信阳师范大学《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批阅人一、单选题（本大题共15个小题，每小题1分，共15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PLC的风机控制系统，能够根据环境温度和压力自动调节风机的转速，实现节能运行。2、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3、设计一个电子秤数据传输电路，能够将电子秤的测量数据传输到电脑或其他设备进行分析和处理。4、设计一个基于FPGA的图像边缘检测系统，能够对输入的灰度图像进行边缘检测，并输出边缘图像。5、图是一种复杂的数据结构，包含顶点和边。假设存在一个无向图，顶点分别为A、B、C、D、E，边的集合为{(A,B),(A,C),(B,D),(C,D),(D,E)}。使用深度优先搜索算法从顶点A开始遍历，以下哪个遍历顺序是可能的？（）A.A-B-C-D-EB.A-C-B-D-EC.A-B-D-C-ED.A-E-D-C-B6、设计一个基于Arduino的智能家居控制系统，能够实现灯光控制、温度监测和窗帘控制，描述系统组成和通信协议。7、设计一个基于PLC的自动化生产线物流输送系统，实现物料的自动搬运、存储和配送。8、设计一个半导体发光二极管（LED）驱动电路，使其能够稳定发光，具有亮度调节功能，并分析其效率和可靠性。9、设计一个基于传感器的智能火灾报警系统，能够实时监测环境中的烟雾浓度和温度，当达到报警阈值时发出声光报警信号。10、设计一个数字音频处理中的音频编码码率控制策略，分析对音质和带宽的影响。11、设计一个基于STM32的智能农业灌溉系统，能够根据土壤湿度、气象条件等自动控制灌溉，提供系统的硬件电路和控制策略。12、设计一个基于加速度传感器的振动监测系统，能够监测设备的振动情况，并进行故障预警。13、采用模拟电子技术设计一个直流电机调速系统，能够通过改变输入电压实现电机转速的调节，并保证系统的稳定性。14、假设正在开发一个视频编码系统，需要对视频帧进行压缩和存储，并能够快速地读取和解码。在这种情况下，以下哪种数据结构可能对视频数据的组织和处理最有帮助？（）A.树状数组，优化数据的存储和访问B.跳表，支持快速的帧查找和操作C.链表，顺序存储视频帧数据D.数组，直接映射视频帧的存储位置15、图是一种复杂的数据结构。假设我们正在研究一个无向图。以下关于图的描述，哪一项是不准确的？（）A.图可以用邻接矩阵或邻接表来存储，不同的存储方式适用于不同的场景B.图的深度优先搜索和广度优先搜索算法可以用于遍历图中的所有节点C.在无向图中，两个节点之间的边是双向的，边的权值通常表示节点之间的距离或关系强度D.图的最小生成树是唯一的，无论使用哪种算法求解二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）深入分析在一个具有n个元素的链表中，如何对链表进行旋转操作，如将链表的后k个节点移到链表头部。2、（本题5分）探讨在一个具有n个顶点的无向图中，如何进行图的着色问题。3、（本题5分）深入分析在利用栈实现表达式求值的过程中，如何处理不同的运算符优先级和括号。4、（本题5分）详细说明如何在一个带权无向图中计算所有顶点对之间的最小权值路径的平均值。三、综合题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）某城市的公交系统需要对公交线路和站点进行管理。线路和站点信息以有向无环图的形式存储。请设计算法实现以下功能：（1）查找从起点到终点经过最少站点的公交线路；（2）判断两条公交线路是否存在交叉站点；（3）新增一条公交线路时，如何更新整个公交网络；（4）计算每个站点的客流量。分析算法的时间复杂度和空间复杂度。2、（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。3、（本题5分）一个在线音乐平台的歌单管理系统需要记录歌单信息、歌曲列表和用户收藏情况。歌单信息包括歌单ID、歌单名称、创建者ID，歌曲列表包括歌曲ID、歌单ID，用户收藏情况包括用户ID、歌单ID。设计数据结构来管理歌单数据，实现歌单的创建、歌曲的添加和删除、用户的收藏和取消收藏，并统计热门歌单。4、（本题5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位并计算停车费用。5、（本题5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。四、设计题（本大题共4个小题，共40分)1、（本题10分）设计一个程序，使用贪心算法解决活动选择的最早结束时间优先策略，输出活动安排