青海师范大学《数据结构》2022-2023学年第一学期期末试卷

自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密封线第1页，共3页青海师范大学《数据结构》

2022-2023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、队列也是一种特殊的线性表，其操作遵循先进先出的原则。对于队列的特点和应用，以下说法错误的是（）A.队列可以用于实现广度优先搜索算法B.循环队列可以解决顺序队列的假溢出问题C.队列在插入元素时总是在队尾进行，删除元素时总是在队头进行D.队列中的元素存储顺序和入队顺序一定相同2、假设要实现一个函数，判断一个字符串是否是另一个字符串的子序列。例如，“ace”是“abcde”的子序列。以下哪种数据结构和算法的组合可能是最有效的？（）A.双指针法，分别在两个字符串上移动指针进行比较，简单直接B.哈希表，将字符串的字符存储并进行查找，效率较低C.栈，存储已匹配的字符，操作复杂D.队列，用于存储待匹配的字符，不太适合此场景3、设计一个基于FPGA的图像旋转系统，能够对图像进行任意角度的旋转。4、根据数字信号处理理论，设计一个数字滤波器，用于去除音频信号中的噪声，要求滤波器具有陡峭的截止频率和较小的通带波纹。5、在图的存储结构中，邻接多重表主要用于解决邻接表在某些操作上的不便。假设需要频繁地判断两个顶点之间是否存在边，以下关于邻接多重表的特点，哪个是相关的优势（）A.节省存储空间B.便于边的删除和插入C.快速判断边的存在性D.以上都不是6、快速排序也是一种常用的排序算法。假设我们正在使用快速排序对数组进行排序。以下关于快速排序的描述，哪一项是不准确的？（）A.快速排序通过选择一个基准元素，将数组分成两部分，然后对这两部分分别排序B.快速排序在平均情况下的时间复杂度为O(nlogn)，但在最坏情况下会退化为O(n^2)C.选择合适的基准元素可以提高快速排序的性能，通常选择数组的中间元素作为基准D.快速排序是一种稳定的排序算法，能够保证相同元素的相对顺序不变7、在一个需要快速判断两个字符串是否具有相同字符集合的场景中，以下哪种数据结构和算法的组合可能是最有效的？（）A.利用哈希表统计每个字符串中字符的出现次数，然后比较B.对字符串进行排序，然后比较排序后的结果C.使用树存储字符串的字符，然后进行比较D.通过栈对字符串进行处理和比较8、设计一个正弦波信号发生器，输出频率在1kHz至100kHz连续可调，采用集成运放实现，说明电路结构和调试方法。9、红黑树也是一种自平衡的二叉搜索树。假设我们正在研究一个红黑树。以下关于红黑树的描述，哪一项是不准确的？（）A.红黑树通过对节点颜色的约束来保持一定程度的平衡B.红黑树的插入和删除操作相对复杂，但能保证较好的性能C.红黑树的查找操作的时间复杂度在平均情况下优于AVL树D.红黑树在频繁插入和删除节点的情况下，性能比AVL树更稳定10、对于一个具有n个节点的二叉搜索树，其平均查找长度的期望值在什么量级？（）A.O(1)B.O(logn)C.O(n)D.O(nlogn)11、假设要设计一个算法来找出一个整数数组中所有出现次数超过一半的元素。以下哪种数据结构和算法的结合可能是最有效的？（）A.哈希表记录元素出现次数，然后筛选出次数超过一半的元素B.排序数组，然后通过遍历找出出现次数超过一半的元素C.栈，存储元素并进行比较，难以实现此功能D.队列，先进先出，不适合统计元素出现次数12、设计一个基于CPLD的数字信号发生器，能够产生多种复杂的数字信号，包括信号类型选择和参数设置。13、设计一个基于DSP的音频降噪系统，能够有效降低背景噪声，给出算法原理和代码实现。14、设计一个射频电路中的功率放大器线性化方案，提高放大器的线性度和效率。15、设计一个基于单片机的智能小车控制系统，能够实现小车的自动避障、循迹和远程控制功能。16、利用数字逻辑电路设计一个数字时钟分频器，将输入时钟信号分频为不同频率的输出信号。17、设计一个基于数字图像处理的目标跟踪系统，能够在视频中实时跟踪特定目标的运动轨迹。18、设计一个基于FPGA的交通信号灯控制系统，能够根据不同的时间段和车流量自动调整信号灯的时长，实现智能化交通控制。19、设计一个基于Wi-Fi的无线视频监控系统，实现实时视频传输和远程控制，阐述系统组成和网络配置。20、设计一个基于光电二极管的光强测量系统，能够测量不同波长的光强，精度达到0.1μW/cm²。21、设计一个太阳能充电器电路，能够将太阳能转换为电能，为手机、平板电脑等设备充电，输出电压为5V。22、设计一个数字电压表高精度测量电路，能够实现更高精度的直流电压测量，精度达到±0.01V。23、在动态数组的实现中，当数组容量不足时需要进行扩容。关于动态数组的扩容策略，以下描述哪一项是不正确的？（）A.常见的扩容策略是按照一定的比例增加数组的容量，如扩大为原来的两倍B.扩容操作会涉及到数据的复制，可能会影响性能C.为了避免频繁扩容，可以在创建动态数组时预留一定的额外空间D.扩容操作的时间复杂度总是O(n)，其中n是数组中的元素数量24、在排序算法中，冒泡排序是一种简单的排序方法。以下关于冒泡排序的说法，不正确的是：（）A.冒泡排序通过反复比较相邻元素并交换位置，将最大（或最小）元素逐步“浮”到数组的一端B.冒泡排序在最好情况下的时间复杂度为O(n)，在最坏情况下的时间复杂度为O(n^2)C.冒泡排序是一种稳定的排序算法，即相同元素的相对顺序在排序前后保持不变D.冒泡排序的空间复杂度较高，需要额外的大量存储空间25、设计一个简单的无线数据传输系统，工作频率在ISM频段，传输距离不小于100米，数据传输速率不低于1Mbps，说明系统组成和关键技术。26、设计一个基于蓝牙技术的无线数据传输系统，实现短距离设备之间的数据通信，给出系统的硬件和软件设计。27、在一个社交网络分析程序中，需要表示用户之间的关注关系，并能够快速地找出某个用户的直接关注者和被关注者，以及计算用户之间的最短路径。以下哪种数据结构最适合用于构建这样的社交网络模型？（）A.邻接矩阵，直观表示节点之间的连接关系B.邻接表，节省存储空间并支持快速遍历C.十字链表，便于双向操作和动态修改D.双向链表，方便查找前后节点的关系28、设计一个基于单片机的智能风扇控制系统，能够根据环境温度自动调节风扇转速。29、在排序算法的改进和优化中，常常结合多种算法的优点。以下关于混合排序算法的叙述，错误的是（）A.可以将快速排序和插入排序结合，在小规模数据时使用插入排序B.混合排序算法能够在不同情况下发挥不同算法的优势，提高整体性能C.设计混合排序算法时，需要考虑不同算法之间的切换时机和条件D.混合排序算法一定比单一的排序算法性能更好30、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、综合题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）假设一个电商平台要进行促销活动，需要根据用户的购买历史和浏览记录为其推荐相关商品。请设计数据结构来存储用户的行为数据，并实现推荐算法，能够快速为用户生成个性化的商品推荐列表。2、（本题5分）某机场的航班管理系统需要存储航班的信息，如航班编号、出发地、目的地、起飞时间、降落时间、航班状态等。系统要能够快速查找特定航班、按照起飞时间对航班进行排序、新增航班、修改航班信息、取消航班。请设计合适的数据结构和算法，并给出代码实现和性能评估。3、（本题5分）一个快递公司的包裹跟踪系统需要记录包裹的单号、运输路径、当前位置和预计送达时间。设计合适的数据结构来实现包裹状态的实时查询和跟踪。4、（本题5分）一个在线心理咨询平台需要记录咨询者的问题、咨询师的回答和咨询进度。设计数据结构来保护用户隐私，并支持咨询记录的查询和统计。5、（本题5分）某在线购物网站的促销活动系统需要根据用户的消费记录和行为，为用户发放优惠券。设计一种数据结构和算法，实现优惠券的精准发放和管理。三、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）描述二叉树的后序遍历在二叉树的计算节点高度、平衡检查等操作中的应用。2、（本题5分）解释在一个具有n个顶点的图中，如何使用深度优先搜索找出所有的连通分量。3、（本题5分）在图的存储中，如何表示稀疏图和稠密图？各有哪些适用的算法？4、（本