西安科技大学高新学院《数据结构与算法》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《数据结构与算法》2023-2024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批阅人一、单选题（本大题共25个小题，每小题1分，共25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、设计一个智能电表的通信接口电路，能够与上位机进行数据通信，包括接口类型选择和电路设计。2、设计一个简单的无线充电系统，输出功率为5W，效率不低于70%，说明系统原理和关键部件。3、在图的应用中，最小生成树是一个重要的概念。关于最小生成树的算法，以下说法错误的是（）A.Prim算法和Kruskal算法都可以用于求解最小生成树B.Prim算法从一个顶点开始，逐步扩展生成树C.Kruskal算法按照边的权值从小到大选择边来构建生成树D.最小生成树是唯一的，无论使用哪种算法得到的结果都相同4、设计一个基于数字信号处理的语音增强系统，能够在噪声环境下提高语音的清晰度和可懂度。5、在树的遍历中，先序遍历、中序遍历和后序遍历可以得到不同的节点访问顺序。以下关于这三种遍历方式的应用场景，描述错误的是（）A.先序遍历常用于创建二叉树的副本B.中序遍历常用于对二叉搜索树进行排序操作C.后序遍历常用于计算二叉树中节点的数量D.这三种遍历方式的应用场景是固定的，不能相互替代6、设计一个基于单片机的温度控制系统，能够实时监测环境温度，并通过控制加热或制冷设备将温度稳定在设定范围内，要求精度为±1℃，并给出硬件电路设计和软件编程思路。7、设计一个基于蓝牙5.0的低功耗无线传感器节点，实现环境数据的采集和传输，描述节点的硬件设计和功耗优化措施。8、考虑一个在线购物车系统，需要存储用户添加的商品信息，包括商品ID、数量和价格，并支持商品的添加、删除和修改操作。以下哪种数据结构可能是最适合的？（）A.二叉搜索树，根据商品ID存储B.链表，动态管理商品信息C.数组，顺序存储购物车内容D.哈希表，快速定位商品9、设计一个基于Wi-Fi的智能家居网关，能够实现不同智能家居设备之间的互联互通和集中控制。10、设计一个数字电压表电路，能够测量直流电压，测量范围为0V到100V，精度为±0.1V。11、设计一个基于STM32的智能水质净化系统，能够实时监测水质参数，并自动控制净化设备的运行，保证水质达标。12、字符串在计算机程序中经常被处理。假设我们正在对两个字符串进行操作。以下关于字符串的描述，哪一项是不准确的？（）A.字符串的存储方式可以是字符数组或字符指针B.字符串的比较可以通过逐个字符比较来实现C.字符串的常见操作包括查找、替换、拼接等，它们的时间复杂度通常与字符串的长度成正比D.所有的字符串操作算法的时间复杂度都是最优的，无法进一步优化13、设计一个基于FPGA的数字频率计，能够测量输入信号的频率，具有较高的测量精度和较宽的测量范围。14、设计一个计算机网络拓扑结构，满足特定的网络规模、性能和可靠性要求，进行网络性能分析和优化。15、设计一个基于D/A转换器的方波信号发生器电路，输出频率范围为100Hz-10kHz，占空比可调。16、设计一个低通滤波器电路，截止频率为1kHz，通带波纹小于1dB，阻带衰减不小于40dB，输入信号频率范围为0-5kHz。17、利用数字逻辑电路设计一个电梯控制系统，实现电梯的上下运行、楼层停靠和超载检测等功能。18、设计一个低功耗集成电路系统，从电路结构、电源管理等方面考虑降低功耗，分析功耗优化效果。19、在一个链式存储的栈中，进行出栈操作时，需要判断栈是否为空，判断条件是？（）A.栈顶指针为NULLB.栈顶指针指向的节点数据为NULLC.栈顶指针的值小于0D.栈顶指针的值大于栈的最大容量20、设计一个无线传感器网络的节点定位系统，能够确定节点的位置信息，描述系统的原理和实现方法。21、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。22、设计一个基于深度学习的数字图像分类系统，分析模型的准确性和泛化能力。23、设计一个基于FPGA的视频图像处理系统，实现图像的缩放、旋转等功能，给出硬件设计和图像处理算法。24、在一个大顶堆中，若父节点的索引为i，则其左子节点的索引为？（）A.2i+1B.2iC.2i-1D.i/225、设计一个基于数字信号处理的音频分离系统，将混合音频中的不同声音成分分离出来。二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）详细阐述桶排序在处理不均匀分布数据时的问题和解决方法。2、（本题5分）探讨在一个具有n个顶点的无向图中，如何判断两个顶点之间是否存在路径。3、（本题5分）详细阐述如何使用A*算法在图中进行寻路，解释其启发函数的作用和设计原则，并分析其性能优势。4、（本题5分）解释并举例说明在一个具有n个元素的顺序表中，如何使用排序算法进行数据去重。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）设计一个数据结构和算法，模拟一个电商平台的商品质量评估系统，根据用户反馈评估商品质量。2、（本题5分）设计一个程序，使用链表实现双向链表的合并功能，输入两个双向链表进行合并并展示结果。3、（本题5分）使用图数据结构设计一个校园活动场地预约系统，避免场地使用冲突。4、（本题5分）设计一个程序，使用递归思想实现对给定二叉树的镜像反转操作，输出反转后的二叉树。5、（本题5分）设计一个算法，用邻接矩阵和邻接表两种方式存储图结构，并实现从一种存储方式转换到另一种的功能。四、综合题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）某社交网络平台需要存储用户之间的好友关系，并能够快速地查询某个用户的好友列表、共同好友以及二度好友。请选择合适的数据结构，并设计相应的算法来实现这些功能。2、（本题10分）某旅游公司的旅游线路管理系统需要存储旅游线路的信息，如线路编号、线路名称、行程安排、价格、成团人数等。系统要能够快速查找特定线路、按照价格对线路进行排序、新增旅游线路、修改线路信息、删除冷门线路。请设计合适的数据结构和算法，并给出