Dijkstra算法和Floyd算法的基本思想和实现步骤，比较它们在不同类型图上的应用和效率。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，使用双向链表存储一组浮点数，实现链表的插入排序。2、（本题5分）设计一个基于链表的存储结构来存储员工信息，实现员工信息的插入、删除和按工资排序操作。3、（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。4、（本题5分）设计一个栈结构，用于存储字符数据，实现入栈、出栈和判断栈是否为空的功能，并应用于表达式求值。5、（本题5分）设计一个程序，实现对二叉搜索树的平衡因子计算功能，输入一棵二叉搜索树输出其每个节点的平衡因子。四、综合题（本大题共2个小题，共20分)1、（本题10分）一个学校的考场安排管理系统需要存储考场的信息，如考场编号、考场位置、容纳人数、考试科目、考试时间等。系统要支持快速查找特定考场、按照容纳人数对考场进行排序、新增考场安排、修改考试时间、删除不再使用的考场。请选择恰当的数据结构，并详细说明算法和代码实现，以及性能评估。2、（本题10分）某在线招聘平台的简历筛选系统需要根