华东师范大学《数据结构初步》2021-2022学年第一学期期末试卷

装订线装订线PAGE2第1页，共3页华东师范大学

《数据结构初步》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、在一个循环队列中，队满的条件是(rear+1)%maxSize==front，队空的条件是front==rear。假设队列的最大容量为5，当前front=2，rear=1，此时进行入队操作是否可行？（）A.可行B.不可行C.不确定D.以上都不对2、设计一个数字信号调制解调纠错电路，能够对调制解调过程中的错误进行检测和纠正，提高通信的可靠性。3、设计一个无线传感器网络中的节点通信模块，实现低功耗、短距离的数据传输，考虑节点的能耗管理。4、设计一个基于模拟滤波器和数字滤波器的组合滤波系统，有效滤除复杂噪声。5、数据结构是计算机科学中重要的研究领域，它对程序的性能和效率有着关键影响。以下关于数据结构的描述，错误的是：（）A.数据结构是指相互之间存在一种或多种特定关系的数据元素的集合B.数据结构主要研究数据的逻辑结构、存储结构以及对数据的操作C.数据结构只关注数据的存储方式，不考虑数据的处理效率D.选择合适的数据结构可以提高程序的运行速度和节省存储空间6、当使用数据结构来实现缓存时，LRU（LeastRecentlyUsed）策略是一种常见的淘汰算法。假设一个缓存容量有限，需要不断替换元素。以下关于LRU策略的实现，哪个数据结构可能是最适合的（）A.栈B.队列C.哈希表D.双向链表7、设计一个基于无线通信技术的智能农业环境监测与灌溉控制系统，实现精准农业管理。8、运用集成电路知识，设计一款用于智能手表的低功耗蓝牙通信芯片，具备稳定的连接和低能耗特性。9、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，输入信号频率范围为0-100Hz。10、根据传感器技术，设计一个用于室内空气质量监测的气体传感器系统，能够检测甲醛、苯等有害气体浓度。11、在一个有向图中，若存在顶点v到顶点u的路径，同时也存在u到v的路径，则称该图具有？（）A.强连通性B.弱连通性C.单向连通性D.以上都不对12、使用集成电路设计一个电压比较器阵列，能够同时比较多个输入电压，并输出比较结果。13、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。14、红黑树也是一种自平衡的二叉搜索树。假设我们正在研究一个红黑树。以下关于红黑树的描述，哪一项是不准确的？（）A.红黑树通过对节点颜色的约束来保持一定程度的平衡B.红黑树的插入和删除操作相对复杂，但能保证较好的性能C.红黑树的查找操作的时间复杂度在平均情况下优于AVL树D.红黑树在频繁插入和删除节点的情况下，性能比AVL树更稳定15、设计一个数字音频处理中的音频特效生成和控制模块，分析特效的多样性和可控性。16、设计一个简单的无线传感器网络的网关设备，实现传感器节点数据的汇聚和转发，描述网关的硬件结构和软件功能。17、利用锁相环技术设计一个频率合成器，能够输出稳定的、可调节的频率信号，给出频率合成器的整体架构和各部分的详细设计。18、设计一个基于FPGA的数字滤波器，能够对输入的数字信号进行滤波处理，如低通、高通、带通等，阐述硬件实现过程和仿真结果。19、假设正在实现一个股票交易系统，需要实时记录每只股票的最新价格，并能够快速获取价格最高和最低的股票。以下哪种数据结构可以满足这个需求？（）A.平衡二叉搜索树，存储股票价格信息B.链表，顺序更新股票价格C.哈希表，映射股票代码和价格D.栈，存储价格变化20、设计一个直流稳压电源，能够提供稳定的输出电压，具有过流保护和短路保护功能，给出电路设计和性能测试分析。二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）详细说明在一个二叉堆中进行删除最大元素操作后如何重新调整堆的结构。2、（本题5分）在一个二叉搜索树中，如何实现删除操作并保证树的性质不变？3、（本题5分）阐述如何使用字典树（Trie树）存储字符串集合，并实现字符串的查找操作，分析其时间复杂度和空间复杂度。4、（本题5分）论述在数据结构中，如何使用分治法解决复杂问题，举例说明其在排序和查找算法中的应用。5、（本题5分）阐述并查集中如何通过数据结构的改进提高空间利用率。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，使用图的数据结构表示旅游景点地图，实现景点之间的最短路径查找和推荐功能。2、（本题5分）以链表为基础，设计一个手机通讯录管理系统，支持联系人的添加、删除、查找和修改。3、（本题5分）设计一个算法，用邻接表表示一个无向图，判断图中是否存在完美匹配。4、（本题5分）设计一个哈希表程序，采用开放寻址法处理哈希冲突，支持动态调整哈希表的大小。5、（本题5分）设计一个数据结构和算法，模拟一个在线购物车系统，能够存储商品信息（商品编号、商品名称、数量、价格等），支持商品的添加、删除、修改数量和结算功能。四、综合题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）一个快递物流跟踪系统需要存储快递单号、发件人、收件人、收件地址、当前位置、预计到达时间等信息。系统要实现快速查找特定快递单号的信息、按照预计到达时间对快递进行排序、新增快递单号、更新快递的当前位置。请确定合适的数据结构，并详细描述算法和代码实现，同时考虑性能优化。2、（本题10分）某城市的智能停车系统需要记录停车场的位置、车位数量、占用情况和收费信息。设计一种数据结构和算法，帮助用户快速找到空闲车位并计算停车费用。3、（本题10分）一个大型企业的人力资源管理系统需要对员工的绩效评估和培训记录进行管理。员工信息包括员工编