昆明理工大学《数据结构》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《数据结构》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、在处理复杂的数据结构时，可能会用到一些高级的技术和概念。以下关于高级数据结构技术的描述，错误的是：（）A.并查集是一种用于处理集合合并和查询的数据结构，常用于解决连通性问题B.线段树可以用于高效地处理区间查询和更新操作，例如求区间和、区间最大值等C.字典树（Trie树）适用于字符串的存储和查找，能够快速判断一个字符串是否存在D.高级数据结构技术通常只适用于特定的领域和问题，在一般的编程中很少用到2、队列也是一种特殊的线性表，与栈的操作原则不同。以下关于队列的描述，错误的是：（）A.队列遵循先进先出（FIFO）原则，即最先入队的元素最先出队B.环形队列可以有效地解决顺序队列中假溢出的问题，提高存储空间的利用率C.队列在任务调度、消息传递、缓冲区管理等方面有重要作用D.队列的插入和删除操作只能在队头和队尾进行，不能在队列中间进行，且其操作效率总是低于栈3、在数据结构的应用中，栈可以用于表达式求值。对于中缀表达式转后缀表达式的过程，以下描述错误的是（）A.操作数直接输出B.遇到左括号时入栈C.遇到右括号时，将栈顶元素依次弹出，直到遇到左括号D.运算符的优先级不会影响转换过程4、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5、在一个具有n个节点的二叉树中，若每个节点的度均不超过2，则该二叉树中叶子节点的数量至少为：（）A.n/2B.(n+1)/2C.n-1D.n6、设计一个基于模拟开关和电阻网络的程控增益放大器，实现增益的程控调节。7、利用模拟电路技术，设计一个用于医疗成像设备的高压电源电路，提供稳定的高电压输出。8、设计一个数字温度计湿度计电路，能够同时测量环境温度和湿度，温度精度为±0.1℃，湿度精度为±2%RH。9、数据结构与算法的关系紧密相连。以下关于数据结构与算法关系的描述，不正确的是：（）A.数据结构是算法的基础，算法依赖于特定的数据结构B.不同的数据结构可以用于实现相同的算法，效果可能不同C.算法的设计和选择会影响数据结构的使用和效率D.数据结构和算法是相互独立的，没有关联10、设计一个数字电压表高精度测量电路，能够实现更高精度的直流电压测量，精度达到±0.01V。11、设计一个音频均衡器电路，能够对不同频段的音频信号进行独立调节，给出电路结构和参数计算。12、设计一个基于FPGA的图像边缘检测系统，能够对输入的灰度图像进行实时边缘检测，采用Sobel算子，给出硬件架构和Verilog代码实现。13、设计一个温度传感器网络数据分析电路，能够对温度传感器网络采集的数据进行分析和处理，并且具有预警功能。14、设计一个数字信号处理器（DSP）音频与视频处理电路，能够同时实现音频和视频的处理功能，如音频混音和视频压缩等。15、想象一个需要对一组数据进行范围查询（例如查找大于某个值且小于另一个值的数据）的场景，以下哪种数据结构可能是最有效的？（）A.二叉搜索树，通过中序遍历可以实现范围查询，但效率一般B.线段树，专门用于高效的区间查询和更新C.哈希表，不便于进行范围查询D.队列，先进先出，无法实现范围查询16、设计一个程控衰减器，衰减量可在0至60dB范围内程控调节，精度为1dB，给出电路实现和控制逻辑。17、设计一个卫星导航系统中的差分定位数据处理模块，分析定位精度的提升效果。18、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)19、在哈希表中，装填因子是一个重要的概念，以下关于装填因子的描述，正确的是：（）A.装填因子是哈希表中已存储元素的数量与表的容量之比B.装填因子越大，哈希冲突的概率越小，查找效率越高C.装填因子对哈希表的性能没有影响，可以忽略不计D.为了提高哈希表的性能，装填因子应该尽量设置得小一些20、设计一个数字电视信号的传输系统，包括调制、编码和发射模块，满足特定的传输标准和质量要求。二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）详细阐述在一个具有n个顶点的无向图中，如何使用弗洛伊德算法求解所有顶点对之间的最短路径，分析其算法思想和时间复杂度。2、（本题5分）分析在数据结构中，如何利用队列实现广度优先搜索算法。3、（本题5分）详细阐述如何在一个具有n个元素的二叉搜索树中删除一个具有两个子节点的节点，并保持二叉搜索树的性质。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，对一个二叉树进行后序遍历的非递归实现。2、（本题5分）设计一个程序，使用数据结构来存储一个音乐播放器中的歌曲信息（歌曲名称、歌手、专辑、时长等），并实现歌曲的播放、暂停、上一首、下一首和搜索功能。3、（本题5分）设计一个程序，使用合适的数据结构存储一个在线游戏的副本通关记录信息，支持通关时间和成绩的统计。4、（本题5分）设计一个算法，利用二叉搜索树存储员工的培训记录，能够快速查找特定培训项目的参与员工。5、（本题5分）以链表为基础，设计一个电影评论管理系统，支持评论的发布、删除和筛选。四、综合题（本大题共2个小题，共20分)1、（本题10分）一个快递公司的包裹跟踪系统需要记录包裹的单号、运输路径、当前位置和预计送达时间。设计合适的数据结构来实现包裹状