中南民族大学《数据结构》2021-2022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页中南民族大学《数据结构》

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一、单选题（本大题共20个小题，每小题2分，共40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、利用数字逻辑电路设计一个计数器和定时器，实现计数和定时功能，并可设置不同的工作模式。2、设计一个简单的机器人运动控制系统，能够实现机器人的前进、后退、转弯等基本动作，并可通过遥控器进行控制。3、在一个大顶堆中，若父节点的索引为i，则其左子节点的索引为？（）A.2i+1B.2iC.2i-1D.i/24、设计一个数字通信系统中的均衡器，能够自适应地补偿信道失真，测试均衡效果和收敛速度。5、设计一个基于数字图像处理的人脸识别系统，能够对输入的图像进行人脸检测、特征提取和识别，说明算法的选择和优化。6、考虑哈希表这种数据结构，它通过哈希函数将键映射到存储位置。假设需要快速查找和插入大量的数据，并且数据的分布比较均匀。以下关于哈希表的负载因子，哪个说法是正确的（）A.负载因子越大，哈希表的性能越好B.负载因子越小，哈希表的性能越好C.负载因子对哈希表的性能没有影响D.负载因子应根据具体情况选择一个合适的值7、设计一个基于传感器的智能车位检测系统，能够实时检测车位的占用情况，并将信息显示在显示屏上。8、设计一个简单的工业以太网通信节点，实现与工业以太网网络的连接和数据交换，描述节点的硬件结构和通信协议。9、想象一个需要存储大量学生成绩数据，并能够快速找出最高成绩和最低成绩的应用场景。同时，还需要支持成绩的插入和更新操作。在这种情况下，以下哪种数据结构可能最为合适？（）A.二叉搜索树，能快速查找、插入和删除元素，但平衡情况影响性能B.堆，特别是最大堆和最小堆，能快速获取最大或最小元素，插入和更新操作相对复杂C.哈希表，查找特定成绩效率高，但不便于直接找出最大和最小成绩D.红黑树，自平衡的二叉搜索树，保证了较高的查找和插入效率10、递归是一种在数据结构和算法中常用的技术。以下关于递归的描述，错误的是：（）A.递归是指函数在其内部调用自身的过程，常用于解决具有重复子问题的问题B.递归函数需要有终止条件，否则会导致无限递归，造成程序崩溃C.递归在处理树形结构和分治算法时非常方便，但可能会导致栈溢出的问题D.递归的执行效率总是高于非递归的实现方式，因此在所有情况下都应该优先使用递归11、利用数字电路技术，设计一个智能路灯控制系统，根据环境光线和交通流量自动调节路灯的亮度。12、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)13、二叉树常用于实现查找操作，以下关于二叉树查找效率的描述，正确的是：（）A.二叉树的查找效率与树的高度成正比，树越高查找越慢B.平衡二叉树的查找效率一定高于普通二叉树C.满二叉树的查找效率最高，因为其结构最规整D.无论二叉树的结构如何，查找操作的时间复杂度都是O(n)14、设计一个集成电路测试中的功能测试向量生成方案，提高测试覆盖率和准确性。15、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。16、设计一个低通滤波器电路，截止频率为1kHz，通带增益为0dB，阻带衰减不小于40dB，用于滤除高频噪声。17、当使用数组实现队列时，为了避免假溢出，通常采用循环队列的方式。假设一个循环队列的容量为10，当前队头指针为3，队尾指针为8。此时入队一个元素后，队尾指针应该指向哪里（）A.9B.0C.7D.118、在排序算法中，冒泡排序是一种简单的交换排序算法。以下关于冒泡排序的描述，错误的是（）A.每一轮比较都能确定一个最大或最小的元素位置B.最坏情况下的时间复杂度为O(n^2)C.最好情况下的时间复杂度为O(n)D.是一种稳定的排序算法19、设计一个高频射频放大器电路，工作频率在5GHz，增益大于20dB，给出电路结构和稳定性分析。20、设计一个基于数字信号处理的语音合成系统，能够将文本转换为自然流畅的语音。二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）详细阐述在一个具有n个顶点的有向图中，如何处理有向图中的重边和自环。2、（本题5分）论述在不同负载因子下，哈希表的性能表现以及如何选择合适的负载因子以提高效率。3、（本题5分）比较快速排序和选择排序在最坏情况下的元素交换次数。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）利用队列结构设计一个停车场管理系统，模拟车辆的进出和车位的分配。2、（本题5分）设计一个数据结构，用于存储酒店客房的清洁状态和预订信息，支持客房状态的更新和查询。3、（本题5分）实现一个算法，计算一个图的最小割。4、（本题5分）设计一个动态规划程序，解决矩阵连乘问题，输出最优乘法顺序和最少乘法次数。5、（本题5分）设计一个哈希表程序，采用链表处理哈希冲突，支持删除操作后链表的整理，避免出现过多空链表。四、综合题（本大题共2个小题，共20分)1、（本题10分）一个在线点餐系统需要管理菜品信息、菜单、用户订单和支付信息等。设计一种数据结构来存储这些信息，支持菜品的添加、删除和修改，菜单的生成，用户订单的处理和支付信息的记录，并能够快速处理高峰时段的大量订单和优化配送路线。2、（本