凯里学院《数据结构》2021-2022学年第一学期期末试卷

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《数据结构》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25个小题，每小题1分，共25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、在数据结构的选择中，需要考虑时间复杂度、空间复杂度和操作的便捷性等因素。以下情况中，优先选择数组而不是链表的是（）A.频繁进行插入和删除操作B.事先不知道数据的规模大小C.需要快速随机访问元素D.内存空间有限2、基于通信中的多天线技术设计一个MIMO通信系统，提高通信容量和可靠性。3、设计一个基于Wi-Fi的远程监控系统，使用摄像头采集图像，并通过网络将图像传输到远程客户端进行实时监控。4、在一个实时操作系统中，任务调度是一个关键问题，需要根据任务的优先级、截止时间等因素进行快速的调度决策。以下哪种数据结构和算法常用于实时任务调度？（）A.优先级队列和调度算法B.栈和后进先出调度C.队列和先进先出调度D.集合和随机调度5、设计一个自动控制系统中的速度控制器，用于控制电机的转速，满足特定的动态和稳态性能指标。6、图的邻接矩阵存储方式适合于存储稠密图，而邻接表存储方式适合于存储稀疏图。假设一个图有100个顶点，如果边的数量较少，大概在100条左右，以下哪种存储方式更节省存储空间？（）A.邻接矩阵B.邻接表C.两者存储空间相同D.无法确定7、设计一个基于DSP的数字音频均衡器，能够实现10段以上的均衡调节，给出算法实现和性能优化。8、利用电力电子技术设计一个逆变电路，将直流电源转换为交流电源，输出符合特定要求的电压和频率。9、设计一个数字音频处理中的音频编码码率控制策略，分析对音质和带宽的影响。10、设计一个基于数字信号处理的语音加密与解密系统，保障语音通信的安全。11、设计一个模拟信号数字化系统，包括抽样、量化和编码模块，确定合适的抽样频率和量化级数，分析系统性能。12、在一个哈希表中，解决冲突的方法有多种，以下哪种方法在处理冲突时可能会导致“二次聚集”现象？（）A.线性探测法B.链地址法C.再哈希法D.建立公共溢出区13、设计一个基于音频DAC的音频播放系统，支持高保真音频输出，采样率不低于44.1kHz。14、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。15、设计一个基于单片机的智能电表，能够测量电能参数并进行显示和通信，给出电表的硬件电路和软件程序。16、设计一个数字通信中的码间干扰补偿电路，分析补偿效果和对系统性能的影响。17、设计一个液晶显示的背光源系统，能够提供均匀、稳定的光照，具有亮度调节和色彩控制功能。18、当使用树结构来存储数据时，平衡二叉树是为了保证树的高度平衡，从而提高查找效率。假设一个平衡二叉树由于插入操作导致失衡，以下哪种调整方法可以恢复平衡（）A.旋转操作B.重新构建整棵树C.忽略失衡，继续进行操作D.以上方法都不行19、设计一个基于蓝牙5.0的低功耗无线传感器节点，实现环境数据的采集和传输，描述节点的硬件设计和功耗优化措施。20、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管理。21、线段树是一种用于处理区间查询和更新的数据结构。关于线段树的应用，以下描述哪一项是不正确的？（）A.可以用于快速计算数组某一区间的和、最大值、最小值等B.对于频繁的区间更新操作，线段树能够高效地处理C.线段树的构建和查询操作的时间复杂度均为O(logn)D.线段树只能用于处理数值类型的数据，不能处理其他类型的数据22、设计一个电子秤数据传输与加密电路，能够将电子秤的测量数据安全地传输到其他设备，并进行加密保护。23、在数据结构中，散列表（哈希表）用于快速查找数据。以下关于散列表的描述，错误的是（）A.散列函数的设计对散列表的性能有很大影响B.处理冲突的方法有开放地址法和链地址法C.散列表的查找时间复杂度始终为O(1)D.散列表的装填因子会影响其性能24、设计一个基于STM32的无刷直流电机驱动系统，采用FOC控制算法，实现精确调速和位置控制，给出系统组成和软件流程。25、设计一个基于蓝牙4.0技术的智能血压计，能够实时监测血压变化，并提供健康建议。二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）详细阐述快速排序的分区过程和递归调用，分析其平均和最坏情况下的时间复杂度。2、（本题5分）解释并举例说明在一个具有n个元素的顺序表中，如何使用排序算法解决区间最值问题。3、（本题5分）解释如何对一个链表进行归并排序，包括分割链表和合并链表的具体实现。4、（本题5分）对于一个用链表实现的栈，如何实现获取栈中元素的最大值操作，要求时间复杂度为O(1)，给出算法思路和实现代码。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，计算给定带权无向图中所有顶点对之间路径长度的方差，输出方差。2、（本题5分）使用链表和拓扑排序算法，设计一个程序，安排项目中多个任务的执行顺序，考虑任务之间的依赖关系。3、（本题5分）在平衡二叉搜索树中，通过中序遍历验证树的正确性，设计测试用例。4、（本题5分）设计一个贪心算法，解决活动安排问题，使安排的活动数量最多。5、（本题5分）设计一个基于链表的数据结构，用于存储学生的信息（学号、姓名、成绩），实现添加、删除、查找和修改学生信息的功能。四、综合题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）一个在线心理咨询平台需要记录咨询者的问题、咨询师的回答和咨询进度。设计数据结构来保护用户隐私，并支持咨询记录的查询和统计。2、（本题10分）某股票交易系统需要实