丽江文化旅游学院《数据结构》2022-2023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页丽江文化旅游学院《数据结构》

2022-2023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、树是一种重要的数据结构，二叉树是树的一种特殊形式。在二叉树中，每个节点最多有两个子节点，分别称为左子节点和右子节点。满二叉树是一种特殊的二叉树，其所有的叶节点都在同一层，并且每个非叶节点都有两个子节点。对于一个深度为4的满二叉树，其节点总数为：（）A.15B.16C.31D.322、设计一个基于Wi-Fi的智能家居网关，能够实现不同智能家居设备之间的互联互通和集中控制。3、设计一个音频均衡器参数自动调整与存储电路，能够根据输入音频信号自动调整均衡器参数，并将参数存储起来供下次使用。4、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。5、对于一个用链表表示的队列，若队头指针为front，队尾指针为rear，在进行入队操作时，新节点应插入在？（）A.front之前B.rear之后C.front和rear之间D.任意位置6、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。7、设计一个基于FPGA的数字频率合成器，输出频率稳定度优于10^-6，相位噪声低于-100dBc/Hz@1kHz。8、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。9、利用数字逻辑电路设计一个数字频率计，能够测量输入信号的频率，给出测量精度和范围。10、设计一个基于运放的仪表放大器电路，增益可调范围为1-1000倍，共模抑制比不小于80dB，输入阻抗不小于1MΩ。11、设计一个电子血压计数据分析电路，能够对血压计测量的数据进行分析和统计，为医疗诊断提供参考。12、设计一个无线遥控器加密电路，能够对遥控器的信号进行加密，提高控制的安全性。13、设计一个无线通信模块抗干扰与加密电路，能够提高无线通信的抗干扰能力，并对通信数据进行加密保护。14、设计一个基于单片机的智能电表抄表系统，支持远程抄表和数据统计分析。15、设计一个基于FPGA的高速并行数据处理系统，能够快速处理大量的数据，阐述硬件架构和并行处理算法。16、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17、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18、设计一个正弦波信号发生器，采用DDS技术，频率分辨率达到1Hz，输出幅度稳定，说明工作原理和硬件设计。19、对于一个具有n个节点的带权无向图，使用Prim算法生成最小生成树，其时间复杂度为：（）A.O(n)B.O(nlogn)C.O(n^2)D.O(ne)20、设计一个基于模拟移相器的相位调节系统，能够实现对输入信号相位的连续调节。二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）深入探讨在有向图和无向图中，如何判断图是否连通，以及求连通分量的方法。2、（本题5分）解释如何在一个链表中实现快速排序，给出算法步骤和实现代码，并分析其时间复杂度和空间复杂度。3、（本题5分）深入解释在具有n个顶点的无向图中，如何使用弗洛伊德（Floyd）算法判断图是否存在负权回路，并给出具体的算法思想和实现步骤。4、（本题5分）阐述后缀树在模式识别中的应用和相关算法。5、（本题5分）解释数据结构中栈的应用场景，如函数调用栈的模拟、深度优先搜索的非递归实现等，并说明其原理。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，使用深度优先遍历和广度优先遍历算法对给定的图进行遍历，并输出遍历结果。2、（本题5分）设计一个程序，实现循环链表的创建、插入、删除和遍历操作，模拟环形队列的应用。3、（本题5分）利用图数据结构设计一个物流配送路径优化系统，找到最短配送路径以降低成本。4、（本题5分）设计一个程序，用邻接表表示一个带权有向图，实现SPFA算法求单源最短路径。5、（本题5分）设计一个桶排序算法，对给定的一定范围内的整数进行排序，分析其适用场景和局限性。四、综合题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）某医院的病历管理系统需要存储患者的病历信息，包含患者编号、姓名、性别、年龄、病症、诊断结果、治疗方案等。系统要支持快速检索特定患者的病历、按照病症的严重程度对病历进行排序、添加新的病历、删除旧病历以及更新病历内容。请选择恰当的数据结构，并详细说明如何实现这些功能，包括算法思路和代码实现，以及性能评估。2、（本题10分）一个图书馆管理系统需要记录大量的图书信息，包括图书编号、书名、作者、出版社、出版日期、馆藏数量等。同时，系统要支持快速查找特定图书、按照馆藏数量进行排序、新增和删除图书记录等操作。请选择合适的数据结构来存储图书信息，并设计相应的算法和代码来实现上述功能，同时分