中国矿业大学徐海学院《数据结构实践》2022-2023学年第一学期期末试卷

自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密封线第1页，共3页中国矿业大学徐海学院《数据结构实践》

2022-2023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、设计一个光纤通信系统中光纤的选型方案，考虑传输距离、带宽和成本等因素，进行性能和成本评估。2、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。3、设计一个数字电压表自动校准电路，能够定期自动对电压表进行校准，提高测量精度。4、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5、设计一个基于FPGA的交通信号灯控制系统，能够根据不同的时间段和车流量自动调整信号灯的时长，实现智能化交通控制。6、栈是一种特殊的线性表，其操作遵循后进先出的原则。在实际应用中，栈有着广泛的用途。以下关于栈的叙述中，不正确的是（）A.栈可以用于表达式求值B.栈可以用来实现递归函数的调用C.栈的存储结构只能是顺序存储D.栈顶元素是最后入栈的元素，也是最先出栈的元素7、设计一个基于无线通信技术的智能农业灌溉控制系统，根据土壤湿度和气象条件自动控制灌溉。8、在动态数组的实现中，当数组容量不足时需要进行扩容。关于动态数组的扩容策略，以下描述哪一项是不正确的？（）A.常见的扩容策略是按照一定的比例增加数组的容量，如扩大为原来的两倍B.扩容操作会涉及到数据的复制，可能会影响性能C.为了避免频繁扩容，可以在创建动态数组时预留一定的额外空间D.扩容操作的时间复杂度总是O(n)，其中n是数组中的元素数量9、根据通信原理，设计一个数字对讲机的语音加密系统，保障通信内容的安全性。10、设计一个基于PLC的自动化生产线控制系统，能够实现对多个工位的顺序控制、逻辑控制和故障诊断，提供控制程序和I/O分配表。11、设计一个基于光电传感器的自动化立体车库车辆检测与引导系统，提高车库的空间利用率和停车效率。12、设计一个基于51单片机的智能交通灯控制系统，能够根据车流量自动调整红绿灯时间，提高道路通行效率。13、假设在一个操作系统的内存管理中，需要动态地分配和回收内存块，并且避免内存碎片的产生。以下哪种数据结构和算法可以用于实现有效的内存管理？（）A.伙伴系统B.分页存储管理C.分段存储管理D.段页式存储管理14、设计一个基于PLC的自动化立体仓库堆垛机控制系统，实现堆垛机的水平和垂直运动控制。15、在一个实时交通监控系统中，需要快速更新道路的拥堵状态，并能够查询某条道路的当前状态。以下哪种数据结构可能是最适合的？（）A.二叉平衡树，能够保持平衡，查找和更新效率较高，但结构较复杂B.跳表，通过多层索引提高查找和更新效率，实现相对简单C.线段树，常用于区间查询和更新，但对于单个元素的操作相对复杂D.红黑树，自平衡的二叉搜索树，保证了较好的性能16、设计一个音频均衡器参数自动调整与存储电路，能够根据输入音频信号自动调整均衡器参数，并将参数存储起来供下次使用。17、设计一个数字图像处理中图像特征提取和分类系统，分析特征的有效性和分类准确率。18、设计一个基于光电传感器的自动化生产线质量检测系统，能够检测产品的外观缺陷和尺寸精度。19、在图的遍历算法中，深度优先搜索和广度优先搜索是两种基本方法。以下关于深度优先搜索的描述，不正确的是（）A.采用栈来实现B.可能会出现重复访问节点的情况C.对于连通图，能遍历到所有节点D.可以用于求解图的连通分量20、运用电子电路知识，设计一个用于工业机器人的运动控制系统，实现机器人的精确运动控制。二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）在最短路径问题中，解释Dijkstra算法和Floyd算法的基本思想和实现步骤，比较它们在不同类型图上的应用和效率。2、（本题5分）解释数据结构中栈的应用场景，如表达式的前缀、中缀、后缀转换等，并说明其原理。3、（本题5分）详细阐述AVL树的旋转操作，包括单旋转和双旋转，以及在插入节点时如何进行平衡调整。4、（本题5分）详细阐述在一个具有n个顶点的无向图中，如何判断是否为二部图。5、（本题5分）论述如何在二叉搜索树中进行插入、删除和查找操作，以及如何保持其平衡以提高性能。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）设计一个程序，利用数组实现计数排序算法，输入一组数据进行排序并展示过程和结果。2、（本题5分）设计一个算法，使用深度优先搜索判断给定图是否为连通图，若不连通，输出连通分量。3、（本题5分）以哈希表为基础，设计一个在线考试系统的考生答题情况统计模块，能够快速统计各题的正确率。4、（本题5分）设计一个动态规划算法，求解最长公共子序列问题，输出最长公共子序列及其长度。5、（本题5分）设计一个基于数组的循环队列，实现插入、删除和获取队列长度的操作。四、综合题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）某医院的药品库存管理系统需要存储药品信息，如药品编号、药品名称、药品规格、库存数量、有效期等。系统要能够快速查找特定药品、按照库存数量对药品进行排序、进行药品的入库和出库操作、提醒即将过期药品。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10分）某在线招聘网站需要记录职位信息和求职者的简历信息。职位信息包括职位ID、职位名称、公司名称、工作地点、薪资范围等，简历信息包括求职者ID、姓名、联系方式、教育背景、工作经历等。设计数据结构来存储这些信息，能够快速匹配职位和简历、查询特定职位和求职者信息、更新职位状态和简历内容，并统计热门职位。3、（本题10分）某电商平台需要对用户的购买记录进行分析，