辽宁大学《数据结构与算法分析》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页辽宁大学《数据结构与算法分析》

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15个小题，每小题2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、在图的遍历算法中，深度优先搜索（DFS）和广度优先搜索（BFS）是两种基本方法。关于这两种算法，以下描述哪一项是不正确的？（）A.DFS从起始节点开始，沿着一条路径尽可能深地访问节点，然后回溯B.BFS从起始节点开始，逐层地访问相邻节点C.DFS和BFS的时间复杂度均与图的节点数量和边的数量有关，通常为O(n+m)，其中n是节点数量，m是边的数量D.DFS适合用于查找最短路径，BFS适合用于判断图是否连通2、树的存储结构除了常见的二叉树表示法，还有多叉树的表示方法。关于多叉树的存储方式，以下描述哪一项是不正确的？（）A.可以使用孩子兄弟表示法来存储多叉树，便于实现树的遍历和操作B.父指针数组法通过为每个节点存储指向其父节点的指针来表示多叉树C.孩子链表法为每个节点建立一个孩子链表，存储其所有孩子节点的信息D.无论采用哪种存储方式，对多叉树的操作效率都是相同的3、设计一个基于热电偶的温度测量系统，能够测量较高温度范围，并对测量结果进行冷端补偿和线性化处理。4、利用电力电子技术设计一个太阳能充电控制器，实现对太阳能电池板输出的电能进行有效管理和存储。5、选择排序是另一种基本的排序算法。以下关于选择排序的说法，错误的是：（）A.选择排序每次从待排序序列中选择最小（或最大）的元素，放到已排序序列的末尾B.选择排序在最坏情况下的时间复杂度为O(n^2)C.选择排序是一种不稳定的排序算法D.选择排序的空间复杂度较低6、设计一个数字电压表电路，能够测量直流电压，测量范围为0V到100V，精度为±0.1V。7、设计一个基于D/A转换器的方波信号发生器电路，输出频率范围为100Hz-10kHz，占空比可调。8、设计一个基于STM32的智能车载系统，能够实现导航、多媒体播放和车辆状态监测等功能，描述系统的硬件架构和软件实现。9、在一个图像处理程序中，需要对图像的像素进行频繁的操作和存储。如果图像是一个二维的灰度图像，以下哪种数据结构可能是最适合存储像素值的？（）A.二维数组，直观表示图像像素B.链表数组，每个链表存储一行像素C.二叉树，按照像素值大小存储D.哈希表，通过像素坐标映射值10、设计一个基于蓝牙5.0技术的智能家居设备组网系统，实现设备之间的互联互通和协同工作。11、设计一个数字鉴相器，能够测量两个高频信号的相位差，精度达到0.1度，给出电路结构和工作原理。12、设计一个基于单片机的智能家电能耗监测系统，实时监测家电的用电情况并进行数据分析。13、设计一个温度控制系统扩展电路，能够增加温度控制的精度和稳定性，并且具有远程控制功能。14、设计一个红外线测距电路，能够测量物体与传感器之间的距离，测量范围为10cm到100cm，精度为±1cm。15、设计一个数字电压表电流表电路，能够同时测量直流电压和电流，电压测量范围为0V到100V，电流测量范围为0A到1A，精度为±0.1V和±0.01A。二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）解释什么是后缀树，并说明其在字符串匹配中的优势。2、（本题5分）详细说明如何在一个图中判断两个顶点是否在同一个连通分量中。3、（本题5分）在数据结构中，阐述如何使用块状链表进行高效的插入和删除操作，给出算法步骤和实现代码，并分析其性能优势。三、综合题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）一个停车场管理系统需要存储车位信息，包括车位编号、位置、是否占用、车辆牌照等。系统要能够快速查找空闲车位、按照车位位置对车位进行排序、车辆入场和出场操作、修改车位的占用状态。请选择恰当的数据结构，并详细说明算法和代码实现，以及性能分析。2、（本题5分）某音乐平台需要对用户的播放记录和收藏歌曲进行管理。用户信息包括用户ID、播放历史、收藏歌曲等。考虑使用左偏树来存储这些信息。请设计算法实现以下功能：（1）查询用户最近播放的歌曲；（2）添加用户新的播放记录或收藏歌曲；（3）删除用户不再喜欢的歌曲；（4）按照播放次数对用户的歌曲进行排序。分析所设计算法的时间复杂度和空间复杂度。3、（本题5分）某公司的项目任务分配系统需要对多个项目的任务和员工分配情况进行管理。任务信息包括任务编号、任务描述、负责人、截止日期等，员工信息包括员工编号、姓名、负责任务等。考虑使用线索二叉树来存储这些信息。请设计算法实现以下功能：（1）插入新的任务或员工信息；（2）删除已完成的任务或离职员工信息；（3）按照截止日期对任务进行排序；（4）查找某个员工负责的所有任务。分析所设计算法的时间复杂度和空间复杂度。4、（本题5分）某在线图书馆的图书借阅系统需要记录图书的借阅者、借阅时间、应还时间、是否逾期等信息。设计数据结构来管理图书借阅情况，支持借阅、归还、续借等操作，能够及时提醒借阅者归还图书并统计图书的借阅频率。5、（本题5分）一个在线课程平台的作业管理系统需要记录作业信息、学生提交情况和教师批改情况。作业信息包括作业ID、课程ID、作业内容、截止时间，学生提交情况包括学生ID、作业ID、提交时间、提交内容，教师批改情况包括作业ID、批改时间、批改分数、评语。请设计数据结构来管理作业数据，实现作业的发布、提交、批改、查询，并统计学生的作业完成情况。四、设计题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）设计