安徽工业大学《数据结构与算法》2020-2021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2页，共2页安徽工业大学《数据结构与算法》

2020-2021学年第一学期期末试卷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、设计一个基于数字逻辑的抢答器系统，能够准确判断多个选手的抢答顺序，并进行显示和报警。2、设计一个光耦隔离的数字输入输出模块，实现与外部设备的电气隔离通信，给出电路参数和应用示例。3、在一个需要对大量数据进行去重操作的数据处理任务中，以下哪种数据结构可以有效地帮助实现这个功能？（）A.集合B.树C.链表D.队列4、设计一个基于FPGA的数字信号加密解密系统，采用对称或非对称加密算法。5、设计一个液晶显示器（LCD）的驱动电路，能够实现图像的清晰显示，具有对比度调节功能。6、运用电子信息工程知识，设计一个智能电网的分布式能源管理系统，实现对太阳能、风能等分布式能源的有效整合和管理。7、设计一个基于PLC的电梯控制系统，实现电梯的上升、下降、停靠、开门、关门等逻辑控制和安全保护功能。8、字符串匹配是一个常见的问题，KMP算法是一种高效的字符串匹配算法。假设主串为"ABABDABACDABABCABAB"，模式串为"ABABCABAB"，使用KMP算法进行匹配，以下关于匹配过程的描述，哪个是正确的？（）A.不需要回溯主串指针B.每次匹配失败都回溯主串指针到起始位置C.只回溯模式串指针，不回溯主串指针D.同时回溯主串指针和模式串指针9、设计一个正弦波信号发生器，频率范围为10Hz至1MHz，输出幅度可调，失真度小于1%，说明电路原理和调试方法。10、设计一个基于蓝牙的无线键盘，能够与计算机或移动设备进行无线连接，实现按键输入功能。11、假设在一个在线游戏的多人对战匹配系统中，需要根据玩家的等级和技能水平进行快速匹配，以保证游戏的公平性和趣味性。为了实现高效的匹配过程，以下哪种数据结构和算法可能会被运用？（）A.快速排序结合二分查找B.冒泡排序结合线性搜索C.归并排序结合哈希表D.桶排序结合双向链表12、利用射频电路设计一个卫星通信接收前端，包括低噪声放大器、下变频器等部分，给出性能指标和实现方案。13、设计一个基于无线通信技术的智能交通信号控制系统，能够根据实时交通流量优化信号灯时间。14、设计一个基于PLC的自动化包装生产线控制系统，能够完成产品的包装、封口、贴标等操作。15、设计一个基于单片机的智能车库门控制系统，能够实现车库门的自动开关、远程控制和防夹保护功能。16、运用电子信息工程知识，设计一个智能交通管理系统，包括交通信号灯控制、车辆流量监测和违章抓拍等功能。17、跳表是一种基于链表的数据结构。关于跳表的特点，以下描述哪一项是不正确的？（）A.跳表通过在链表中增加多层索引来提高查找效率B.插入和删除操作在平均情况下的时间复杂度为O(logn)C.跳表的空间复杂度比普通链表高，但低于平衡二叉搜索树D.跳表的性能不受数据分布的影响，始终保持较好的查找效率18、设计一个模拟集成电路中的反馈放大器，实现特定的增益和带宽要求，分析反馈对稳定性的影响。19、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。20、在数据结构中，堆通常用于实现优先队列。假设需要构建一个最大堆，以下关于堆的调整操作，哪个是关键的步骤（）A.从根节点开始，比较每个节点与其子节点的值B.从叶子节点开始，向上调整节点的位置C.随机选择节点进行比较和调整D.不需要进行调整，初始构建就是正确的二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）详细说明如何在一个具有n个顶点和e条边的图中，使用匈牙利算法求解最大匹配问题，分析其原理和时间复杂度。2、（本题5分）阐述如何在一个有向图中判断是否存在回路，给出算法步骤和实现代码，并分析其时间复杂度。3、（本题5分）解释如何在一个二叉树中进行按层之字形遍历（即奇数层从左到右，偶数层从右到左），给出算法步骤和实现代码，并分析其时间复杂度。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）设计一个哈希表，用于存储学生的姓名和学号，解决哈希冲突采用链地址法，实现插入、查找和删除学生信息的功能。2、（本题5分）设计一个程序，使用左偏树实现合并优先队列，输出合并后的队列。3、（本题5分）设计一个树状数组程序，解决动态区间修改和查询问题，测试其效率。4、（本题5分）设计一个程序，使用合适的数据结构存储一个在线音乐平台的歌手信息，支持歌手的分类和查询。5、（本题5分）设计一个数据结构，用于存储超市商品的信息，包括商品名称、价格、库存等，实现商品的进货、销售和库存查询。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