西华大学《数据结构与算法综合设计》2022-2023学年第一学期期末试卷

站名：站名：年级专业：姓名：学号：凡年级专业、姓名、学号错写、漏写或字迹不清者，成绩按零分记。…………密………………封………………线…………第1页，共1页西华大学《数据结构与算法综合设计》

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30个小题，每小题1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、希尔排序是对插入排序的一种改进，以下关于希尔排序的特点，不正确的是：（）A.希尔排序通过将数组分成若干个子序列，分别进行插入排序，逐步减少增量，最终完成排序B.希尔排序的时间复杂度取决于增量序列的选择，在某些情况下可以接近O(nlogn)C.希尔排序是一种不稳定的排序算法，可能改变相同元素的相对顺序D.希尔排序的性能优于所有其他排序算法，适用于各种规模的数据排序2、在一个实时数据处理系统中，需要不断地接收新的数据，并在固定的时间间隔内计算数据的平均值、中位数和标准差等统计信息。为了高效地完成这些计算，以下哪种数据结构可能是最合适的？（）A.双端队列，存储最新的数据B.优先队列，快速获取最大和最小数据C.循环队列，实现数据的轮转存储D.有序数组，便于进行统计计算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、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。5、设计一个基于51单片机的电子时钟，具有时分秒显示、设置和闹钟功能，给出硬件电路和程序代码。6、运用通信网络原理，设计一个企业数据中心的网络布线方案，确保高速、可靠的数据传输。7、数据结构是计算机科学中重要的研究领域，它对程序的性能和效率有着关键影响。以下关于数据结构的描述，错误的是：（）A.数据结构是指相互之间存在一种或多种特定关系的数据元素的集合B.数据结构主要研究数据的逻辑结构、存储结构以及对数据的操作C.数据结构只关注数据的存储方式，不考虑数据的处理效率D.选择合适的数据结构可以提高程序的运行速度和节省存储空间8、假设在一个资源分配系统中，有多个资源请求同时到达，系统需要根据资源的可用性和请求的优先级进行分配。为了有效地管理资源和请求，以下哪种数据结构可以帮助实现高效的分配策略？（）A.集合B.映射C.链表集合D.树状数组9、在一个哈希表中，解决冲突的方法有多种，以下哪种方法在处理冲突时可能会导致“二次聚集”现象？（）A.线性探测法B.链地址法C.再哈希法D.建立公共溢出区10、设计一个光控开关电路，当环境光照强度低于一定值时，自动打开照明设备，当光照强度高于一定值时，自动关闭照明设备。11、假设正在设计一个程序，用于管理学生的成绩信息，包括学号、姓名、各科成绩等。需要支持快速插入新的学生成绩、按照成绩进行排序以及查找特定学生的成绩。在这种情况下，以下哪种数据结构组合可能是最理想的？（）A.使用链表存储学生信息，再使用冒泡排序进行排序B.用数组存储学生信息，采用快速排序算法排序C.构建二叉搜索树来存储学生信息，实现快速查找和排序D.利用哈希表存储学生信息，不进行排序操作12、基于通信加密技术设计一个数据加密传输系统，保证数据在传输过程中的安全性和保密性。13、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。14、设计一个基于ARM的工业控制计算机，实现对工业生产过程的实时监控和控制，描述计算机的硬件架构和软件系统。15、在有向图的最短路径算法中，迪杰斯特拉算法具有一定的特点。以下关于迪杰斯特拉算法的描述，错误的是（）A.它能求出从源点到其他所有顶点的最短路径B.每次都选择距离源点最近的未确定最短路径的顶点进行扩展C.算法的时间复杂度为O(V²)，其中V是顶点的数量D.该算法不能处理带有负权边的图16、归并排序是一种基于分治思想的排序算法。以下关于归并排序的说法，正确的是：（）A.归并排序将数组不断分成两半，分别排序后再合并，合并过程比较复杂B.归并排序在任何情况下的时间复杂度都是O(n^2)，效率较低C.归并排序不是一种稳定的排序算法，可能改变相同元素的顺序D.归并排序的空间复杂度较低，不需要额外的辅助空间17、运用通信网络技术，设计一个企业内部局域网，满足多台计算机之间的高速数据传输和资源共享需求。18、设计一个数字频率计高精度与多功能电路，能够实现高精度的频率测量，并同时显示周期、占空比等参数。19、设计一个基于PLC的电梯控制系统，能够实现电梯的上升、下降、停靠、开门、关门等功能，并具备超载报警和故障诊断功能。20、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。21、在字符串匹配算法中，KMP算法是一种高效的算法，以下关于KMP算法的描述，不正确的是：（）A.KMP算法通过利用已经匹配的部分信息，避免了不必要的回溯，提高了匹配效率B.KMP算法的时间复杂度主要取决于模式串的长度，与主串的长度无关C.KMP算法的核心是计算模式串的next数组，用于确定匹配失败时的移动位置D.KMP算法在任何情况下的性能都优于朴素的字符串匹配算法22、设计一个简单的步进电机驱动器，能够实现电机的精确控制和调速，包括驱动电路和控制程序的设计。23、设计一个基于编码器和控制器的数控机床进给系统，实现精确的位置控制。24、利用数字逻辑电路设计一个数字电压表，能够测量直流电压并以数字形式显示，给出测量精度和量程。25、设计一个基于STM32的物联网网关，能够连接多种传感器并将数据上传到云平台，阐述系统架构和通信方式。26、设计一个数字通信系统中的同步电路，包括位同步、帧同步和网同步模块，测试其同步性能。27、根据通信原理，设计一个短波通信系统，能够在远距离通信中保证信号的可靠传输。28、设计一个基于LDO的低压差线性稳压器，输出电压为3.3V，最大输出电流为1A，给出电路原理图和性能分析。29、设计一个音频放大器电路，能够将输入的音频信号进行放大，输出功率不小于10W，失真度小于1%，并具备音量调节功能。30、二叉树常用于实现查找操作，以下关于二叉树查找效率的描述，正确的是：（）A.二叉树的查找效率与树的高度成正比，树越高查找越慢B.平衡二叉树的查找效率一定高于普通二叉树C.满二叉树的查找效率最高，因为其结构最规整D.无论二叉树的结构如何，查找操作的时间复杂度都是O(n)二、综合题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）某在线旅游平台的景点评价系统需要记录景点信息、评价内容和评价分数。景点信息包括景点ID、景点名称、景点介绍，评价内容包括评价ID、景点ID、用户ID、评价内容、评价时间，评价分数包括分数ID、景点ID、用户ID、分数。设计数据结构来管理评价数据，实现景点评价的查询、统计平均分数、筛选优质评价，并根据评价推荐景点。2、（本题5分）某电商平台的商品评价系统需要对大量的商品评价进行管理和分析。评价信息包括评价者ID、商品ID、评价内容、评价时间等。这些信息以跳表的形式存储。请设计算法实现以下功能：（1）按评价时间顺序输出评价；（2）查找指定商品的所有评价；（3）删除违规或无效的评价；（4）统计某个评价者的评价数量。分析算法的时间复杂度和空间复杂度。3、（本题5分）一个电商仓库的库存管理系统需要对商品的库存数量和出入库记录进行管理。商品信息包括商品编号、名称、库存数量、出入库记录等。考虑使用静态链表来存储这些信息。请设计算法实现以下功能：（1）查询某种商品的库存数量；（2）商品入库时增加库存数量并记录；（3）商品出库时减少库存数量并记录；（4）统计库存数量低于预警值的商品种类。分析所设计算法的时间复杂度和空间复杂度。4、（本题5分）某旅游网站需要管理大量的旅游线路信息，包括线路ID、线路名称、行程安排、景点介绍、价格、成团人数等。设计数据结构来存储这些旅游线路数据，能够快速查询特定线路、按照价格或行程天数分类、更新线路信息，并统计热门线路。5、（本题5分）某在线电影票务系统需要处理影片信息、场次安排、座位预订和票房统计。设计合适的数据结构和算法，实现票务销售的高效管理。三、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）解释如何在一个链表中判断是否存在值连续的节点段。2、（本题5分）详细阐述如何使用堆排序算法对一个具有n个元素的数组进行排序，分析其稳定性和时间复杂度。3、（本题5分）深入探讨在有向图和无向图中，如何判断图是否连通，以及求连通分量的方法。4、（本题5分）详细说明在一个二叉