西安电子科技大学长安学院《数据结构》2022-2023学年第一学期期末试卷

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《数据结构》2022-2023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、设计一个程控交换系统中的呼叫处理模块，实现呼叫的建立、保持和释放功能，考虑信令交互和资源管理。2、设计一个基于光电编码器的位移测量系统，能够准确测量物体的直线位移，并进行数据显示和记录。3、设计一个基于FPGA的视频图像增强系统，能够对输入的视频图像进行对比度增强、亮度调整等处理。4、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。以下关于深度优先搜索的描述，不正确的是（）A.采用栈来实现B.可能会出现重复访问节点的情况C.对于连通图，能遍历到所有节点D.可以用于求解图的连通分量5、并查集是一种用于处理不相交集合的数据结构。假设我们正在使用并查集解决问题。以下关于并查集的描述，哪一项是不准确的？（）A.并查集通过路径压缩和按秩合并两种优化方法提高操作效率B.可以使用并查集判断两个元素是否属于同一个集合C.并查集的查找操作的时间复杂度在经过优化后可以达到O(1)D.并查集只能用于处理整数元素，不能处理其他类型的数据6、设计一个温度传感器网络数据分析与预警电路，能够对温度传感器网络采集的数据进行分析，当温度异常时发出预警信号。7、设计一个基于数字信号处理的音频均衡系统，能够根据用户需求对音频频谱进行动态调整。8、利用数字电路技术，设计一个智能停车场管理系统，实现车辆的自动识别、车位引导和收费管理。9、根据数字信号处理理论，设计一个图像锐化处理系统，增强图像的边缘和细节信息。10、设计一个基于FPGA的高速数据通信接口，实现与外部设备的高速数据传输。11、设计一个移动通信系统中的切换控制模块，能够根据信号强度和质量实现平滑切换，分析切换成功率。12、设计一个音频均衡器电路，能够对不同频段的音频信号进行独立调节，给出电路结构和参数计算。13、设计一个高速串行通信接口，采用USBType-C接口，传输速率达到10Gbps，说明硬件实现和协议栈。14、设计一个基于FPGA的图像缩放系统，能够对输入图像进行任意比例的缩放。15、在数据结构的性能评估中，除了时间复杂度和空间复杂度，还有其他指标。关于这些评估指标，以下描述哪一项是不正确的？（）A.平均查找长度常用于评估查找算法的性能B.算法的稳定性也是一个重要的评估指标，特别是在排序算法中C.数据结构的可维护性和可读性在实际应用中通常不重要D.对于特定的应用场景，还需要考虑数据结构与其他部分的集成和协作效率二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）详细说明在图的遍历中，如何处理带有权值的边，例如在最短路径算法中的应用。2、（本题5分）详细说明如何在一个数组中找到连续子数组的最大和，给出算法步骤和实现代码，并分析其时间复杂度。3、（本题5分）解释图的连通性问题的变体，如弱连通图、桥和割点等概念及检测方法。三、综合题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）在一个大型企业的人力资源管理系统中，需要存储员工的信息，包括员工编号、姓名、部门、职位、工资、绩效评估等。设计数据结构来管理员工数据，能够快速查找特定员工、按部门或职位分类、更新员工信息，并计算部门的平均工资。2、（本题5分）某社交网络的消息推送系统需要对用户的消息进行管理。消息包括发送者ID、接收者ID、消息内容、发送时间等。这些消息以环形队列的形式存储。请设计算法实现以下功能：（1）按照发送时间顺序推送消息给接收者；（2）用户读取消息后删除已读消息；（3）查询某个用户未读消息的数量；（4）当队列满时，如何处理新的消息。分析算法的时间复杂度和空间复杂度。3、（本题5分）在一个在线论坛的帖子管理系统中，帖子有不同的主题、发布者、发布时间、回复数量等属性。设计数据结构来存储帖子信息，支持帖子的发布、删除、置顶、加精等操作，能够快速按主题、发布时间、回复数量等条件对帖子进行排序和查询。4、（本题5分）一个在线教育平台需要对学生的学习成绩、课程选择和学习进度进行管理。设计数据结构来存储这些信息，以便能够快速地查询学生的学习情况、分析课程的受欢迎程度，并为学生推荐合适的课程。5、（本题5分）某城市的公交路线管理系统需要存储公交路线的信息，如路线编号、起点站、终点站、途经站点、发车时间等。系统要实现快速查找特定路线、按照路线长度对路线进行排序、新增和删除路线、修改路线的发车时间等功能。请确定合适的数据结构，并详细描述算法设计和代码实现，同时分析其时间和空间复杂度。四、设计题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分