西南交通大学《数据结构实验》2021-2022学年第一学期期末试卷

学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号…………密…………封…………线…………内…………不…………要…………答…………题…………第1页，共3页西南交通大学《数据结构实验》

2021-2022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1分，共20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、设计一个蓝牙音频传输系统，能够实现高质量的音频无线传输，距离不小于10米，详细描述系统方案和编码算法。2、对于一个经常需要在头部和尾部进行插入和删除操作的线性数据结构，假设我们正在设计一个程序来管理一个排队系统。以下哪种数据结构最为合适？（）A.栈B.队列C.双端队列D.循环队列3、设计一个用于智能音箱的语音处理模块，能够实现语音唤醒、识别和合成，给出系统架构和算法实现。4、在选择合适的数据结构时，需要考虑多种因素。以下关于数据结构选择的考虑因素，哪一项是不正确的？（）A.数据的规模和操作的频繁程度会影响数据结构的选择B.对数据的访问方式（如随机访问、顺序访问）也是选择的重要因素C.空间效率通常比时间效率更重要，应优先考虑节省存储空间D.数据结构的可扩展性和灵活性在某些情况下也需要纳入考虑5、设计一个基于Wi-FiDirect的无线打印服务器，支持多种打印机类型，给出系统架构和软件实现。6、使用集成电路设计一个比较器，给出比较精度和响应时间等性能指标，并进行电路实现和测试。7、设计一个基于Arduino的智能温室控制系统，能够自动调节温室内的温度、湿度、光照强度和二氧化碳浓度，为植物生长提供最佳环境。8、设计一个基于单片机的智能路灯控制系统，根据环境光照和时间自动控制路灯的开关和亮度调节。9、在数据结构中，散列表（哈希表）用于快速查找数据。以下关于散列表的描述，错误的是（）A.散列函数的设计对散列表的性能有很大影响B.处理冲突的方法有开放地址法和链地址法C.散列表的查找时间复杂度始终为O(1)D.散列表的装填因子会影响其性能10、设计一个无线通信收发系统，工作频率在2.4GHz，采用FSK调制解调方式，通信距离达到100米，详细阐述系统的硬件设计和软件实现。11、设计一个数字锁相环电路，能够实现对输入信号的相位跟踪和锁定，给出电路设计和性能分析。12、设计一个基于单片机的智能烟雾报警器系统，能够实时监测环境中的烟雾浓度，当浓度超过设定阈值时发出声光报警，并通过GSM模块发送报警短信。13、设计一个音频功率放大器的保护电路，包括过流保护、过热保护和短路保护，给出电路结构和工作原理。14、在数据结构的实际应用中，可能需要对不同的数据结构进行组合和改进。以下关于数据结构组合和改进的描述，不正确的是：（）A.可以将哈希表和链表结合起来，解决哈希冲突时采用链表存储冲突元素，提高空间利用率B.可以在二叉搜索树的基础上增加平衡机制，如AVL树或红黑树，提高查找和插入的效率C.对图进行优化时，可以使用邻接多重表来代替邻接表，以减少存储空间和提高操作效率D.数据结构的组合和改进是没有限制的，可以随意创造新的数据结构，而不需要考虑其合理性和实用性15、设计一个基于数字信号处理器（DSP）的图像识别系统，能够识别简单的物体形状和颜色。16、根据通信原理，设计一个卫星通信车载终端的收发系统，能够在移动中保持稳定的通信连接。17、对于一个需要频繁合并和拆分的数据集合，假设我们正在设计一个数据库的存储结构。以下哪种数据结构可能比较合适？（）A.链表B.数组C.树D.哈希表18、设计一个基于数字图像处理的人脸识别系统，能够对输入的图像进行人脸检测、特征提取和识别，说明算法的选择和优化。19、设计一个带通滤波器电路，中心频率为1kHz，带宽为200Hz，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。20、设计一个基于单片机的智能血压计，能够准确测量血压，并具有数据存储和分析功能。二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）解释图的最小生成树问题的变体，如带权有向图的最小生成树问题、次小生成树问题等。2、（本题5分）论述红黑树的插入操作中，颜色调整的具体步骤和逻辑。3、（本题5分）阐述后缀树在信息检索中的应用和优化策略。4、（本题5分）详细说明如何在一个具有n个元素的有序数组中，进行二分查找的非递归实现，并分析其时间复杂度和空间复杂度。5、（本题5分）论述在树的平衡调整算法中，如何分析旋转操作对树的高度和性能的影响。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，以二叉树的形式表示项目管理中的任务结构，实现任务的查找和进度跟踪功能。2、（本题5分）设计一个程序，在有序链表中查找两个节点值之和等于给定值的节点对，输出节点对。3、（本题5分）设计一个程序，利用图的数据结构表示电力网络，实现电力传输的最短路径和负载均衡分析功能。4、（本题5分）设计一个算法，判断给定的图是否为连通图，如果不是，输出连通分量的个数和各连通分量的节点。5、（本题5分）设计一个红黑树，实现插入、删除和查找操作，并保证红黑树的性质始终成立。四、综合题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）某医院的药品库存管理系统需要存储药品信息，如药品编号、药品名称、药品规格、库存数量、有效期等。系统要能够快速查找特定药品、按照库存数量对药品进行排序、进行药品的入库和出库操作、提醒即将过期药品。请设计合理的数据结构和算法，并提供代码实现和性能分析。2、（本题10分）某城市的智能停车系统需要记录停车场的位置、车位数量、占用情况和收费信息。设计一种数据结构和算法，帮助用户快速找到空闲车