重庆财经学院《数据结构》2021-2022学年第一学期期末试卷

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《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批阅人一、单选题（本大题共25个小题，每小题1分，共25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、在数据结构的应用中，文件操作也是一个重要方面。以下关于数据结构与文件操作的描述，不正确的是：（）A.可以将数据结构中的数据存储到文件中，以便长期保存和后续使用B.在从文件中读取数据并构建数据结构时，需要考虑数据的格式和转换C.对于大型文件，可以采用分块读取和处理的方式，避免一次性将全部数据读入内存D.文件操作与数据结构的选择和使用无关，只需要关注文件的读写方法和权限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、并查集是一种用于处理集合合并和查询的数据结构。对于并查集的操作，以下描述哪一项是不正确的？（）A.可以快速判断两个元素是否属于同一个集合B.合并两个集合的操作时间复杂度为O(n)，其中n是集合中的元素数量C.通过路径压缩和按秩合并等优化方法可以提高并查集的效率D.并查集常用于解决图的连通性问题和动态集合管理问题4、设计一个基于ADC和微控制器的水质硬度检测系统，能够快速准确地检测水质硬度。5、设计一个基于光电二极管的光强测量系统，能够测量不同波长的光强，精度达到0.1μW/cm²。6、设计一个数字存储示波器高速采样与触发优化电路，能够实现更高的采样率和更准确的触发，提高测量精度。7、设计一个基于数字信号处理的语音增强系统，能够在噪声环境下提高语音的清晰度和可懂度。8、在一个链式存储的栈中，进行出栈操作时，如果栈为空，会发生什么情况？（）A.正常出栈，返回空值B.程序报错C.自动添加一个默认值D.等待用户输入值9、设计一个数字温度计，采用DS18B20温度传感器，能够通过液晶显示屏显示温度值，说明硬件连接和软件编程。10、设计一个简单的语音识别系统，能够识别特定的语音指令，并执行相应的操作，说明系统架构和算法实现。11、设计一个基于单片机的智能水温控制系统，用于热水器或工业设备的水温控制。12、设计一个数字电压表校准电路，能够对数字电压表进行校准，提高测量精度。13、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。14、设计一个数字锁相环电路，能够实现对输入信号的频率和相位跟踪，给出电路结构和参数计算。15、设计一个基于数字信号处理的音频降噪耳机系统，有效降低环境噪声对音频的干扰。16、快速排序是一种高效的排序算法，具有较好的平均性能。以下关于快速排序的描述，错误的是：（）A.快速排序通过选择一个基准元素，将数组分为小于和大于基准元素的两部分，然后对这两部分分别递归排序B.快速排序在最坏情况下的时间复杂度为O(n^2)，但这种情况很少出现C.快速排序的空间复杂度主要取决于递归调用的栈空间，通常为O(logn)D.快速排序是一种稳定的排序算法，能够保证相同元素的相对顺序不变17、设计一个数字温度计湿度计电路，能够同时测量环境温度和湿度，温度精度为±0.1℃，湿度精度为±2%RH。18、设计一个基于单片机的智能灌溉控制器，能够根据土壤湿度和作物需水规律自动控制灌溉水量和时间。19、哈希表是一种通过哈希函数实现快速查找的数据结构。以下关于哈希表的叙述中，错误的是（）A.哈希函数的设计直接影响哈希表的性能B.哈希冲突可以通过开放地址法或链地址法解决C.哈希表的查找时间复杂度为O(1)，在任何情况下都是最优的D.哈希表在装填因子较小时，性能较好20、基于通信编码技术设计一个纠错编码系统，能够对传输的数据进行编码和纠错，提高数据传输的可靠性。21、设计一个用于电动汽车充电桩的控制系统，支持多种充电模式和计费方式，给出系统组成和控制流程。22、堆是一种特殊的数据结构，常用于实现优先队列。以下关于堆的性质，正确的是：（）A.大根堆中，每个节点的值都大于或等于其孩子节点的值B.小根堆中，根节点的值一定是堆中最小的值C.堆可以用数组实现，通过特定的计算方式可以快速定位节点的父子关系D.对堆进行插入和删除操作后，不需要重新调整堆的结构以保持其性质23、设计一个温度控制系统扩展电路，能够增加温度控制的精度和稳定性，并且具有远程控制功能。24、设计一个数字存储示波器高速采样电路，能够实现更高的采样率，提高测量的准确性和分辨率。25、设计一个基于单片机的智能风扇控制系统，能够根据环境温度自动调节风扇转速。二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）论述AVL树的平衡调整操作对树的结构和性能的长期影响。2、（本题5分）对于一个带权有向图，解释如何使用迪杰斯特拉（Dijkstra）算法求解单源最短路径，并说明其时间复杂度。3、（本题5分）探讨在一个具有n个顶点的无向图中，如何进行图的最小顶点覆盖问题的求解。4、（本题5分）对于一个具有n个顶点的无向图，如何使用深度优先搜索算法找出所有的桥？三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）设计一个数据结构，用于存储餐厅的菜单信息，包括菜品名称、价格、食材等，支持菜品的更新和查询。2、（本题5分）实现一个算法，计算无向图的连通分量数量，并输出每个连通分量的节点。3、（本题5分）设计一个程序，使用数据结构来存储一个电影票务系统的信息，包括电影名称、场次、座位状态等，支持选座、购票和退票功能。4、（本题5分）设计一个算法，在一个有向图中找出所有的孤立点。5、（本题5分）设计一个计数排序算法，对给定的特定条件下的数组进行排序，分析其时间和空间复杂度。四、综合题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）某在线购物平台的优惠券管理系统需要记录优惠券信息、发放记录和使用记录。优惠券信息包括优惠券ID、优惠券类型、面额、使用条件，发放记录包括发放ID、优惠券ID、用户ID、发放时间，使用记录包括使用ID、优惠券ID、订单ID、使用时间。设计数据结构来管理优惠券数据，实现优惠券的发放、使用、查询，并统计优惠券的使用情况和效果。2、（本题10分