武汉学院《数据结构实验W》2022-2023学年第一学期期末试卷

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《数据结构实验W》2022-2023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、在数据结构的应用中，栈可以用于表达式求值。以下关于栈在表达式求值中的作用，哪一项描述是不正确的？（）A.栈可以用来存储操作数和运算符，按照特定的规则进行计算B.遇到运算符时，从栈中弹出相应数量的操作数进行运算，将结果压入栈中C.对于中缀表达式，直接使用栈进行求值，无需进行任何转换D.栈在处理括号和优先级时发挥重要作用，能够正确计算复杂的表达式2、设计一个基于STM32的物联网终端设备，能够连接云平台实现数据的上传和下发，描述设备的硬件和软件实现。3、采用模拟电子技术设计一个低噪声放大器，用于接收微弱信号并进行放大，给出噪声系数和增益指标。4、队列常用于实现广度优先搜索算法。在广度优先搜索过程中，以下关于队列的操作，错误的是（）A.初始时将起始节点入队B.取出队头节点进行扩展，并将其相邻未访问节点入队C.队列为空时，搜索结束D.节点入队和出队的顺序不影响搜索结果5、设计一个基于运算放大器的差分放大器电路，具有高共模抑制比和低噪声特性。6、设计一个数字信号传输中的同步恢复电路，能够从接收信号中准确恢复出同步信息，分析恢复的精度和稳定性。7、考虑一个在线投票系统，需要实时统计每个选项的投票数量，并能够快速返回得票最多的选项。以下哪种数据结构可以有效地支持这个功能？（）A.数组，存储每个选项的票数B.链表，记录投票信息C.哈希表，将选项作为键，票数作为值D.最大堆，始终保持最大票数在堆顶8、设计一个数字温度计，采用热敏电阻传感器，能够测量0℃至100℃的温度范围，精度为0.1℃，说明硬件连接和信号处理。9、在数据结构的应用中，文件操作也是一个重要方面。以下关于数据结构与文件操作的描述，不正确的是：（）A.可以将数据结构中的数据存储到文件中，以便长期保存和后续使用B.在从文件中读取数据并构建数据结构时，需要考虑数据的格式和转换C.对于大型文件，可以采用分块读取和处理的方式，避免一次性将全部数据读入内存D.文件操作与数据结构的选择和使用无关，只需要关注文件的读写方法和权限10、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。11、递归是一种在数据结构和算法中常用的技术。以下关于递归的描述，错误的是：（）A.递归是指函数在其内部调用自身的过程，常用于解决具有重复子问题的问题B.递归函数需要有终止条件，否则会导致无限递归，造成程序崩溃C.递归在处理树形结构和分治算法时非常方便，但可能会导致栈溢出的问题D.递归的执行效率总是高于非递归的实现方式，因此在所有情况下都应该优先使用递归12、考虑一个物流配送系统，需要规划车辆的行驶路线，使得配送成本最小。假设城市之间的道路可以表示为一个有权图，以下哪种算法和数据结构常用于解决这个问题？（）A.深度优先搜索算法和邻接矩阵B.广度优先搜索算法和邻接表C.迪杰斯特拉算法和优先队列D.弗洛伊德算法和数组13、假设要实现一个优先队列，其中元素的优先级可以动态改变，并且能够快速调整队列的顺序。以下哪种数据结构可以满足这样的需求？（）A.二叉堆B.斐波那契堆C.二项堆D.左偏树14、在使用链表实现栈的操作时，假设需要弹出栈顶元素。以下关于链表栈的操作，哪个是正确的（）A.直接删除链表的头节点B.从链表的尾部删除节点C.遍历链表找到栈顶节点并删除D.以上操作都不正确15、设计一个基于ADC的数据采集卡，能够同时采集8路模拟信号，采样频率不低于100kHz，分辨率为12位。二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）解释如何在一个具有n个元素的有序数组中，进行二分查找的递归实现，并分析其时间复杂度和空间复杂度。2、（本题5分）解释在平衡二叉搜索树中，如何通过调整策略降低树的高度。3、（本题5分）解释什么是块状链表数据结构，说明其特点和应用场景，并阐述如何进行插入和删除操作。三、综合题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）一个大型企业的人力资源管理系统需要存储员工的基本信息、工作经历、培训记录和绩效考核等。设计数据结构来组织这些数据，以便能够快速地查询员工信息、生成各类报表，并支持员工信息的更新和删除操作。2、（本题5分）某电商平台的促销活动规则管理系统需要定义不同的促销活动类型、适用商品、优惠条件、活动时间等。设计数据结构来存储和管理促销活动规则，支持活动的创建、修改、删除和查询，能够准确计算商品在活动中的优惠价格。3、（本题5分）某医院的信息系统需要存储患者的病历信息，包括基本信息、诊断结果、治疗方案、用药记录等。设计一种数据结构，能够方便地按照患者编号、疾病类型或治疗时间进行查询和统计，并支持新病历的录入和旧病历的修改。4、（本题5分）一个图书馆的读者借阅管理系统需要存储读者的借阅信息，包括读者编号、读者姓名、借阅图书编号、借阅日期、应还日期等。系统要支持快速查找读者的借阅记录、按照应还日期对借阅记录进行排序、新增借阅、归还图书操作。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。5、（本题5分）一个文件系统需要对文件和目录进行高效管理。文件和目录信息以树形结构存储。请设计算法实现以下功能：（1）创建一个新目录或文件；（2）删除一个指定的目录或文件；（3）查找指定文件或目录的位置；（4）遍历整个文件系统并输出目录和文件结构。分析所设计算法的时间复杂度和空间复杂度。四、设计题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）设计一个程序，使用合适的数据结构存储一个在线教育平