西安邮电大学《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院(系)_______班级_______学号_______姓名_______题号一二三四总分得分一、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、在哈希表中，装填因子是一个重要的概念，以下关于装填因子的描述，正确的是：（）A.装填因子是哈希表中已存储元素的数量与表的容量之比B.装填因子越大，哈希冲突的概率越小，查找效率越高C.装填因子对哈希表的性能没有影响，可以忽略不计D.为了提高哈希表的性能，装填因子应该尽量设置得小一些2、平衡二叉树是为了改进二叉搜索树在某些情况下退化为链表的情况而设计的。AVL树是一种常见的平衡二叉树，通过旋转操作来保持树的平衡。当在AVL树中插入一个新节点导致失衡时，可能需要进行单旋转或双旋转操作来恢复平衡。以下关于AVL树旋转操作的描述，错误的是：（）A.旋转操作可以保持二叉树的性质B.旋转操作的目的是调整节点的位置，使树重新平衡C.单旋转和双旋转操作一定能使树的高度降低D.旋转操作的时间复杂度为O(1)3、设计一个集成电路封装结构，满足散热、电气性能和机械强度等要求，进行封装的可靠性分析。4、插入排序在小型数据集上表现较好。以下关于插入排序的描述，不正确的是（）A.将待排序元素插入到已排序部分的合适位置B.插入排序的平均时间复杂度为O(n²)，但在近乎有序的情况下性能较好C.插入排序是一种稳定的排序算法D.插入排序在处理大规模数据时效率很高5、利用射频电路设计一个Wi-Fi信号放大器，增强特定区域内的Wi-Fi信号覆盖。6、队列也是一种常见的线性表，具有特定的特性。关于队列的特点，以下描述哪一项是不正确的？（）A.队列遵循先进先出（FIFO）的原则，插入在队尾，删除在队头B.循环队列可以有效地解决普通队列可能出现的假溢出问题C.队列的入队和出队操作的时间复杂度均为O(n)，其中n为队列的长度D.队列在计算机操作系统的作业调度、消息缓冲等方面有广泛应用7、设计一个高频功率放大器电路，工作频率在100MHz以上，输出功率不小于10W，效率不低于50%，给出电路结构和调试方法。8、利用电子信息工程知识，设计一个智能家居安防系统，包括入侵检测、火灾报警和远程监控等功能。9、在树型数据结构中，二叉树是一种重要的类型。以下关于满二叉树的描述，不正确的是（）A.每一层上的节点数都达到最大值B.叶子节点都在最底层C.满二叉树一定是完全二叉树D.满二叉树的节点总数一定是奇数10、设计一个基于FPGA的视频图像处理系统，能够实现图像缩放、旋转、灰度变换等基本操作。11、设一棵二叉树的中序遍历结果为ABCDEFG，前序遍历结果为DBAECFG，则后序遍历结果为（）A.ACGFEDBB.BDFEGCAC.DBEFAGCD.BDACEFG12、设计一个基于DSP的语音合成系统，能够将文本转换为自然流畅的语音，提供算法实现和性能评估。13、设计一个简单的数字音频解码器，能够解码常见的音频格式如MP3、WAV等，给出硬件设计和解码算法。14、设计一个数字图像处理中的图像分割算法，如阈值分割或区域生长分割，在实际图像上进行测试和优化。15、设计一个带通有源滤波器电路，中心频率为1kHz，带宽为200Hz，通带增益为5倍，通带波纹小于0.8dB，阻带衰减不小于40dB，输入信号频率范围为0-2kHz。16、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。17、设计一个基于555定时器的脉冲发生器，产生频率和占空比可调的方波脉冲信号，频率范围为1Hz-100kHz。18、设计一个高频射频放大器电路，工作频率在5GHz，增益大于20dB，给出电路结构和稳定性分析。19、在图的存储和遍历中，深度优先遍历和广度优先遍历可以用于判断图是否连通。以下关于连通性判断的叙述中，不正确的是（）A.如果从某个顶点出发能够遍历到图中的所有顶点，则图是连通的B.对于无向图，深度优先遍历和广度优先遍历的结果相同，都能判断连通性C.对于有向图，深度优先遍历和广度优先遍历的结果可能不同，需要综合判断连通性D.无论图的存储方式如何，深度优先遍历和广度优先遍历判断连通性的时间复杂度相同20、堆是一种特殊的数据结构，常用于实现优先队列。在最大堆中，以下说法错误的是（）A.父节点的值大于等于子节点的值B.可以通过堆排序实现升序排列C.插入和删除元素的时间复杂度均为O(logn)D.堆一定是完全二叉树21、设计一个简单的无线充电系统，输出功率为5W，充电效率不低于70%，能够为手机等设备进行无线充电。22、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。23、设计一个简单的数字电视信号接收器，能够接收和解码数字电视信号，给出硬件设计和解码算法。24、链表是一种常见的链式存储结构，相比顺序存储，链表在插入和删除操作上具有优势。在单向链表中，每个节点包含数据域和指针域。如果要在链表的中间位置插入一个新节点，需要找到插入位置的前一个节点。以下关于在单向链表中查找插入位置前一个节点的描述，正确的是：（）A.时间复杂度为O(1)B.时间复杂度为O(logn)C.时间复杂度为O(n)D.时间复杂度与链表长度无关25、设计一个基于数字信号处理器（DSP）的语音信号处理系统，能够实现语音降噪、回声消除等功能。二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）链表的循环链表有哪些特点和应用场景？如何判断一个链表是否为循环链表？2、（本题5分）详细说明如何在一个具有n个元素的顺序表中，进行删除操作，并分析其时间复杂度和空间复杂度。3、（本题5分）详细说明选择排序算法的工作原理，分析其时间复杂度和空间复杂度，以及在实际应用中的优缺点。4、（本题5分）详细说明如何在一个二叉搜索树中查找指定范围内的节点，给出算法步骤和实现代码，并分析其时间复杂度。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）采用邻接多重表存储无向图，设计深度优先搜索和广度优先搜索算法，并进行性能对比。2、（本题5分）详细设计B树中节点的查找算法，考虑不同的查找场景和优化。3、（本题5分）设计一个程序，利用树状数组和拓扑排序算法的结合，安排一个软件项目中各个模块的开发顺序。4、（本题5分）设计一个归并排序算法，对链表进行排序，分析其时间和空间复杂度，并与其他排序算法进行比较。5、（本题5分）设计一个程序，利用线段树和克鲁斯卡尔算法的结合，为一个区域的电力网络规划线路，确保供电可靠性和成本优化。四、综合题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）某城市的公交系统需要管理公交线路、站点和车辆调度信息。设计一种数据结构来存储这些信息，实现线路的添加、删除、查找和修改操作，能够快速查询某个站点经过的公交线路和车辆实时调度情况，并优化车辆调度以提高公交系统的运行效率。2、（本题10分）一个在线教育平台的作业批改系统