昆明理工大学津桥学院《数据结构与算法》2021-2022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页昆明理工大学津桥学院《数据结构与算法》

2021-2022学年第一学期期末试卷题号一二三四总分得分一、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、对于一个需要频繁合并和拆分的数据集合，假设我们正在设计一个数据库的存储结构。以下哪种数据结构可能比较合适？（）A.链表B.数组C.树D.哈希表2、设计一个音频信号发生器，能够产生不同频率和幅度的正弦波、方波、三角波等信号，提供电路设计和输出信号测试结果。3、设计一个带阻滤波器电路，中心频率为800Hz，带宽为100Hz，通带波纹小于0.5dB，阻带衰减不小于50dB，输入信号频率范围为0-1kHz。4、哈希表是一种高效的数据结构。以下关于哈希表的描述，不正确的是：（）A.哈希表通过哈希函数将关键字映射到存储位置B.哈希表的查找、插入和删除操作的平均时间复杂度都接近O(1)C.哈希冲突是指不同的关键字映射到了相同的存储位置D.哈希表不需要处理哈希冲突5、设计一个音频放大器电路，能够将输入的音频信号进行放大，输出功率不小于10W，失真度小于1%，并具备音量调节功能。6、设计一个简单的太阳能路灯控制器，能够根据日照时间和环境亮度自动控制路灯的开启和关闭。7、设计一个基于USB接口的数据采集卡，能够采集模拟信号和数字信号，并在计算机上进行显示和分析，给出硬件设计和驱动程序开发。8、设计一个数字图像处理中的图像增强算法，并在不同类型的图像上进行应用和效果评估。9、快速排序是一种高效的排序算法。对于快速排序的性能和特点，以下描述哪一项是不正确的？（）A.快速排序通过选择一个基准元素，将数组分为小于基准和大于基准的两部分，然后对这两部分分别进行排序B.快速排序在平均情况下的时间复杂度为O(nlogn)，最坏情况下的时间复杂度为O(n^2)C.快速排序是一种不稳定的排序算法，可能会改变相同元素的相对顺序D.快速排序的空间复杂度主要取决于递归调用的栈空间，最坏情况下为O(n)10、设计一个数字温度计，采用热敏电阻传感器，能够测量0℃至100℃的温度范围，精度为0.1℃，说明硬件连接和信号处理。11、设计一个基于编码器和控制器的工业机器人运动轨迹控制系统，实现预定的运动轨迹。12、设计一个基于数字信号处理的语音增强系统，能够在噪声环境下提高语音的清晰度和可懂度。13、设计一个集成电路封装结构，满足散热、电气性能和机械强度等要求，进行封装的可靠性分析。14、设计一个基于光电传感器的自动门控制系统，当有人靠近时自动开门，一段时间后自动关门。15、设计一个5V转3.3V的LDO线性稳压器，输出电流不小于200mA，给出电路原理图和性能分析。16、设计一个数字锁相环电路，能够实现对输入信号的频率和相位跟踪，给出电路结构和参数计算。17、基于通信协议设计一个网络通信接口，实现数据的可靠传输和错误检测，说明协议的选择和实现过程。18、考虑哈希冲突的解决方法，开放定址法和链地址法是常见的策略。假设一个哈希表的负载较高，容易发生冲突。以下哪种方法在这种情况下可能表现更好（）A.开放定址法B.链地址法C.两种方法效果相同D.无法确定19、设计一个无线传感器网络的节点定位系统，能够确定节点的位置信息，描述系统的原理和实现方法。20、考虑哈希表这种数据结构，它通过哈希函数将键映射到存储位置。假设需要快速查找和插入大量的数据，并且数据的分布比较均匀。以下关于哈希表的负载因子，哪个说法是正确的（）A.负载因子越大，哈希表的性能越好B.负载因子越小，哈希表的性能越好C.负载因子对哈希表的性能没有影响D.负载因子应根据具体情况选择一个合适的值21、设计一个基于蓝牙低能耗（BLE）的智能手环，能够监测心率、运动步数和睡眠质量，并与手机进行数据同步，说明硬件设计和软件架构。22、设计一个基于触摸屏的人机交互界面，用于控制和显示一个电子设备的工作状态和参数。23、设计一个基于无线通信技术的智能电表系统，能够实现远程抄表、电量统计和费用计算等功能。24、运用通信网络原理，设计一个智能仓储物流的无线定位系统，实现货物和搬运设备的精确定位。25、设计一个简单的机器人运动控制系统，能够实现机器人的前进、后退、转弯等基本动作，并可通过遥控器进行控制。26、设计一个基于Arduino的智能环境调节系统，能够根据室内温度、湿度和CO2浓度自动调节空调、加湿器和通风设备。27、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。28、在一个最小堆中，删除堆顶元素后，需要重新调整堆以保持其性质。以下哪种操作是正确的？（）A.将最后一个元素移到堆顶，然后向下调整B.将第一个元素移到末尾，然后向上调整C.重新构建整个堆D.不进行任何操作29、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。30、二叉树在数据结构中具有重要地位。以下关于二叉树应用的叙述，不正确的是：（）A.二叉树可以用于实现二叉搜索树，提高查找效率B.二叉树可以用于表达式的存储和计算C.二叉树可以用于实现哈夫曼编码，进行数据压缩D.二叉树只能用于存储和处理数值型数据二、综合题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）一家在线医疗平台需要管理患者的病历信息、诊断结果和治疗方案。病历信息包括患者ID、基本信息、症状描述，诊断结果包括诊断ID、患者ID、诊断结论，治疗方案包括方案ID、患者ID、治疗步骤。设计数据结构来存储这些医疗数据，实现患者信息的快速查询、诊断结果的对比分析、治疗方案的跟踪，并保障数据的安全性和隐私性。2、（本题5分）某在线购物平台的优惠券管理系统需要记录优惠券信息、发放记录和使用记录。优惠券信息包括优惠券ID、优惠券类型、面额、使用条件，发放记录包括发放ID、优惠券ID、用户ID、发放时间，使用记录包括使用ID、优惠券ID、订单ID、使用时间。设计数据结构来管理优惠券数据，实现优惠券的发放、使用、查询，并统计优惠券的使用情况和效果。3、（本题5分）一个社交网络平台需要管理用户之间的好友关系。好友关系以邻接表的形式存储在图结构中。请设计算法实现以下功能：（1）判断两个用户是否为好友；（2）找出某个用户的所有好友；（3）计算某个用户的好友度数；（4）找出共同好友最多的两个用户。分析算法的时间复杂度和空间复杂度。4、（本题5分）某电商平台的促销活动规则管理系统需要定义不同的促销活动类型、适用商品、优惠条件、活动时间等。设计数据结构来存储和管理促销活动规则，支持活动的创建、修改、删除和查询，能够准确计算商品在活动中的优惠价格。5、（本题5分）一个视频网站需要管理大量的视频资源，包括视频信息、播放量、评论等。设计数据结构来优化视频的存储和检索，快速响应用户的播放请求。三、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）详细论述在一个具有n个顶点和e条边的无向图中，采用邻接表存储和邻接矩阵存储的优缺点，并比较它们的空间复杂度。2、（本题5分）对于一个用链表实现的队列，如何实现循环队列的扩容操作，给出算法思路和代码实现。3、（本题5分）详细说明哈夫曼树的构建过程，以及如何利用哈夫曼编码进行数据压缩，并计算压缩比。4、（本题5分）在一个具有n个节点的二叉树中，如何判断两棵二叉树是否完全相同，给出算法