丽江文化旅游学院《数据结构课程设计》2021-2022学年第一学期期末试卷

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《数据结构课程设计》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批阅人一、单选题（本大题共15个小题，每小题1分，共15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、在一个需要对大量整数进行排序，并且内存空间有限的情况下。以下哪种排序算法可能比较适合？（）A.归并排序B.冒泡排序C.桶排序D.选择排序2、考虑队列这种数据结构，它遵循先进先出的原则。假设一个银行需要管理客户的排队等待服务，每个客户按照到达的顺序接受服务。为了有效地组织和管理客户的等待过程，以下关于队列的操作，哪个是最关键的（）A.随机删除队列中的元素B.在队列中间插入新的客户C.读取队列头部的客户信息D.对队列中的元素进行排序3、设计一个音频功率放大器，采用AB类放大方式，在8Ω负载下输出功率不小于80W，给出电路设计和散热考虑。4、运用数字电路设计一个密码锁系统，用户通过输入正确的密码才能打开锁，同时具有错误输入次数限制和报警功能。5、设计一个低通数字滤波器，截止频率为500Hz，采样频率为2kHz，采用窗函数法进行设计。6、使用单片机设计一个智能电子秤系统，能够准确测量物体重量，并具有去皮、计价等功能。7、设计一个基于运算放大器的仪表放大器电路，具有高共模抑制比和高输入阻抗，给出电路结构和参数计算。8、运用电子电路知识，设计一个具有过流保护和短路保护功能的直流电源电路。9、利用射频技术设计一个蓝牙音频耳机，实现高质量的无线音频传输和控制功能。10、链表是另一种重要的数据结构，与数组相比具有不同的特点。以下关于链表的描述，不正确的是：（）A.链表中的元素通过指针链接在一起，存储位置可以是不连续的，插入和删除操作只需修改指针，效率较高B.单向链表只能从表头向表尾遍历，而双向链表可以从表头和表尾双向遍历，更加灵活C.链表的查找操作需要从头节点依次遍历，效率相对较低，但在不知道元素位置的情况下仍能进行插入和删除D.链表不需要预先分配连续的存储空间，因此不会出现存储空间浪费的情况，且其内存使用效率总是高于数组11、设计一个基于USBType-C接口的电源传输系统，支持PD快充协议，能够提供不同的电压和电流输出，给出硬件设计和协议实现。12、设计一个程控滤波器，带宽和中心频率可程控调节，给出电路实现和控制逻辑。13、树是一种非线性数据结构，具有层次关系。以下关于树的描述，不正确的是：（）A.二叉树的每个节点最多有两个子节点，分为左子节点和右子节点B.二叉搜索树的左子树中的节点值小于根节点值，右子树中的节点值大于根节点值，便于快速查找、插入和删除C.平衡二叉树通过自动调整保持树的平衡，提高了查找效率，但插入和删除操作相对复杂D.树的遍历方式包括前序遍历、中序遍历和后序遍历，且每种遍历方式的时间复杂度都是相同的，与树的结构无关14、栈是一种特殊的线性结构，遵循后进先出的原则。假设一个程序中使用了栈来存储数据。以下关于栈的描述，哪一项是不准确的？（）A.栈可以用于实现函数调用时的参数传递和局部变量存储B.入栈和出栈操作的时间复杂度均为O(1)C.可以使用数组或链表来实现栈的数据结构D.栈的存储空间大小是固定的，无法动态扩展15、设计一个具有相位补偿功能的放大器电路，提高电路的稳定性和带宽，给出电路设计和相位补偿分析。二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）数组和链表在存储数据方面有哪些不同之处？各自的优缺点是什么？2、（本题5分）详细解释在一个具有n个元素的二叉树中，如何进行后序遍历的非递归实现。3、（本题5分）详细阐述图的拓扑排序的概念和应用场景，给出拓扑排序的算法步骤，并分析其时间复杂度。4、（本题5分）详细阐述在拓扑排序的基础上，如何进一步判断图是否为有向无环图。三、综合题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）一个学校的实验室设备管理系统需要存储设备的信息，如设备编号、设备名称、设备类型、购买日期、使用状态等。系统要支持快速查找特定设备、按照购买日期对设备进行排序、新增设备、维修设备、报废设备。请确定恰当的数据结构，并详细阐述算法和代码实现，以及性能优化策略。2、（本题5分）某城市的公交系统需要对公交线路和站点进行管理。线路和站点信息以有向无环图的形式存储。请设计算法实现以下功能：（1）查找从起点到终点经过最少站点的公交线路；（2）判断两条公交线路是否存在交叉站点；（3）新增一条公交线路时，如何更新整个公交网络；（4）计算每个站点的客流量。分析算法的时间复杂度和空间复杂度。3、（本题5分）某医院的体检管理系统需要记录体检项目、体检人员信息、体检结果和建议等。设计一种数据结构来存储这些信息，实现体检项目的设置，体检人员信息的录入，体检结果的存储和分析，以及个性化的体检建议生成，并能够快速查询和统计体检数据。4、（本题5分）某在线考试的监考系统需要实时监控考生的答题状态、行为异常和交卷时间。设计合适的数据结构和算法，保障考试的公平公正和顺利进行。5、（本题5分）某外卖配送平台需要根据骑手的位置和订单信息进行任务分配，确保高效配送。设计合适的数据结构和算法，实现订单的合理分配和配送路径规划。四、设计题（本大题共4个小题，共40分)1、（本题10分）设计一个算法，对一个二叉排序树进行中序遍历的非递归实现。2、（本题10分）设计一