玉林师范学院《数据结构实验》2021-2022学年第一学期期末试卷

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《数据结构实验》2021-2022学年第一学期期末试卷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、设计一个基于数字信号处理的语音增强系统，能够在噪声环境下提高语音的清晰度和可懂度。2、在一个图的表示和处理中，如果图的边数相对较少，并且需要快速判断两个顶点之间是否存在边，以下哪种图的存储结构可能是最优的？（）A.邻接矩阵，直观表示顶点之间的关系B.邻接表，节省存储空间C.十字链表，方便进行顶点和边的操作D.边集数组，集中存储边的信息3、设计一个基于蓝牙Mesh网络的智能家居控制系统，实现多个设备的协同控制，描述网络架构和控制策略。4、选择排序是另一种常见的排序算法。以下关于选择排序的说法中，不正确的是（）A.选择排序每次从待排序序列中选择最小（或最大）的元素放到已排序序列的末尾B.选择排序在最坏情况下的时间复杂度为O(n^2)C.选择排序的空间复杂度为O(1)D.选择排序是一种稳定的排序算法5、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。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、设计一个音频DAC转换器电路，实现高保真音频输出，给出电路结构和性能指标。8、设计一个基于运算放大器的求和放大器电路，能够实现多个输入信号的加权求和。9、设计一个基于单片机的智能车位引导系统，能够实时显示停车场内的车位占用情况，并引导车辆快速找到空闲车位。10、在一个有n个顶点的带权有向图中，使用迪杰斯特拉（Dijkstra）算法求从源点到其他各顶点的最短路径，其时间复杂度为？（）A.O(n)B.O(nlogn)C.O(n^2)D.O(n^3)11、在图的应用中，最小生成树是一个重要的概念。关于最小生成树的算法，以下说法错误的是（）A.Prim算法和Kruskal算法都可以用于求解最小生成树B.Prim算法从一个顶点开始，逐步扩展生成树C.Kruskal算法按照边的权值从小到大选择边来构建生成树D.最小生成树是唯一的，无论使用哪种算法得到的结果都相同12、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。13、归并排序是一种基于分治思想的排序算法。对于归并排序的过程和特点，以下描述哪一项是不正确的？（）A.归并排序将数组不断地分成两半，分别进行排序，然后将排序好的两部分合并起来B.归并排序在任何情况下的时间复杂度均为O(nlogn)，空间复杂度为O(n)C.归并排序是一种稳定的排序算法，能够保持相同元素的相对顺序D.归并排序在处理大规模数据时，性能不如快速排序和冒泡排序14、设计一个基于霍尔传感器的电机转速测量系统，能够实时测量电机的转速并将数据显示出来。15、在一个有向图中，顶点表示城市，边表示城市之间的道路，边的权重表示道路的长度。如果要使用迪杰斯特拉算法找到从源顶点到其他所有顶点的最短路径，以下哪个步骤是算法的核心？（）A.每次选择距离源顶点最近的未访问顶点B.从源顶点开始依次访问所有顶点C.不断更新顶点的距离值D.随机选择一个顶点作为起始点二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）对于一个用哈希表存储的整数对集合，解释如何设计哈希函数和处理冲突，给出具体的示例和代码。2、（本题5分）阐述如何在一个循环队列中实现元素的入队和出队操作，给出算法步骤和实现代码，并分析其时间复杂度和空间复杂度。3、（本题5分）比较冒泡排序和快速排序在对小规模数据的处理速度。三、综合题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）某公司的项目进度跟踪系统需要记录项目的各个阶段、负责人、开始时间、预计结束时间、实际进度等信息。设计数据结构来直观展示项目进度，支持项目阶段的调整、负责人变更等操作，能够及时发现项目延期风险并进行预警。2、（本题5分）一个在线视频会议系统需要对参会人员的状态和发言顺序进行管理。参会人员信息包括人员编号、姓名、状态（在线/离线）、发言顺序等。这些信息以三元组表的形式存储。请设计算法实现以下功能：（1）查询在线参会人员名单；（2）调整参会人员的发言顺序；（3）人员离线时更新状态；（4）统计发言次数超过一定阈值的人员数量。分析算法的时间复杂度和空间复杂度。3、（本题5分）一个在线购物车系统需要对用户添加的商品进行管理。商品信息包括商品ID、名称、价格、数量等。购物车以栈和队列的组合形式实现。请设计算法实现以下功能：（1）添加商品到购物车；（2）从购物车中删除指定商品；（3）按照价格从高到低输出购物车中的商品；（4）计算购物车中商品的总价。分析算法的时间复杂度和空间复杂度。4、（本题5分）一个在线点餐外卖系统需要管理餐厅信息、菜品信息、用户订单、配送信息等。设计数据结构来实现餐厅和菜品的添加、删除、修改，用户订单的处理和配送状态的跟踪，能够优化配送路线和提高订单处理效率。5、（本题5分）某医院的药品库存管理系统需要对药品的种类、数量和有效期进行管理。药品信息包括药品编号、名称、数量、有效期等。这些信息以哈希桶的形式存储。请设计算法实现以下功能：（1）查询某种药品的库存数量和有效期；（2）药品入库时添加信息；（3）药品过期时删除信息；（4）统计即将过期的药品数量。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