烟台大学《数据结构与算法课程设计》2021-2022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页烟台大学《数据结构与算法课程设计》

2021-2022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、设计一个智能温度传感器，能够通过数字接口输出温度数据，并具有低功耗特性，阐述传感器的原理和电路设计。2、根据模拟电路理论，设计一个用于医疗设备的生物电信号放大器，能够放大微弱的生物电信号，如心电、脑电等。3、设计一个用于雷达测距的收发电路，能够测量目标距离并显示，给出射频电路设计和信号处理算法。4、设计一个集成电路工艺中蚀刻工艺的参数监测和控制系统，保证蚀刻质量。5、使用单片机设计一个智能家居安防监控系统，能够实时监控家中情况，当有异常时进行图像抓拍和报警。6、想象一个需要存储和操作几何图形（如点、线、面）的系统，以下哪种数据结构可能是最适合的？（）A.空间索引（如R-tree），能够高效地处理空间数据B.链表，对于复杂的几何关系处理不便C.数组，存储固定数量的几何对象，不灵活D.栈，不适合存储和操作几何图形7、基于通信协议栈设计一个网络通信模块，支持多种网络协议，实现数据的收发和处理。8、设计一个基于数字电位器的灯光亮度调节系统，能够实现灯光亮度的平滑调节和记忆功能。9、设计一个基于蓝牙的智能门锁系统，能够通过手机蓝牙开锁，并记录开锁日志，描述系统硬件和软件设计。10、设计一个温度传感器网络电路，能够将多个温度传感器连接起来，组成一个温度监测系统，并且具有数据传输和显示功能。11、字符串是一种常见的数据类型，在字符串的操作中，模式匹配是重要的问题。关于朴素的模式匹配算法，以下描述错误的是（）A.时间复杂度较高B.从主串的第一个字符开始依次匹配C.每次匹配失败后，模式串需要回溯到起始位置D.是一种高效的模式匹配算法12、设计一个自动控制系统中的速度控制器，用于控制电机的转速，满足特定的动态和稳态性能指标。13、设计一个基于光电传感器的自动门控制系统，当有人靠近时自动开门，一段时间后自动关门。14、设计一个基于蓝牙技术的无线数据传输系统，实现两个设备之间的稳定数据通信，考虑传输距离和数据速率。15、设计一个基于音频DAC的音频播放系统，支持高保真音频输出，采样率不低于44.1kHz。二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）解释如何在一个二叉树中进行按层之字形遍历（即奇数层从左到右，偶数层从右到左），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）论述如何利用并查集解决岛屿数量问题，给出算法思路和代码实现。3、（本题5分）论述在AVL树中，插入操作导致失衡后，如何进行单旋转和双旋转调整。三、综合题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）某电商平台的促销活动管理系统需要记录活动信息、参与商品、优惠规则和用户参与情况等。设计一种数据结构来存储这些信息，实现活动的创建、修改和删除，参与商品的添加和删除，优惠规则的设置和计算，以及用户参与情况的记录和统计，并能够实时监控活动效果和调整策略。2、（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。3、（本题5分）某城市的垃圾分类管理系统需要记录垃圾投放点信息、垃圾类型、分类情况和回收记录等。设计一种数据结构来存储这些信息，实现垃圾投放点的管理，垃圾类型的分类和统计，分类情况的监督和回收记录的查询，并能够提高垃圾分类的效率和准确性。4、（本题5分）某医院的病历管理系统需要存储患者的病历信息，包含患者编号、姓名、性别、年龄、病症、诊断结果、治疗方案等。系统要支持快速检索特定患者的病历、按照病症的严重程度对病历进行排序、添加新的病历、删除旧病历以及更新病历内容。请选择恰当的数据结构，并详细说明如何实现这些功能，包括算法思路和代码实现，以及性能评估。5、（本题5分）一个在线游戏的组队系统需要对玩家的组队信息进行管理。组队信息包括队伍编号、队员列表、队伍状态等。这些信息以稀疏矩阵的形式存储。请设计算法实现以下功能：（1）查询某个队伍的队员信息；（2）玩家加入或退出队伍时更新矩阵；（3）按照队伍人数对队伍进行排序；（4）统计空闲队伍的数量。分析算法的时间复杂度和空间复杂度。四、设计题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）设计一个程序