浙江财经大学《数据结构》2021-2022学年第一学期期末试卷

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《数据结构》2021-2022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、设计一个基于Arduino的智能灌溉系统，能够根据土壤湿度自动控制灌溉设备的开启和关闭，实现精准灌溉。2、设计一个用于卫星通信的低噪声放大器（LNA），工作频率在Ku波段，噪声系数小于1dB，增益大于20dB，阐述电路设计和器件选型。3、设计一个数字频率计高精度电路，能够实现更高精度的频率测量，精度达到±0.01Hz。4、设计一个基于无线通信技术的智能水质监测浮标系统，能够实时监测水域的水质参数并远程传输。5、数据结构的实现可以使用多种编程语言。以下关于不同编程语言中数据结构实现的特点，不正确的是：（）A.C语言实现数据结构通常需要手动管理内存B.Java中的数据结构具有自动内存管理和丰富的类库支持C.Python中的数据结构使用简单，但性能可能不如其他语言D.不同编程语言中数据结构的实现原理和效果完全相同6、链表是一种常见的链式存储结构。对于单链表，以下关于其特点的描述，错误的是（）A.插入和删除操作不需要移动大量元素，只需修改指针B.可以方便地实现随机访问，时间复杂度为O(1)C.存储空间不必连续，便于动态分配D.查找某一特定位置的元素，需要从头开始遍历，时间复杂度为O(n)7、插入排序也是一种常见的排序算法。以下关于插入排序的叙述，不正确的是：（）A.插入排序将待排序的元素插入到已排序的部分中合适的位置B.插入排序在平均情况下的时间复杂度为O(n^2)C.插入排序是一种不稳定的排序算法D.插入排序对于小规模数据的排序效果较好8、设计一个基于DSP的音频降噪系统，能够有效降低背景噪声，给出算法原理和代码实现。9、在一个股票交易系统中，需要实时记录每只股票的价格变化，并能够快速计算某一时间段内的股票价格均值和波动率。为了支持这些功能，以下哪种数据结构可能是合适的？（）A.滑动窗口结合队列B.双端队列结合堆C.优先队列结合栈D.链表结合树10、设计一个光通信中的掺铒光纤放大器（EDFA）驱动电路，实现对EDFA的稳定驱动和增益控制。11、设计一个基于FPGA的视频图像处理系统，能够实现图像缩放、旋转、灰度变换等基本操作。12、利用射频电路设计一个Wi-Fi信号放大器，增强特定区域内的Wi-Fi信号覆盖。13、设计一个数字信号处理中FFT算法的硬件加速方案，采用FPGA或专用芯片实现，提高运算速度。14、基于通信中的信道编码和译码技术设计一个可靠的通信系统，提高数据传输的纠错能力。15、假设要实现一个字典数据结构，支持快速的插入、删除和查找操作，并且能够存储大量的数据。以下哪种实现方式可能是最优的？（）A.基于链表的实现B.基于数组的实现C.基于哈希表的实现D.基于树的实现16、设计一个电子血压计扩展电路，能够增加血压计的测量功能和精度，并且具有数据传输和分析功能。17、在树的遍历方式中，前序遍历、中序遍历和后序遍历是常见的三种方式。对于这三种遍历方式，以下描述哪一项是不正确的？（）A.前序遍历首先访问根节点，然后递归地遍历左子树和右子树B.中序遍历首先递归地遍历左子树，然后访问根节点，最后递归地遍历右子树C.后序遍历首先递归地遍历左子树和右子树，然后访问根节点D.对于同一棵树，无论采用哪种遍历方式，得到的节点序列都是相同的18、图是一种复杂的数据结构，包含多种类型和算法。以下关于图的存储结构，错误的是：（）A.邻接矩阵适合存储稠密图，能够快速判断两个节点之间是否有边B.邻接表适合存储稀疏图，节省存储空间C.十字链表是邻接表和逆邻接表的结合，适用于有向图的存储和操作D.图的存储结构只影响存储空间的使用，对图的遍历算法没有影响19、设计一个用于医疗成像设备的信号采集系统，如CT、MRI等，能够实现高速、高精度的数据采集，给出系统架构和接口设计。20、设计一个基于蓝牙技术的无线传感器网络节点，能够采集环境温度、湿度和光照等信息，并将数据发送到手机终端，说明节点的硬件设计和软件流程。二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）阐述跳表这种数据结构的原理和实现，比较其与普通链表在查找性能上的差异。2、（本题5分）解释什么是线索二叉树，并说明其作用和建立线索二叉树的方法。3、（本题5分）论述在树的遍历优化中，如何利用线索化和缓存机制提高性能。4、（本题5分）描述二叉树的前序遍历、中序遍历和后序遍历的递归实现方法。5、（本题5分）对于一个具有n个元素的数组，如何使用计数排序算法进行排序？请详细说明其适用条件和步骤。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）设计一个基于链表的队列结构，实现入队、出队和获取队列中元素个数的操作。2、（本题5分）设计一个程序，使用合适的数据结构存储一个在线游戏的玩家好友关系管理系统，支持好友添加、删除和聊天功能。3、（本题5分）设计一个循环链表，模拟约瑟夫环问题，给定人数和出圈间隔，输出出圈顺序。4、（本题5分）设计一个程序，使用染色法判断给定无向图是否为二分图，输出判断结果。5、（本题5分）在平衡二叉搜索树中进行删除操作时，设计平衡调整算法以应对可能出现的不平衡情况。四、综合题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）一个在线考试系统需要管理考试信息，包括考试编号、考试名称、考试时间、考生名单等。系统要能够快速查找特定考试、按照考试时间对考试进行排序、新增考试、删除考试以及添加和删除考生。请选择恰当的数据结构，并详细说明算法和代码实现，以及性能评估。2、（本题10分）某电商网站的推荐系统需要根据用户的浏览历史和购买行为