烟台大学《数据结构与算法》2022-2023学年第一学期期末试卷

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《数据结构与算法》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、设计一个电子血压计数据分析与预警电路，能够对血压计测量的数据进行分析，当血压异常时发出预警信号。2、在图的数据结构中，邻接矩阵和邻接表是两种常见的存储方式。关于这两种存储方式，以下描述哪一项是不正确的？（）A.邻接矩阵使用二维数组来表示图中节点之间的关系，空间复杂度较高B.邻接表使用链表或数组来存储节点的邻接节点，适用于稀疏图C.对于稠密图，邻接表的存储方式比邻接矩阵更节省空间D.无论是邻接矩阵还是邻接表，在判断两个节点是否相邻时，时间复杂度都是O(1)3、使用集成电路设计一个乘法器，给出乘法运算的速度和精度要求，并进行电路设计和优化。4、设计一个基于微控制器的智能小车控制系统，实现小车的自动避障、循迹和速度控制等功能。5、采用模拟电子技术设计一个宽带放大器，能够在较宽的频率范围内实现信号放大。6、设计一个数字音频处理中的音频时频分析和特征提取系统，分析特征的有效性。7、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实时边缘检测，采用Sobel算子，给出硬件架构和Verilog代码实现。8、设计一个基于FPGA的数字频率计，能够测量输入信号的频率，具有较高的测量精度和较宽的测量范围。9、设计一个基于光电传感器和计数器的物体运动速度测量系统，准确测量物体的运动速度。10、设计一个数字电压表高精度测量电路，能够实现更高精度的直流电压测量，精度达到±0.01V。11、考虑一个搜索引擎的索引构建过程，需要对大量的网页内容进行分词、索引和存储，以便能够快速地根据用户的查询关键词返回相关的网页。以下哪种数据结构和算法常用于搜索引擎的索引构建和查询处理？（）A.倒排索引和分词算法B.正排索引和冒泡排序C.索引链表和选择排序D.索引数组和插入排序12、设计一个基于运算放大器的仪表放大器电路，增益可调，共模抑制比大于100dB。13、设计一个图像处理中的颜色空间转换模块，能够在不同颜色模型之间进行准确转换，进行误差分析。14、假设要设计一个算法来计算表达式的值，例如“(2+3)*4-5”，需要一种数据结构来存储操作数和运算符，并按照正确的顺序进行计算。以下哪种数据结构可能是最合适的？（）A.队列，先进先出，难以处理表达式的优先级B.栈，能够方便地处理运算符的优先级和计算顺序C.数组，存储固定数量的元素，不利于表达式的灵活计算D.哈希表，主要用于快速查找，不适合表达式的计算15、设计一个基于RFID技术的门禁系统，能够识别合法的RFID标签并控制门的开关，描述系统的硬件组成和软件流程。16、设计一个基于FPGA的高速并行数据处理系统，能够快速处理大量的数据，阐述硬件架构和并行处理算法。17、设计一个基于DSP的语音识别系统，能够实现特定语音指令的识别和响应，给出系统的硬件架构和识别算法。18、平衡二叉树是为了改进二叉搜索树在某些情况下退化为链表的情况而设计的。AVL树是一种常见的平衡二叉树，通过旋转操作来保持树的平衡。当在AVL树中插入一个新节点导致失衡时，可能需要进行单旋转或双旋转操作来恢复平衡。以下关于AVL树旋转操作的描述，错误的是：（）A.旋转操作可以保持二叉树的性质B.旋转操作的目的是调整节点的位置，使树重新平衡C.单旋转和双旋转操作一定能使树的高度降低D.旋转操作的时间复杂度为O(1)19、设计一个数字电压表，测量范围为0至50V，精度为0.1V，采用ADC芯片实现，说明硬件电路和软件算法。20、设计一个简单的数字信号传输系统，采用差错控制编码提高传输可靠性，包括编码和解码电路设计以及性能测试。二、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删除所有值为指定值的节点，给出算法步骤和实现代码，并分析其时间复杂度。2、（本题5分）详细阐述哈夫曼树的构建过程和原理，说明哈夫曼编码的生成方法以及其在数据压缩中的优势。3、（本题5分）对于一个具有n个顶点和e条边的带权无向图，如何使用克鲁斯卡尔（Kruskal）算法构造最小生成树？4、（本题5分）详细解释在一个具有n个元素的二叉树中，如何进行后序遍历的非递归实现。5、（本题5分）详细阐述如何在一个带权有向图中判断是否存在负权回路。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，判断给定的链表是否存在环，若存在，找出环的入口节点。2、（本题5分）设计一个程序，使用链表实现栈的复制功能，输入一个栈进行复制并展示结果。3、（本题5分）设计一个程序，使用迪杰斯特拉算法求一个有向带权图中指定顶点到其他顶点的最短路径。4、（本题5分）设计一个程序，使用归并排序算法对一个无向图的顶点进行排序。5、（本题5分）设计一个程序，使用数据结构来存储一个电商平台的用户评价信息（评价编号、用户ID、商品ID、评价内容、评分等），并实现评价的查询、统计和筛选功能。四、综合题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）某电商平台的优惠券管理系统需要存储优惠券信息，如优惠券编号、优惠金额、使用条件、有效期等。系统要能够快速查找特定优惠券、按照优惠金额对优惠券进行排序、发放优惠券、使用优惠券以及删除过期优惠券。请选择恰当的数据结构，并详细阐述实现这些功能的算法和代码，以及性能考量。2、（本题10分）某电商平台的商品推荐系统需要根据用户的浏览和购买历史为用户推荐商品。系统需要存储用户的行为数据，包括用户编号、商品编号、浏览时间、购买时间等。请设计合适的数据结构和算法，能够快速分析用户行为，为用户生成个性化的商品推荐，并给出代码实现和性能评估。3、（