琼台师范学院《数据结构与算法》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页琼台师范学院《数据结构与算法》

2021-2022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、在一个数据压缩算法中，需要构建一个频率表来统计字符出现的频率。以下哪种数据结构最适合存储字符及其频率信息？（）A.二叉树，根据频率构建B.哈希表，快速查找字符频率C.栈，按顺序存储频率D.队列，先进先出处理字符2、快速排序是一种高效的排序算法。对于快速排序的性能和特点，以下描述哪一项是不正确的？（）A.快速排序通过选择一个基准元素，将数组分为小于基准和大于基准的两部分，然后对这两部分分别进行排序B.快速排序在平均情况下的时间复杂度为O(nlogn)，最坏情况下的时间复杂度为O(n^2)C.快速排序是一种不稳定的排序算法，可能会改变相同元素的相对顺序D.快速排序的空间复杂度主要取决于递归调用的栈空间，最坏情况下为O(n)3、设计一个基于ARMCortex-M系列的低功耗手持设备，实现特定的功能如计步、心率监测等，描述设备的硬件选型和软件优化。4、设计一个基于模拟比较器和定时器的脉冲宽度测量系统，能够测量脉冲的宽度。5、设计一个基于数字逻辑的交通灯倒计时显示系统，能够实时显示每个信号灯的剩余时间。6、基于通信中的频谱资源管理技术设计一个动态频谱分配系统，提高频谱利用率。7、设计一个基于LTC3862的降压型DC-DC转换器，输入电压为12V，输出电压为5V/3A，给出电路设计和效率分析。8、设计一个基于蓝牙低能耗（BLE）技术的健康监测设备，能够采集人体生理参数（如心率、血压等）并传输到手机端。9、设计一个基于单片机的智能门锁系统，支持密码、指纹、刷卡等多种开锁方式，并具有报警功能。10、设计一个4G通信模块的接口电路，能够实现与微处理器的通信，详细说明硬件连接和通信协议。11、设计一个基于单片机的温度监测与控制系统，能够实时采集环境温度，当温度超过设定阈值时，启动相应的降温或升温设备。12、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。13、根据传感器技术，设计一个用于农业的土壤湿度监测系统，能够实时监测土壤湿度并自动控制灌溉设备。14、利用射频技术设计一个无线充电器，能够为特定设备进行高效的无线充电，分析充电效率和安全性。15、二分查找是一种在有序数组中进行查找的高效算法。对于一个包含n个元素的有序数组，二分查找的最坏时间复杂度为：（）A.O(n)B.O(nlogn)C.O(logn)D.O(1)16、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。17、设计一个基于蓝牙模块的智能血糖仪，能够测量血糖值，并将数据传输到手机APP进行记录和分析。18、在一个分布式系统中，多个节点需要共享和同步数据，同时要处理数据的冲突和一致性问题。为了实现高效的数据共享和一致性维护，以下哪种数据结构和技术可能是最关键的？（）A.分布式哈希表和一致性哈希算法B.分布式链表和锁机制C.分布式队列和消息传递D.分布式栈和版本控制19、利用数字电路技术，设计一个自动售货机的控制系统，实现商品选择、支付和出货功能。20、假设正在实现一个缓存系统，需要存储最近访问过的数据，当缓存满时删除最久未使用的数据。以下哪种数据结构和策略可以用于实现这个缓存？（）A.队列，先进先出删除数据B.栈，后进先出删除数据C.链表结合LRU（最近最少使用）策略D.数组，随机删除数据二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）详细说明在一个具有n个顶点和e条边的带权无向图中，如何使用克鲁斯卡尔算法构造最小生成树，并分析算法的时间复杂度。2、（本题5分）论述在哈希表中，当冲突发生时，如何选择合适的冲突解决方法以提高性能。3、（本题5分）深入分析在一个具有n个元素的顺序表中，如何进行归并排序，并分析其空间复杂度。4、（本题5分）详细说明在图的存储中，如何处理带有多重边和自环的情况。5、（本题5分）解释如何判断一个二叉树是否为对称二叉树，给出算法步骤和代码实现。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）设计一个算法，利用二叉搜索树存储员工的工作任务信息，能够快速查找特定任务的完成情况。2、（本题5分）使用链表实现一个栈结构，设计相应的入栈、出栈和获取栈大小的函数，并进行功能测试。3、（本题5分）设计一个算法，利用堆结构实现对一组数据进行排序，并输出排序后的结果。4、（本题5分）设计一个程序，在有序链表中查找两个节点值之和等于给定值的节点对，输出节点对。5、（本题5分）设计一个程序，模拟实现一个简单的文件系统，使用树结构存储文件和目录，实现创建、删除、查找等操作。四、综合题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）一个在线游戏的排行榜系统需要记录玩家的得分和排名信息。玩家信息包括玩家ID、得分、排名。请设计数据结构来实现排行榜的实时更新，能够快速查询玩家的排名、计算排名变化，并支持新玩家的加入和旧玩家的退出。2、（本题10分）某在线招聘平台需要管理企业的招聘信息、求职者简历和面试安排。设计合适的数据结构和算法，实现高效的人才