江南大学《数据结构》2022-2023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页江南大学《数据结构》

2022-2023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30个小题，每小题1分，共30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、设计一个基于光电传感器的物体计数系统，能够准确计数通过检测区域的物体数量。2、设计一个无线传感器网络中的能量有效数据采集方案，分析节点能耗和数据准确性。3、利用射频技术设计一个蓝牙音频耳机，实现高质量的无线音频传输和控制功能。4、设计一个基于ADC的温度测量系统，测量范围为-50℃-150℃，精度为0.1℃，通过液晶显示屏显示测量结果。5、归并排序是一种基于分治思想的排序算法。对于归并排序的过程和特点，以下描述哪一项是不正确的？（）A.归并排序将数组不断地分成两半，分别进行排序，然后将排序好的两部分合并起来B.归并排序在任何情况下的时间复杂度均为O(nlogn)，空间复杂度为O(n)C.归并排序是一种稳定的排序算法，能够保持相同元素的相对顺序D.归并排序在处理大规模数据时，性能不如快速排序和冒泡排序6、设计一个简单的图像采集系统，使用CMOS图像传感器采集图像，并通过USB接口将图像数据传输到计算机进行显示和存储。7、设计一个数字电压表自动校准电路，能够定期自动对电压表进行校准，提高测量精度。8、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。9、根据数字信号处理理论，设计一个视频压缩编码的硬件加速模块，提高视频处理速度。10、字典树（Trie树）常用于字符串的存储和查找。假设我们正在使用字典树处理字符串集合。以下关于字典树的描述，哪一项是不准确的？（）A.字典树利用字符串的公共前缀来节省存储空间和提高查找效率B.插入和查找操作在字典树中的时间复杂度与字符串的长度有关C.字典树可以方便地实现字符串的前缀匹配和搜索功能D.字典树适合存储大量短字符串，对于长字符串效果不佳11、设计一个数字电路中的移位寄存器应用系统，如数据缓存和串行并行转换。12、设计一个基于单片机的水位控制系统，能够自动控制水泵的启停，保持水位在设定范围内。13、设计一个基于UWB技术的室内定位系统，定位精度达到厘米级，说明系统组成和定位算法。14、在使用链表实现栈的操作时，假设需要弹出栈顶元素。以下关于链表栈的操作，哪个是正确的（）A.直接删除链表的头节点B.从链表的尾部删除节点C.遍历链表找到栈顶节点并删除D.以上操作都不正确15、根据传感器技术，设计一个用于工业环境的粉尘浓度监测系统，及时预警粉尘超标情况。16、采用模拟电子技术设计一个音频均衡器，能够对不同频段的音频信号进行独立的增益调节。17、设计一个简易的智能小车控制系统，能够通过遥控器或自动模式实现前进、后退、转弯等动作，包括电机驱动电路和控制算法设计。18、设计一个基于蓝牙技术的无线数据传输系统，实现短距离设备之间的数据通信，给出系统的硬件和软件设计。19、假设正在开发一个数据库的索引优化模块，需要根据数据的分布和访问模式选择合适的索引结构。如果数据的唯一性较高，以下哪种索引结构可能是最佳选择？（）A.B+树索引，适合范围查询B.哈希索引，快速定位唯一值C.位图索引，处理布尔值数据D.聚簇索引，按照数据物理存储排序20、设计一个数字频率计多功能显示电路，能够同时显示频率、周期、占空比等参数，并且具有图形显示功能。21、设计一个电子秤数据存储电路，能够将电子秤的测量数据存储在本地或云端，方便查询和分析。22、在排序算法中，选择排序是一种简单的排序方法，以下关于选择排序的描述，正确的是：（）A.选择排序在每一轮选择未排序部分的最小元素，与当前位置的元素交换B.选择排序在最好和最坏情况下的时间复杂度都是O(nlogn)C.选择排序是一种稳定的排序算法，不会改变相同元素的相对顺序D.选择排序的空间复杂度较高，需要额外的大量辅助空间23、在图这种数据结构中，邻接矩阵和邻接表是两种常见的存储方式。假设一个图的顶点数量很多，但边的数量相对较少。为了节省存储空间，以下哪种存储方式可能更优（）A.邻接矩阵B.邻接表C.十字链表D.都一样，没有区别24、设计一个基于无线通信技术的智能交通信号控制系统，能够根据实时交通流量优化信号灯时间。25、设计一个基于DSP的音频滤波系统，能够实现多种滤波类型如巴特沃斯、切比雪夫等，给出系统的硬件架构和滤波算法。26、哈夫曼树是一种特殊的带权路径长度最短的二叉树，在数据压缩等领域有重要应用。以下关于哈夫曼树的描述，不准确的是：（）A.哈夫曼树的构建过程基于贪心算法，每次选择权值最小的两个节点合并B.通过哈夫曼树可以为字符编码，实现数据的高效压缩C.哈夫曼树的带权路径长度是所有叶子节点的权值乘以路径长度之和D.不同的字符集和权值分布会得到相同的哈夫曼树结构27、设计一个模拟集成电路中的运算放大器，满足特定的增益、带宽和输入输出阻抗要求，进行性能仿真。28、设计一个基于555定时器的脉冲产生电路，输出频率和占空比可调，给出电路原理图和参数计算方法，分析其稳定性和应用场景。29、设计一个基于蓝牙5.2的无线耳机，能够实现高品质音频播放和降噪功能，续航时间不小于20小时。30、设计一个智能温度传感器，能够实时测量环境温度并通过无线方式将数据传输到接收端，具备低功耗和高精度的特点。二、综合题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）一个在线游戏的组队系统需要对玩家的组队信息进行管理。组队信息包括队伍编号、队员列表、队伍状态等。这些信息以稀疏矩阵的形式存储。请设计算法实现以下功能：（1）查询某个队伍的队员信息；（2）玩家加入或退出队伍时更新矩阵；（3）按照队伍人数对队伍进行排序；（4）统计空闲队伍的数量。分析算法的时间复杂度和空间复杂度。2、（本题5分）某医院的体检管理系统需要记录体检项目、体检人员信息、体检结果和建议等。设计一种数据结构来存储这些信息，实现体检项目的设置，体检人员信息的录入，体检结果的存储和分析，以及个性化的体检建议生成，并能够快速查询和统计体检数据。3、（本题5分）在一个在线游戏中，玩家的角色信息需要被实时更新和存储。角色信息包括角色ID、角色名、等级、经验值、装备列表、技能列表等。设计一种数据结构来存储这些角色数据，以便能够快速查询角色的详细信息、按照等级进行排序、更新角色的经验值和装备，并处理多个玩家同时进行的操作。4、（本题5分）某公司的项目任务分配系统需要对多个项目的任务和员工分配情况进行管理。任务信息包括任务编号、任务描述、负责人、截止日期等，员工信息包括员工编号、姓名、负责任务等。考虑使用线索二叉树来存储这些信息。请设计算法实现以下功能：（1）插入新的任务或员工信息；（2）删除已完成的任务或离职员工信息；（3）按照截止日期对任务进行排序；（4）查找某个员工负责的所有任务。分析所设计算法的时间复杂度和空间复杂度。5、（本题5分）某城市的公共交通卡管理系统需要记录用户信息、充值记录、消费记录和卡余额等。设计一种数据结构来存储这些信息，实现用户的注册、充值、消费和挂失操作，充值和消费记录的查询和统计，以及卡余额的实时更新，并能够防范欺诈行为和保障用户资金安全。三、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）在一个顺序表中，插入和删除操作在平均情况下的时间复杂度分别是多少？并解释为什么会是这样的复杂度。2、（本题5分）解释什么是后缀树，并说明其在字符串匹配中的优势。3、（本题5分）对于一个具有n个元素的环形链表，如何判断链表中是否存在环？请给出具体的算法思路和代码示例。4、（本题5分）解释如何使用冒泡排序对链表进行排序，分析其与数组冒泡排