浙大城市学院《数据结构与算法》2021-2022学年第一学期期末试卷

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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ZigBee技术的无线传感器网络节点，能够采集环境参数（如温度、湿度、光照等）并将数据传输到协调器。2、二叉堆是一种特殊的二叉树，常用于实现优先队列。假设我们正在使用一个最大堆。以下关于二叉堆的描述，哪一项是不准确的？（）A.最大堆的根节点值是堆中所有节点值中的最大值B.向最大堆中插入一个元素后，需要通过调整保持堆的性质C.最大堆常用于实现排序算法，如堆排序D.二叉堆只能是完全二叉树，不能是不完全二叉树3、设计一个基于数字信号处理的图像压缩系统，能够对输入图像进行高效压缩，减少存储空间和传输带宽需求。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、设计一个基于蓝牙mesh技术的智能照明控制系统，能够实现多个灯具的分组控制和场景切换。6、对于有向图，其拓扑排序是一种重要的操作。以下关于拓扑排序的描述，错误的是（）A.结果不一定唯一B.可以用于判断有向图是否存在环C.若存在环，则无法进行拓扑排序D.拓扑排序的结果是一个有序的节点序列，反映了节点之间的先后关系7、考虑一个图书馆管理系统，需要存储图书的信息，包括书名、作者、ISBN号、借阅状态等，并能够根据不同的条件进行快速查询和排序，如按照借阅次数、出版年份等。为了实现这些功能，以下哪种数据结构可能是最有效的？（）A.冒泡排序算法结合数组B.快速排序算法结合链表C.归并排序算法结合二叉树D.插入排序算法结合栈8、设计一个数字信号发生器电路，能够产生不同类型的数字信号，如脉冲信号、方波信号、正弦波信号等，信号频率和幅度可调节。9、设计一个射频识别系统中的防碰撞算法实现方案，分析算法的效率和系统响应时间。10、在实际应用中，常常需要对数据结构进行优化。以下关于数据结构优化的描述，错误的是：（）A.可以通过选择合适的存储结构来提高性能B.可以通过改进算法来降低操作的时间复杂度C.优化数据结构一定会增加代码的复杂性D.优化需要综合考虑性能、可读性和可维护性11、设计一个基于ZigBee技术的智能消防报警系统，能够实时监测火灾参数（如烟雾、温度等）并及时报警。12、设计一个射频电路中的功率放大器线性化方案，提高放大器的线性度和效率。13、利用射频电路设计一个手机信号放大器，提高特定区域内的手机信号强度和质量。14、设计一个基于FPGA的高速数据存储系统，支持SATA或NVMe接口，给出硬件设计和性能测试。15、设计一个基于传感器网络的农业环境监测系统，能够实时监测土壤湿度、光照强度、风速等参数，为农业生产提供数据支持。二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）详细阐述归并排序在外部排序中的应用和优势。2、（本题5分）解释在平衡二叉搜索树中，如何通过平衡调整操作提高树的查找性能。3、（本题5分）解释并举例说明在一个具有n个元素的顺序表中，如何进行希尔排序。4、（本题5分）详细说明如何在一个无向图中进行最短路径的动态更新，当边的权值发生变化时，给出算法步骤和实现代码，并分析其时间复杂度。三、综合题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）一个在线购物车系统需要管理商品信息，包括商品编号、商品名称、商品数量、商品单价、总价等。系统要能够快速计算购物车总价、按照商品单价对商品进行排序、添加商品、修改商品数量、删除商品。请设计合理的数据结构和算法，并提供代码实现和性能分析。2、（本题5分）一个快递公司的包裹跟踪系统需要记录包裹的单号、运输路径、当前位置和预计送达时间。设计合适的数据结构来实现包裹状态的实时查询和跟踪。3、（本题5分）某餐厅的菜单管理系统需要存储菜品信息，如菜品编号、菜品名称、菜品价格、菜品分类、销量等。系统要实现快速查找特定菜品、按照销量对菜品进行排序、新增菜品、修改菜品信息以及删除菜品。请确定合适的数据结构，并详细阐述算法和代码实现，同时讨论性能优化方法。4、（本题5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。5、（本题5分）某企业的员工绩效考核系统需要记录员工的工作任务、完成情况、绩效得分、考核评语等信息。设计数据结构来实现绩效考核的流程管理，支持考核数据的录入、统计和分析，能够为企业提供员工绩效的综合评估和发展建议。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，使用链表实现一个学生成绩管理系统，能够添加、删除、查找、修改学生成绩，并按照成绩进行排序输出。2、（本题10分）设计一个程序，利用数组实现堆