郑州工业应用技术学院《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页郑州工业应用技术学院《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、根据数字信号处理理论，设计一个图像压缩编码系统，能够对图像进行高效压缩，同时保持较好的图像质量。2、设计一个简单的工业自动化控制系统，实现对生产线上设备的运行控制和状态监测，阐述系统的架构和控制策略。3、设计一个基于FPGA的图像锐化系统，能够增强图像的边缘和细节，说明算法和硬件实现。4、设计一个基于ADC和微控制器的压力测量系统，能够测量0-100MPa的压力，精度达到0.1MPa。5、已知一个带权无向图的顶点集合为{V1,V2,V3,V4,V5}，其对应的邻接矩阵如下：（）|024∞∞||2013∞||41021||∞3205||∞∞150|使用Prim算法构造最小生成树，首先被选中的边是？A.(V1,V2)B.(V2,V3)C.(V3,V5)D.(V2,V5)6、设计一个基于数字信号处理器（DSP）的实时图像处理系统，能够快速处理视频流中的图像。7、在图的存储中，邻接多重表常用于无向图的存储。以下关于邻接多重表的优点，描述错误的是（）A.便于删除和插入边B.节省存储空间C.便于判断两个顶点之间是否有边D.对有向图的存储效果更好8、设计一个基于蓝牙4.0技术的智能血压计，能够实时监测血压变化，并提供健康建议。9、在树型数据结构中，二叉树是一种重要的类型。关于二叉树的性质，以下正确的是：（）A.一棵深度为k的满二叉树，其节点总数为2^k-1B.二叉树的中序遍历结果是节点值的升序排列（假设节点值为整数）C.任何一棵二叉树，其叶子节点数一定等于度为2的节点数加1D.二叉树的前序遍历和后序遍历结果一定不同10、设计一个数字电路中同步时序电路和异步时序电路的性能比较系统，分析在不同应用场景下的优劣。11、考虑用数据结构来实现一个表达式求值的算法，例如计算中缀表达式的值。以下哪种数据结构组合可能是最有效的（）A.栈和队列B.栈和二叉树C.队列和哈希表D.栈和链表12、设计一个基于PLC的电梯控制系统，能够实现电梯的上升、下降、停靠、开门、关门等功能，并具备超载报警和故障诊断功能。13、归并排序是一种基于分治思想的排序算法。以下关于归并排序的描述，不正确的是（）A.将数组不断分成两半，分别排序后再合并B.归并排序的时间复杂度始终为O(nlog₂n)C.归并排序是一种稳定的排序算法D.归并排序的空间复杂度较高，为O(n)14、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15、使用集成电路设计一个音频功率放大器，要求输出功率达到一定值，同时具有良好的音质和低噪声。16、假设要实现一个LRU（LeastRecentlyUsed）缓存，当缓存满时，删除最近最少使用的元素。以下哪种数据结构可以有效地实现这个功能？（）A.数组结合链表，通过移动链表节点来标记使用频率B.哈希表结合双向链表，能够快速查找和调整元素顺序C.栈，后进先出，无法体现使用频率D.队列，先进先出，不能区分元素的使用频率17、设计一个通信系统中的调制电路，能够实现对输入模拟信号的ASK调制，并分析其调制性能和频谱特性。18、设计一个数字音频处理中的音频降噪系统，分析降噪效果和对音质的影响。19、二叉树是一种重要的数据结构，具有多种遍历方式。假设存在一个二叉树，其先序遍历的结果是ABDECF，中序遍历的结果是DBEAFC。请问该二叉树的后序遍历结果是什么？（）A.DEBFCAB.DBEFCAC.DEBCFAD.DFEBCA20、在图的算法中，最小生成树算法用于构建连通图的最小代价生成树，以下关于最小生成树算法的描述，正确的是：（）A.Prim算法和Kruskal算法都能得到图的最小生成树，但算法思想不同B.Prim算法从图中的任意一个节点开始构建生成树，Kruskal算法则从边的集合开始C.最小生成树的权值之和是唯一确定的，与算法的选择无关D.对于稠密图，Kruskal算法的效率高于Prim算法；对于稀疏图，Prim算法更优二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）阐述二叉树的层次遍历算法的实现过程，分析其时间复杂度，并举例说明其应用场景。2、（本题5分）论述在贪心算法的局限性分析中，举例说明在哪些情况下贪心算法不能得到最优解。3、（本题5分）在图的存储中，如何表示有权图和无权图？各有哪些常见的算法应用？4、（本题5分）详细说明如何使用基数排序对整数或字符串进行排序，分析其原理和时间复杂度。5、（本题5分）数组的切片操作是如何实现的？有哪些注意事项？三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）设计一个算法，判断二叉树是否为满二叉树，输出判断结果。2、（本题5分）使用图数据结构设计一个工厂仓库货物存储规划系统，优化货物存储位置。3、（本题5分）设计一个数据结构和算法，模拟一个健身房的课程预约排队系统，能够处理用户的预约请求和排队顺序。4、（本题5分）使用广度优先搜索找出图中的所有连通分量，设计算法并输出结果。5、（本题5分）针对一个有向带权图，使用Dijkstra算法求源点到其他各顶点的最短路径，并输出路径和距离。四、综合题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）在一个大型企业的项目管理系统中，需要管理项目信息、任务分配、员工工作进度和项目资源等。设计一种数据结构来存储这些信息，支持项目的创建、修改和删除，任务的分配和跟踪，员工工作进度的更新和项目资源的调配，并能够及时发现项目中的风险和问题。2、（本题10分）一个科研项目管理系统需要对项目的进展情况和参与人员进行跟踪。项目信息包括项目编号、项目名称、负责人、起止时间、进展状态等，参与人员信息包括人员编号、姓名、参与项目等。这些信息以十字链表的形式存储。请设计算法实现以下功能：（1）查询某个项目的详细信息；（2）添加新的项目或人员；（3）删除已完成的