辽宁科技学院《数据结构》2021-2022学年第一学期期末试卷

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《数据结构》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、设计一个基于编码器和驱动器的伺服电机控制系统，实现高精度的位置和速度控制。2、在树的存储结构中，除了二叉树，还有多叉树。假设一个多叉树的每个节点的孩子节点数量不确定，以下哪种存储方式可能更灵活（）A.双亲表示法B.孩子表示法C.孩子兄弟表示法D.以上方式都不灵活3、根据数字信号处理理论，设计一个视频压缩编码的硬件加速模块，提高视频处理速度。4、设计一个基于CPLD的数字逻辑电路，实现一个8位加法器和8位乘法器，给出硬件描述语言代码和仿真结果。5、假设正在开发一个操作系统的内存管理模块，需要有效地分配和回收内存空间，并且能够快速查找空闲的内存块。以下哪种数据结构可能是最合适的选择？（）A.二叉搜索树，存储内存块的信息B.链表，记录内存块的使用情况C.哈希表，快速定位空闲内存块D.数组，直接分配和管理内存6、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。7、栈是一种特殊的线性表，其操作遵循后进先出的原则。关于栈的应用，以下说法错误的是（）A.栈可以用于表达式求值B.栈可以用于实现函数调用时的参数传递和返回地址保存C.栈可以用于将递归算法转换为非递归算法D.栈不适合用于判断一个字符串是否是回文8、设计一个用于医疗成像设备的信号采集系统，如CT、MRI等，能够实现高速、高精度的数据采集，给出系统架构和接口设计。9、运用通信网络技术，设计一个远程医疗诊断系统的网络架构，实现患者数据的实时传输和医生的远程诊断。10、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11、在图的遍历算法中，深度优先搜索和广度优先搜索是两种基本方法。以下关于这两种算法的描述中，不正确的是（）A.深度优先搜索使用栈来实现，广度优先搜索使用队列来实现B.深度优先搜索可能会陷入死循环，广度优先搜索不会C.对于同一个图，深度优先搜索和广度优先搜索得到的遍历结果一定相同D.这两种算法都可以用于求解图的连通性问题12、运用电子信息工程知识，设计一个智能电网的监控与管理系统，实现电力参数监测、故障诊断和远程控制。13、设计一个用于雷达系统的中频放大器，带宽为10MHz，增益为50dB，噪声系数小于5dB，阐述电路结构和器件选择。14、考虑一个在线游戏的玩家排行榜系统，需要根据玩家的得分实时更新排名，并且能够快速获取前几名的玩家信息。以下哪种数据结构和算法的组合可能是最合适的？（）A.用数组存储玩家信息，每次更新进行全排序B.构建大根堆来存储玩家得分，便于获取前几名C.利用链表存储，通过比较逐个更新排名D.使用二叉搜索树，根据得分进行排序和查找15、设计一个基于蓝牙Mesh技术的智能照明控制系统，实现对多个灯具的分组控制和场景切换。二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）在一个二叉树中，如何实现层序遍历的非递归实现？2、（本题5分）深入分析在一个具有n个顶点和e条边的带权无向图中，如何使用弗洛伊德算法求解所有顶点对之间的最短路径。3、（本题5分）论述跳表的查找性能与层数之间的关系，并分析最优层数的选择策略。4、（本题5分）解释如何在一个带权有向图中计算源点到所有顶点的最长路径长度。三、综合题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）某电商平台需要对商品进行分类管理，并支持快速查询和更新商品信息。请设计合适的数据结构来存储商品分类信息，包括分类名称、编号、父分类等，并实现添加、删除、查找和修改分类的操作。同时，考虑如何优化数据结构以提高操作的效率。2、（本题5分）某公司的员工管理系统需要存储员工的基本信息，如员工编号、姓名、年龄、职位、工资等。系统要能够快速查找特定员工的信息、按照工资高低对员工进行排序、新增和删除员工记录，并且支持对员工信息的修改。请确定合适的数据结构，并详细阐述如何实现这些功能，包括算法设计和代码实现，以及对性能的分析。3、（本题5分）一个在线租房平台需要管理房源信息、租客信息、租赁合同和租金支付等。设计一种数据结构来存储这些信息，支持房源的发布、查找和修改，租客的注册和信息管理，租赁合同的签订和租金支付记录，并能够保障交易的安全和纠纷处理。4、（本题5分）一个学校的教师教学评价管理系统需要存储教师评价信息，如教师编号、教师姓名、评价课程、评价分数、评价内容等。系统要能够快速查找特定教师的评价、按照评价分数对教师进行排序、新增评价、修改评价以及删除评价。请设计合适的数据结构和算法，并给出代码实现和性能分析。5、（本题5分）一个物流配送中心需要对货物的配送路径进行规划。配送地点以图的形式表示，边的权重表示两地之间的距离。请设计算法实现以下功能：（1）使用迪杰斯特拉算法找到从起点到终点的最短路径；（2）判断图中是否存在负权边，如果有，如何处理；（3）使用弗洛伊德算法计算所有点对之间的最短路径；（4）如果新增一个配送地点，如何更新最短路径。分析算法的时间复杂度和空间复杂度。四、设计题（本大题共4个小题，共40分)1、（本题10分）使用图的深度优先遍历和广度优先遍历算法，设计一个程序，找出一个复杂网络中的所有强连通分量。2、（本题10分）设计一