西南交通大学《数据结构与算法设计》2022-2023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1页，共3页西南交通大学《数据结构与算法设计》

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批阅人一、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、设计一个基于蓝牙4.0技术的智能血压计，能够实时监测血压变化，并提供健康建议。2、设计一个基于单片机的智能灌溉系统，能够根据土壤湿度自动控制灌溉设备的开启和关闭。3、在数据结构的选择中，需要根据具体的应用场景和性能要求进行决策。假设我们要设计一个数据存储方案。以下关于数据结构选择的描述，哪一项是不准确的？（）A.如果需要频繁进行插入和删除操作，且对查找效率要求不高，可以选择链表B.如果数据量较大且需要高效的查找和排序，二叉搜索树是一个较好的选择C.对于需要支持范围查询的数据，B+树通常比二叉搜索树更合适D.无论什么情况，选择数据结构时只考虑操作的时间复杂度，不需要考虑空间复杂度4、设计一个基于ADC和微控制器的风速测量系统，能够测量0-30m/s的风速，精度达到0.1m/s。5、设计一个智能水质监测系统，能够实时监测水质参数如pH值、溶解氧等，并进行数据传输和分析，阐述系统的硬件架构和软件功能。6、根据数字信号处理理论，设计一个音频频谱分析仪，能够显示音频信号的频谱分布。7、设计一个基于FPGA的图像增强系统，能够对图像进行对比度增强、亮度调整等操作。8、使用单片机设计一个汽车防盗报警系统，能够检测车辆的异常状态并发出警报，同时通过短信通知车主。9、基于通信纠错编码和交织技术设计一个抗衰落通信系统，提高在恶劣信道条件下的数据传输可靠性。10、利用数字逻辑电路设计一个交通流量统计系统，能够对道路上的车辆数量进行实时统计和分析。11、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，说明系统架构和通信协议转换。12、设计一个音频均衡器智能调节电路，能够根据输入音频信号的特点自动调节均衡器的参数，实现智能调节。13、设计一个基于ARM的嵌入式图像识别系统，能够对特定目标进行识别和分类，阐述系统的硬件架构和算法实现。14、当使用树结构来存储数据时，平衡二叉树是为了保证树的高度平衡，从而提高查找效率。假设一个平衡二叉树由于插入操作导致失衡，以下哪种调整方法可以恢复平衡（）A.旋转操作B.重新构建整棵树C.忽略失衡，继续进行操作D.以上方法都不行15、设计一个数字图像处理中的图像超分辨率重建效果评估系统，分析重建质量。二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）详细论述在利用堆进行优先级队列操作时，如何支持修改元素的优先级，并给出具体的算法步骤和代码实现。2、（本题5分）阐述如何判断一个链表是否存在环，如果存在，如何找到环的入口节点，分析算法的思路和时间复杂度。3、（本题5分）详细阐述如何在一个双向链表中实现节点的快速插入和删除操作。三、综合题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）一个电商仓库管理系统需要记录货物的入库时间、存放位置、数量和保质期等信息。设计数据结构来优化货物的存储和查找，及时处理过期货物和库存盘点。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）某社交平台需要存储用户的好友关系数据。每个用户有一个唯一的用户ID，好友关系是双向的。请设计数据结构来表示用户之间的好友关系，能够快速查询某个用户的好友列表、判断两个用户是否为好友、添加或删除好友关系，并计算用户的好友数量。4、（本题5分）一个物流配送中心需要对货物的运输路径进行规划，已知各个城市之间的距离和运输成本。设计一种数据结构和算法，能够找到从起始城市到目标城市的最短路径和最低成本路径。5、（本题5分）某公司的人力资源管理系统需要存储员工的培训记录，如员工编号、培训课程、培训时间、培训成绩等。系统要能够快速查找特定员工的培训记录、按照培训成绩对员工进行排序、新增培训记录、修改培训信息、删除无效记录。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。四、设计题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）研究跳表在数据动态更新频繁情况下的性能优化