西安邮电大学《数据结构》2021-2022学年第一学期期末试卷

自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密封线第2页，共2页西安邮电大学

《数据结构》2021-2022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15个小题，每小题1分，共15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、采用模拟电子技术设计一个直流电机调速系统，能够通过改变输入电压实现电机转速的调节，并保证系统的稳定性。2、在排序算法中，选择排序是一种简单的排序方法，以下关于选择排序的描述，正确的是：（）A.选择排序在每一轮选择未排序部分的最小元素，与当前位置的元素交换B.选择排序在最好和最坏情况下的时间复杂度都是O(nlogn)C.选择排序是一种稳定的排序算法，不会改变相同元素的相对顺序D.选择排序的空间复杂度较高，需要额外的大量辅助空间3、设计一个基于单片机的智能安防监控系统，能够实时监测入侵、火灾等异常情况，并进行报警和录像。4、考虑用数据结构来实现一个字典功能，要求能够快速插入、删除和查找元素。以下哪种数据结构可能是最合适的（）A.红黑树B.跳表C.堆D.以上数据结构都可以5、设计一个数字存储示波器数据处理电路，能够对示波器采集的数据进行处理和分析，并且具有图形显示功能。6、设计一个基于PLC的电梯控制系统，实现电梯的上升、下降、停靠、开门、关门等逻辑控制和安全保护功能。7、设计一个数字温度计液位计智能监测电路，能够自动监测温度和液位的变化，并给出预警提示。8、在选择排序算法时，需要考虑多种因素，如数据规模、数据特点、时间复杂度和空间复杂度等。对于一个基本有序的数组，以下哪种排序算法的性能较好：（）A.冒泡排序B.快速排序C.插入排序D.选择排序9、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，给出硬件电路和软件程序设计。10、设计一个模拟集成电路中反馈放大器的稳定性补偿电路，分析补偿效果和对性能的影响。11、设计一个高频变压器，工作频率在100kHz，输入电压为24V，输出电压为12V/5A，给出变压器参数计算和绕制方法。12、设计一个无线通信模块电路，能够实现短距离无线数据传输，传输距离在100米以内，数据传输速率为1Mbps。13、设计一个用于卫星通信的低噪声放大器（LNA），工作频率在Ku波段，噪声系数小于1dB，增益大于20dB，阐述电路设计和器件选型。14、设计一个高频射频收发器电路，工作频率在2.4GHz，支持蓝牙和ZigBee通信，给出电路结构和性能指标。15、设计一个基于DSP的音频编码系统，实现MP3或AAC编码，给出算法流程和代码优化。二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）解释什么是基数树（RadixTree）数据结构，说明其特点和应用场景，并阐述如何进行插入和查找操作。2、（本题5分）深入分析在具有n个元素的数组中，如何实现堆排序的优化版本，提高排序的效率，并给出时间复杂度和空间复杂度的分析。3、（本题5分）详细阐述在一个具有n个元素的有序链表中，如何进行合并操作，使其合并后仍然有序。4、（本题5分）详细解释在一个具有n个元素的二叉树中，如何进行后序遍历的非递归实现。三、综合题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）某电商平台的物流配送路径规划系统需要存储配送地点和路径信息，包括地点编号、地点名称、经度、纬度、相邻地点等。系统要实现快速查找最短配送路径、按照距离对配送地点进行排序、新增配送地点、修改路径信息。请选择恰当的数据结构，并详细说明算法和代码实现，以及性能评估。2、（本题5分）某在线宠物领养平台需要记录宠物的信息、领养人的申请和审核状态。设计一种数据结构和算法，确保宠物能够找到合适的领养家庭。3、（本题5分）某在线音乐平台的歌曲管理系统需要存储歌曲信息，如歌曲编号、歌曲名称、歌手、专辑、播放次数等。系统要实现快速查找特定歌曲、按照播放次数对歌曲进行排序、新增歌曲、删除歌曲以及更新歌曲的播放次数。请确定合适的数据结构，并详细阐述算法和代码实现，同时讨论性能优化方法。4、（本题5分）一个大型企业的人力资源管理系统需要对员工的绩效评估和培训记录进行管理。员工信息包括员工编号、姓名、绩效评估、培训课程等。这些信息以优先队列的形式存储。请设计算法实现以下功能：（1）按照绩效评估得分对员工进行排序；（2）为绩效优秀的员工安排优先培训课程；（3）删除离职员工的信息；（4）统计参加过特定培训课程的员工人数。分析算法的时间复杂度和空间复杂度。5、（本题5分）一个学校的学生成绩管理系统需要记录学生的成绩信息，包括学生学号、姓名、课程名称、成绩等。系统要支持快速查找特定学生的某门课程成绩、按照成绩对学生进行排名、新增学生成绩记录、删除学生成绩记录以及修改成绩。请选择适当的数据结构，并详细阐述如何实现这些功能，包括算法和代码，以及性能的考量。四、设计题（本大题共4个小题，共40分)1、（本题10分）设计一个程序，使用堆结构存储一组学生的考试成绩，实现成绩的优先级排序和查询。