昆明理工大学《数据结构与算法》2020-2021学年第一学期期末试卷

学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号…………密…………封…………线…………内…………不…………要…………答…………题…………第1页，共3页昆明理工大学《数据结构与算法》

2020-2021学年第一学期期末试卷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、设计一个基于蓝牙4.2技术的智能手环，能够监测运动数据（如步数、距离、消耗卡路里等）和睡眠质量。2、在一个具有n个顶点和m条边的无向图中，使用邻接表存储，空间复杂度大约是多少？（）A.O(n+m)B.O(n^2)C.O(m^2)D.O(nm)3、设计一个基于ADC和微控制器的光照强度测量系统，能够测量0-10000lux的光照强度，精度达到1lux。4、设计一个基于模拟积分器和比较器的电压-频率转换器（VFC），分析其性能特点。5、在数据结构中，数组是一种常见的存储结构。关于数组的特点和应用，以下描述不正确的是（）A.数组的元素在内存中是连续存储的，便于随机访问B.数组的大小在定义后通常不能改变C.二维数组在内存中是按行优先或列优先的顺序存储的D.数组只能用于存储相同类型的数据，不能存储不同类型的数据6、设计一个基于蓝牙的智能门锁系统，能够通过手机蓝牙开锁，并记录开锁日志，描述系统硬件和软件设计。7、设计一个基于模拟移相器和滤波器的相位补偿系统，改善系统的相位特性。8、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9、设计一个基于PLC的自动化灌溉系统，能够根据土壤湿度自动控制灌溉设备的启停。10、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。11、在一个具有n个节点的二叉排序树中，查找一个特定元素的平均时间复杂度为：（）A.O(n)B.O(logn)C.O(nlogn)D.O(n^2)12、设计一个基于运算放大器的音频放大器电路，要求输入阻抗不小于10kΩ，输出功率不小于10W，总谐波失真小于1%。13、在一个需要对一组数据进行去重操作的场景中，以下哪种数据结构可以有效地实现这个功能？（）A.集合，自动去除重复元素B.数组，需要额外的算法进行去重C.链表，去重操作复杂且效率低D.栈，不适合进行去重操作14、设计一个简单的雷达测距系统，能够测量目标物体的距离，并显示测量结果，分析其测量精度和误差来源。15、设计一个简单的集成电路放大器，要求具有特定的增益、带宽和输入输出阻抗，分析其性能并优化设计以满足特定要求。16、利用数字电路技术，设计一个地铁自动检票系统，实现车票验证、扣费和闸机控制功能。17、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。18、设计一个计算机网络中的IP地址分配方案，满足特定网络规模和拓扑结构的需求。19、设计一个基于FPGA的图像旋转系统，能够对输入图像进行90度、180度和270度旋转，说明算法和硬件实现。20、设计一个集成电路制造中的化学气相沉积（CVD）设备控制系统，优化工艺参数。二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）解释在平衡二叉搜索树中，插入操作导致不平衡时的单旋转和双旋转的适用情况。2、（本题5分）在一个具有n个顶点的无向连通图中，阐述如何使用普里姆算法和克鲁斯卡尔算法构建最小生成树，比较两种算法的思路和时间复杂度。3、（本题5分）分析在数据结构中如何使用链表实现栈和队列，并比较其与顺序存储结构实现的优缺点。4、（本题5分）在一个具有n个元素的有序数组中，如何进行二分查找的变形操作，如查找第一个等于给定值的元素，给出算法思路和时间复杂度分析。5、（本题5分）解释堆的概念，包括大根堆和小根堆，给出堆的调整算法步骤，并说明堆在排序算法中的应用。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，使用桶排序对给定的一组整数进行排序，输出排序后的数组。2、（本题5分）设计一个程序，使用弗洛伊德算法求一个有向网中任意两点之间的最短路径。3、（本题5分）设计一个程序，使用链表实现对一组数据的插入、删除和遍历操作，用户可以动态地进行数据管理。4、（本题5分）以哈希表为基础，设计一个在线音乐平台歌曲热度统计系统，能够实时更新歌曲的热度排名。5、（本题5分）设计Sunday算法的实现，用于字符串匹配，与其他算法对比。四、综合题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）一个在线视频会议系统需要对参会人员的状态和发言顺序进行管理。参会人员信息包括人员编号、姓名、状态（在线/离线）、发言顺序等。这些信息以三元组表的形式存储。请设计算法实现以下功能：（1）查询在线参会人员名单；（2）调整参会人员的发言顺序；（3）人员离线时更新状态；（4）统计发言次数超过一定阈值的人员数量。分析算法的时间复杂度和空间复杂度。2、（本题10分）某医院的信息系统需要存储患者的病历信息，包括基本信息、诊断结果、治疗方案、用药记录等。设计一种数据结构，能够方便地按照患者编号、疾病类型或治疗时间进行查询和统计，并支持