西南交通大学《数据结构与算法》2023-2024学年第一学期期末试卷

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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一、单选题（本大题共15个小题，每小题2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、在图的存储中，邻接多重表常用于无向图的存储。以下关于邻接多重表的优点，描述错误的是（）A.便于删除和插入边B.节省存储空间C.便于判断两个顶点之间是否有边D.对有向图的存储效果更好2、利用数字电路技术，设计一个智能停车场管理系统，实现车辆的自动识别、车位引导和收费管理。3、设计一个基于蓝牙技术的无线耳机音频传输系统，能够实现高质量的音频传输和稳定的连接。4、归并排序是一种基于分治思想的排序算法。对于归并排序的描述，不正确的是（）A.归并排序将待排序序列不断分成两半，然后合并B.归并排序在最坏、最好和平均情况下的时间复杂度均为O(nlogn)C.归并排序需要额外的存储空间来辅助排序D.归并排序是一种不稳定的排序算法5、设计一个集成电路测试中的功能测试向量生成方案，提高测试覆盖率和准确性。6、设计一个数字图像处理中的目标检测系统，能够准确检测出特定目标，分析检测的准确率和实时性。7、栈是一种特殊的线性表，遵循特定的操作原则。以下关于栈的描述，错误的是（）A.栈的操作遵循后进先出（LIFO）原则B.入栈和出栈操作的时间复杂度都为O(1)C.栈可以用数组或链表来实现D.栈只能用于实现简单的数值计算，不能用于复杂的算法8、设计一个数字温度计，采用DS18B20温度传感器，能够通过液晶显示屏显示温度值，说明硬件连接和软件编程。9、设计一个基于光电编码器的工业机器人关节位置检测系统，精度达到0.01°。10、设计一个基于数字信号处理器（DSP）的音频均衡器，能够对不同频段的音频信号进行增益调节。11、设计一个通信系统信道编码的性能评估方案，包括不同编码方式的误码率测试和纠错能力分析。12、设计一个基于DSP的音频特效处理系统，如混响、回声等，给出算法流程和效果展示。13、假设要对一组整数进行排序，这些整数的范围较小（例如0到100），并且数据量较大。以下哪种排序算法在这种情况下可能表现最佳？（）A.冒泡排序B.插入排序C.快速排序D.计数排序14、设计一个音频均衡器电路，能够对不同频段的音频信号进行独立调节，给出电路结构和参数计算。15、设计一个太阳能热水器控制器节能优化电路，能够根据天气情况和用户需求自动优化热水器的工作状态，实现节能优化。二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）什么是二叉搜索树的插入操作的自平衡版本？有哪些常见的自平衡二叉搜索树？2、（本题5分）解释什么是桶排序数据结构，说明其原理和应用场景，并阐述如何进行排序操作。3、（本题5分）解释如何在一个具有n个顶点的有向图中，使用拓扑排序算法判断是否存在有向环，并分析其时间复杂度和空间复杂度。三、综合题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）一个物流配送中心需要对货物的配送路径进行规划。配送地点以图的形式表示，边的权重表示两地之间的距离。请设计算法实现以下功能：（1）使用迪杰斯特拉算法找到从起点到终点的最短路径；（2）判断图中是否存在负权边，如果有，如何处理；（3）使用弗洛伊德算法计算所有点对之间的最短路径；（4）如果新增一个配送地点，如何更新最短路径。分析算法的时间复杂度和空间复杂度。2、（本题5分）一个在线游戏需要对玩家的游戏数据（如得分、等级、游戏时间等）进行实时排序和更新。考虑使用平衡二叉排序树来存储这些数据。请设计算法实现以下功能：（1）插入一个新玩家的数据；（2）删除一个指定玩家的数据；（3）根据得分对玩家进行降序排序；（4）更新某个玩家的游戏时间。分析算法的时间复杂度和空间复杂度。3、（本题5分）一个在线订餐系统需要处理餐厅的菜单信息、用户订单、配送地址和支付状态。设计合适的数据结构和算法，实现订单的快速处理和配送优化。4、（本题5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。5、（本题5分）一家物流公司的配送中心需要管理货物的配送信息，包括配送单号、货物信息、收件人信息、配送员信息、配送状态、预计送达时间等。设计合适的数据结构来存储配送数据，实现配送信息的快速查询、状态更新、人员调度，并统计按时送达率。四、设计题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）设计一个哈希表程序，支持不同类型的数据作为键值对，处理哈希冲突并展示插