浙江农林大学《数据结构与算法》2021-2022学年第一学期期末试卷

学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号…………密…………封…………线…………内…………不…………要…………答…………题…………第1页，共3页浙江农林大学《数据结构与算法》

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30个小题，每小题1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D/A转换器的方波信号发生器电路，输出频率范围为100Hz-10kHz，占空比可调。2、设计一个用于光伏逆变器的控制系统，实现最大功率点跟踪和电能质量控制，给出系统架构和控制策略。3、设计一个基于光电传感器的生产线产品计数与分拣系统，能够自动计数和分拣不同规格的产品。4、在数据结构的应用场景中，假设我们正在开发一个在线图书馆管理系统，需要高效地存储和检索大量的图书信息，包括书名、作者、出版年份、分类等。为了能够快速根据书名或作者查找特定的图书，同时能够方便地按照出版年份进行排序和浏览，以下哪种数据结构最适合用于存储这些图书数据？（）A.数组B.链表C.二叉搜索树D.哈希表5、对于一个具有n个节点的二叉搜索树，其平均查找长度的期望值在什么量级？（）A.O(1)B.O(logn)C.O(n)D.O(nlogn)6、设计一个音频功率放大器，要求在一定负载下输出较大功率，且具有良好的音质，提供电路设计和性能测试。7、在一个循环队列中，队满的条件是(rear+1)%maxSize==front，队空的条件是front==rear。假设队列的最大容量为5，当前front=2，rear=1，此时进行入队操作是否可行？（）A.可行B.不可行C.不确定D.以上都不对8、考虑一个航班预订系统，需要存储不同航班的信息，包括航班号、起降时间、座位数量等，并能够快速地根据航班号、起降地点等条件进行查询和预订操作。在这种情况下，以下哪种数据结构和算法的组合可能是最优的？（）A.二分查找算法和二叉搜索树B.哈希表和线性探测解决冲突C.冒泡排序和链表D.选择排序和数组9、在排序算法的改进和优化中，常常结合多种算法的优点。以下关于混合排序算法的叙述，错误的是（）A.可以将快速排序和插入排序结合，在小规模数据时使用插入排序B.混合排序算法能够在不同情况下发挥不同算法的优势，提高整体性能C.设计混合排序算法时，需要考虑不同算法之间的切换时机和条件D.混合排序算法一定比单一的排序算法性能更好10、在一个密码学应用中，需要对大量的明文进行加密处理，并快速地查找和匹配特定的密文。为了提高加密和解密的效率以及数据的存储和检索性能，以下哪种数据结构可能是最适用的？（）A.加密链表，对节点进行加密存储B.加密二叉搜索树，保证数据的安全性和查找效率C.加密哈希表，快速定位密文D.加密栈，按照顺序存储加密数据11、设计一个基于CAN总线的分布式控制系统，实现多个节点之间的数据通信和协同控制，阐述总线协议和系统架构。12、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。13、设计一个基于FPGA的图像压缩编码系统，实现图像的高效压缩，给出硬件设计和编码效率分析。14、在一个长度为n的字符串中，使用朴素的模式匹配算法查找一个长度为m的子串，其最坏情况下的时间复杂度为：（）A.O(n)B.O(m)C.O(nm)D.O(n+m)15、设计一个基于Wi-Fi的远程监控系统，使用摄像头采集图像，并通过网络将图像传输到远程客户端进行实时监控。16、设计一个基于数字信号处理的图像去噪系统，能够有效去除图像中的噪声，同时保持图像细节。17、设计一个基于传感器网络的智能温室控制系统，能够精确控制温室内的环境参数，提高作物产量。18、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19、利用电力电子技术设计一个风力发电系统的功率变换器，实现电能的稳定输出和并网。20、在一个需要对大量整数进行排序的场景中，如果内存空间有限，不能一次性容纳所有数据，以下哪种排序算法可能是最合适的？（）A.冒泡排序，简单但效率低，不适合大数据量B.快速排序，通常在内存中进行，不适合内存受限情况C.归并排序，可以采用外部排序的方式处理大数据量D.插入排序，适用于少量数据，不适合大规模数据21、运用电子电路知识，设计一个用于电动汽车充电桩的电源模块，提供稳定的直流输出。22、设计一个基于微波技术的雷达测距系统，能够准确测量目标物体的距离，并具有较高的分辨率和抗干扰能力。23、设计一个用于医疗监护仪的生理信号处理电路，如心电、血压等，给出电路设计和干扰抑制措施。24、考虑一个搜索引擎的索引构建过程，需要对大量的网页内容进行分词、索引和存储，以便能够快速地根据用户的查询关键词返回相关的网页。以下哪种数据结构和算法常用于搜索引擎的索引构建和查询处理？（）A.倒排索引和分词算法B.正排索引和冒泡排序C.索引链表和选择排序D.索引数组和插入排序25、利用模拟电路技术，设计一个用于音响系统的功率放大器，具备高保真和大功率输出特性。26、想象一个网络数据包的缓存系统，数据包按照到达的先后顺序存储，并且当缓存满时需要删除最早到达的数据包。以下哪种数据结构适合实现这个缓存？（）A.循环队列，能够实现先进先出，并且容易判断满和空的状态B.栈，后进先出，不符合数据包的处理顺序C.优先队列，根据优先级处理，不适合按到达顺序处理D.图，用于表示复杂的关系，不适合简单的数据包缓存27、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。28、利用模拟电路技术，设计一个用于数控机床的电机驱动电路，实现电机的精确调速和位置控制。29、在一个长度为n的顺序表中，删除第i个元素（1<=i<=n），需要移动的元素个数为（）A.iB.n-iC.n-i+1D.n-i-130、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)二、综合题（本大题共5个小题，共25分)1、（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。2、（本题5分）某社交网络平台需要存储用户之间的好友关系，并能够快速地查询某个用户的好友列表、共同好友以及二度好友。请选择合适的数据结构，并设计相应的算法来实现这些功能。3、（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。4、（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。5、（本题5分）一个在线家居设计平台需要存储家具模型、用户设计方案和材料清单。设计数据结构来方便用户设计和修改方案，并生成报价单。三、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）论述如何使用回溯法解决组合总和问题。2、（本题5分）比较冒泡排序、选择排序和插入排序三种排序算法的时间复杂度和空间复杂度，并分析它们的优缺点。3、（本题5分）解释在一个具有n个顶点的无向图中，如何判断是否存在欧拉回路。4、（本题5分）在图的遍历中，深度