烟台大学《数据结构课程设计》2022-2023学年第一学期期末试卷

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2022-2023学年第一学期期末试卷题号一二三四总分得分一、单选题（本大题共25个小题，每小题1分，共25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、设计一个数字电压表，能够测量直流电压和交流电压，精度和量程满足一定要求，提供电路设计和误差分析。2、设计一个数字频率计，采用等精度测量法，测量范围为10Hz至100MHz，给出系统方案和误差分析。3、设计一个数字存储示波器触发与存储优化电路，能够提高示波器的触发准确性和存储效率。4、设计一个数字通信系统差错控制编码的仿真模型，分析不同编码方式在不同信道条件下的性能。5、在图的最短路径问题中，Dijkstra算法是一种常用的算法。以下关于Dijkstra算法的描述中，不正确的是（）A.该算法适用于有向图和无向图B.算法从起始顶点开始，逐步计算到其他顶点的最短路径C.算法通过不断更新顶点的距离值来找到最短路径D.算法的时间复杂度为O(n^2)，其中n是顶点的数量6、设计一个基于蓝牙低功耗技术的智能血压计，能够准确测量血压，并将数据传输到手机APP进行分析和存储。7、设计一个通信系统调制解调模块的测试方案，包括测试信号的生成、设备的连接和测试结果的分析。8、设计一个基于单片机的智能灌溉系统，根据土壤湿度和气象条件自动控制灌溉水量和时间。9、快速排序是一种高效的排序算法。关于快速排序的原理和性能，以下叙述错误的是（）A.快速排序通过选择一个基准元素，将待排序序列分为两部分B.快速排序在平均情况下的时间复杂度为O(nlogn)C.快速排序在最坏情况下的时间复杂度为O(n^2)，但这种情况很少出现D.快速排序是一种稳定的排序算法10、设计一个数字信号调制解调高速电路，能够实现更高的数据传输速率，提高通信效率。11、设计一个基于ADC和微控制器的水质监测系统，能够测量pH值、溶解氧、电导率等水质参数。12、红黑树也是一种自平衡的二叉搜索树。假设我们正在研究一个红黑树。以下关于红黑树的描述，哪一项是不准确的？（）A.红黑树通过对节点颜色的约束来保持一定程度的平衡B.红黑树的插入和删除操作相对复杂，但能保证较好的性能C.红黑树的查找操作的时间复杂度在平均情况下优于AVL树D.红黑树在频繁插入和删除节点的情况下，性能比AVL树更稳定13、设计一个基于FPGA的视频流处理系统，能够实现视频的压缩、传输和显示，阐述硬件设计和视频处理算法。14、在数据结构的应用中，解决冲突是一个常见的问题。以下关于冲突解决的描述，不正确的是：（）A.在哈希表中，当多个元素映射到同一个位置时就会发生冲突B.除了开放寻址法和链地址法，还有其他一些冲突解决方法，如再哈希法C.冲突解决的好坏直接影响哈希表的性能，但对其他数据结构没有影响D.选择合适的冲突解决方法需要综合考虑数据分布、操作频率等因素15、设计一个射频电路中的功率放大器，工作在特定频段，具有较高的输出功率和效率，进行稳定性分析。16、在数据结构的实际应用中，根据不同的需求选择合适的数据结构非常重要。以下场景中，不适合使用链表的是（）A.需要频繁在表头或表尾进行插入和删除操作B.对数据的随机访问要求较高C.数据量不确定，需要动态分配内存D.存储空间有限，需要节省内存17、设计一个用于工业机器人的运动控制系统，能够实现点位控制、轨迹规划和速度控制，说明控制算法和驱动器选型。18、设计一个基于模拟比较器和定时器的脉冲宽度测量系统，能够测量脉冲的宽度。19、在数据结构中，查找操作也是常见的操作之一。顺序查找适用于无序数组，其平均时间复杂度为：（）A.O(n)B.O(nlogn)C.O(logn)D.O(1)20、堆是一种特殊的树形数据结构，常用于实现优先队列。以下关于堆的描述，错误的是：（）A.大顶堆中每个节点的值都大于或等于其子节点的值，小顶堆则相反B.可以用数组来实现堆，通过计算索引可以方便地进行堆的操作C.堆排序利用堆的特性，将数组构建成堆，然后依次取出堆顶元素得到排序结果D.堆的插入和删除操作的时间复杂度都为O(logn)，且堆的空间复杂度总是高于其他线性数据结构21、在数据结构的排序算法中，归并排序是一种稳定的排序方法。假设我们正在使用归并排序对数组进行排序。以下关于归并排序的描述，哪一项是不准确的？（）A.归并排序的基本思想是将数组分成两半，分别排序后再合并B.归并排序的时间复杂度在任何情况下都是O(nlogn)C.归并排序在合并过程中需要额外的辅助空间，其空间复杂度为O(n)D.归并排序是一种原地排序算法，不需要额外的存储空间22、设计一个基于蓝牙Mesh技术的智能照明控制系统，实现对多个灯具的分组控制和场景切换。23、利用模拟电路技术，设计一个用于医疗设备的直流稳压电源电路，提供稳定的低噪声电源。24、设计一个基于D/A转换器的锯齿波信号发生器电路，输出频率范围为10Hz-1kHz，幅度可调。25、设计一个基于数字图像处理的人脸识别系统，能够对输入的图像进行人脸检测、特征提取和识别，说明算法的选择和优化。二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）阐述在一个循环队列中，如何判断队空和队满的条件，并解释为什么需要这样判断，以及可能会出现的误判情况和解决方法。2、（本题5分）解释如何在一个具有n个元素的数组中，找出两个数之和等于给定值的所有组合，分析所使用的算法和时间复杂度。3、（本题5分）详细论述树和二叉树的区别与联系，举例说明如何将一棵树转换为二叉树。4、（本题5分）详细说明红黑树的性质和插入、删除操作时的颜色调整规则，分析红黑树与其他平衡二叉树的区别和优势。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，使用循环队列存储图书馆的借阅记录，实现借阅信息的查询和管理。2、（本题5分）设计一个程序，使用插入排序算法对一个有向图的出度进行排序。3、（本题5分）使用顺序存储的方式设计一个循环队列，模拟实现火车站售票窗口的排队购票系统，处理购票和退票操作。4、（本题5分）设计一个算法，在一个无向图中找出所有度数为奇数的顶点。5、（本题5分）设计一个算法，在一个有序的链表中插入一个新元素，使链表仍然保持有序。四、综合题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）在一个银行的账户管理系统中，需要存储客户的账户信息，包括账户ID、客户姓名、身份证号、账户余额、交易记录等。请设计数据结构来管理账户数据，实现账户的快速查询、存款、取款、转账操作，并生成交易报表。2、（本题10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