西安建筑科技大学华清学院《数据结构》2022-2023学年第一学期期末试卷

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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20个小题，每小题2分，共40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Wi-FiDirect的点对点无线通信系统，实现高速数据传输，描述系统的硬件组成和通信协议。2、设计一个数字温度计湿度计电路，能够同时测量环境温度和湿度，温度精度为±0.1℃，湿度精度为±2%RH。3、设计一个卫星导航系统的接收模块，能够接收并解析卫星信号，计算定位信息，评估定位精度。4、当处理一个需要支持按照多个关键字进行排序的数据集合时，以下哪种数据结构和算法的组合可以有效地实现？（）A.多个二叉搜索树B.多维数组和冒泡排序C.优先级队列和插入排序D.排序链表和归并排序5、利用数字电路技术，设计一个电梯控制系统，实现电梯的上下运行、楼层停靠和超载报警等功能。6、图的广度优先搜索使用队列来实现，在搜索过程中，以下哪个操作是关键的？（）A.入队未访问的邻接顶点B.出队当前顶点C.标记已访问的顶点D.以上操作都很关键7、在二叉树的遍历中，先序遍历、中序遍历和后序遍历的顺序不同。假设已知一棵二叉树的先序遍历和中序遍历结果，能否唯一确定这棵二叉树的结构（）A.能B.不能C.有时能，有时不能D.以上都不对8、在一个有序数组中，使用二分查找查找一个特定元素，如果查找失败，最终比较次数与数组长度n的关系是：（）A.比较次数小于等于log₂(n+1)B.比较次数等于nC.比较次数小于等于n/2D.比较次数小于等于n-19、当处理字符串操作时，KMP（Knuth-Morris-Pratt）算法用于字符串匹配。假设要在一个长文本中查找一个短模式串，以下关于KMP算法的优势，哪个是正确的（）A.减少不必要的字符比较B.不需要预处理模式串C.适用于所有类型的字符串D.以上都不对10、设计一个基于微控制器的智能家电控制系统，能够通过手机APP远程控制家电的开关和工作模式，说明系统的硬件和软件实现。11、对于一个具有n个顶点和e条边的无向图，如果采用邻接表存储，其空间复杂度主要取决于：（）A.nB.eC.n+eD.n^212、设计一个基于FPGA的视频图像处理系统，能够实现视频图像的缩放、旋转、色彩调整等功能。13、设计一个基于数字信号处理的语音识别系统，能够对特定的语音指令进行识别和响应，分析其识别准确率和实时性。14、想象一个需要快速判断一个字符串是否为回文的场景。以下哪种数据结构和算法的组合可能是最有效的？（）A.利用栈将字符串逆序，然后与原字符串比较B.使用双指针从字符串两端向中间移动进行比较C.将字符串存储在树中，进行遍历比较D.通过哈希函数计算字符串的特征值进行判断15、设计一个基于运算放大器的积分器电路，积分时间常数可调，输入信号频率范围为0-100Hz。16、运用通信网络原理，设计一个物流配送中心的货物跟踪系统的网络方案，实时掌握货物位置和状态。17、设计一个集成电路测试中的故障模拟和诊断系统，提高故障检测率和定位精度。18、基于通信编码技术设计一个纠错编码系统，能够对传输的数据进行编码和纠错，提高数据传输的可靠性。19、设计一个基于LoRaWAN的物联网终端设备，实现低功耗远距离数据传输，给出硬件架构和软件流程。20、设计一个数字温度计液位计电路，能够同时测量环境温度和液体液位高度，温度精度为±0.1℃，液位测量范围为0cm到100cm，精度为±1cm。二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）详细论述在一个具有n个顶点的无向图中，如何判断两个子图是否同构。2、（本题5分）深入分析在利用链表实现队列时，如何解决假溢出问题，并说明其实现原理和代码示例。3、（本题5分）深入分析在具有n个顶点和e条边的有向图中，如何计算图的强连通分量，并给出一种有效的算法和代码示例。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）设计一个程序，使用数据结构来存储一个旅游网站的旅游攻略信息，包括目的地、行程安排、费用预算等，支持攻略的查询和评价功能。2、（本题5分）设计一个程序，用邻接表表示一个带权有向图，实现SPFA算法求单源最短路径。3、（本题5分）设计一个程序，在给定带权有向图中计算源点到所有顶点的次短路径集合，输出路径。4、（本题5分）设计一个算法，在一个有向图中找出所有长度为k的路径。5、（本题5分）设计一个数据结构和算法，用于管理一个医院的医生排班信息，包括医生姓名、科室、值班时间等，能够实现排班的安排、调整和查询功能。四、综合题（本大题共2个小题，共20分)1、（本题10分）某金融机构需要对客户的交易记录进行分析，以检测异常交易行为。交易记录包括交易时间、金