中南民族大学《数据结构实验》2022-2023学年第一学期期末试卷

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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、在数据结构中，排序算法用于将元素按照特定的顺序排列。以下关于排序算法的描述，不正确的是：（）A.冒泡排序通过不断比较相邻元素并交换位置，将最大的元素逐步“冒泡”到末尾B.插入排序将待排序元素插入到已排序部分的适当位置，适用于小规模数据C.快速排序通过选择一个基准元素，将数据分为两部分，然后对两部分分别递归排序D.所有排序算法的时间复杂度在最好、平均和最坏情况下都是相同的，不受数据分布的影响2、设计一个基于传感器网络的农业环境监测系统，能够实时监测土壤湿度、光照强度、风速等参数，为农业生产提供数据支持。3、设计一个简单的机器人手臂控制系统，能够实现多个关节的运动控制，包括电机驱动和位置反馈控制，阐述控制算法和系统实现。4、设计一个高速数据采集卡，采样率达到200MSa/s，分辨率为14位，输入范围为±10V，说明硬件选型和驱动开发。5、设计一个光耦隔离电路，实现输入输出信号的电气隔离，给出电路参数和应用场景。6、利用电力电子技术设计一个充电桩控制系统，实现对电动汽车的充电管理和保护功能。7、插入排序也是一种简单的排序算法，它将未排序的元素逐个插入到已排序的部分中。在平均情况下，插入排序的时间复杂度为：（）A.O(n)B.O(nlogn)C.O(n^2)D.O(logn)8、设计一个基于数字锁相放大器的微弱信号检测系统，能够从强噪声背景中检测出微弱信号。9、设计一个基于PLC的工业机器人控制系统，能够实现机器人的运动轨迹规划、动作控制和故障诊断功能。10、设计一个基于USBType-C接口的电源适配器，能够提供多种输出电压和电流，包括电路设计和协议支持。11、根据传感器技术，设计一个用于环境监测的空气质量检测系统，能够检测多种污染物的浓度。12、设计一个基于FPGA的数字通信收发系统，支持常见的通信协议，如UART、SPI等。13、设计一个数字图像处理系统，能够对输入的图像进行灰度化、二值化、边缘检测等基本操作，并显示处理后的结果。14、设计一个图像处理中的边缘检测算法，并在实际图像上进行测试和优化，分析算法的复杂度和准确性。15、设计一个4G通信模块的接口电路，能够实现与微处理器的通信，详细说明硬件连接和通信协议。16、设计一个无线通信中的频谱感知性能评估系统，包括检测概率和虚警概率等指标。17、设计一个通信系统中的数字调制与解调电路，支持ASK、FSK、PSK等调制方式，能够对输入的数字信号进行调制，并准确解调恢复出原始信号，详细说明设计方案和实现过程。18、利用数字电路技术，设计一个电梯控制系统，实现电梯的上下运行、楼层停靠和超载报警等功能。19、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.120、在图的存储结构中，邻接多重表主要用于解决邻接表在某些操作上的不便。假设需要频繁地判断两个顶点之间是否存在边，以下关于邻接多重表的特点，哪个是相关的优势（）A.节省存储空间B.便于边的删除和插入C.快速判断边的存在性D.以上都不是二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）解释图的欧拉回路和欧拉路径是什么，以及如何判断一个图是否存在欧拉回路或欧拉路径。2、（本题5分）深入分析在具有n个顶点和e条边的无向图中，如何使用克鲁斯卡尔（Kruskal）算法求解最大生成树，并说明与求解最小生成树的区别。3、（本题5分）对于一个用邻接表存储的有向图，详细阐述如何进行深度优先遍历和广度优先遍历，给出两种遍历算法的步骤和实现代码框架。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）研究伸展树在处理海量数据时的局限性，提出改进方向和设计方案。2、（本题5分）设计一个算法，利用链表实现一个队列，模拟火车站售票窗口的排队情况。3、（本题5分）优化后缀树的空间占用，设计在实际应用中的存储方案。4、（本题5分）设计一个哈希表，处理冲突采用链地址法，实现插入、查找和删除操作，并分析其性能。5、（本题5分）设计一个算法，利用平衡二叉树存储电影的评分和评论，实现按评分进行排序和查找。四、综合题（本大题共2个小题，共20分)1、（本题10分）一个超市的促销活动管理系统需要存储促销活动的信息，如活动编号、活动名称、活动时间、优惠方式、参与商品等。系统要支持快速查找特定促销活动、按照活动时间对活动进行排序、新增促销活动、修改活动规则、结束活动。请确定恰当的数据结构，并详细阐述算法和代码实现，以及性能优化策略。2、（本题10分）一个在线音乐平台的歌单管理系统需要记录歌单信息、歌曲列表和