怀化学院《数据结构和算法设计》2023-2024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2页，共2页怀化学院《数据结构和算法设计》

2023-2024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15个小题，每小题2分，共30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DSP的数字音频均衡器，能够实现10段以上的均衡调节，给出算法实现和性能优化。2、设计一个直流稳压电源，能够提供稳定的输出电压，具有过流保护和短路保护功能，给出电路设计和性能测试分析。3、设计一个太阳能路灯控制器节能电路，能够根据环境光照强度和交通流量自动调节路灯的亮度，实现节能。4、设计一个基于运算放大器的仪表放大器电路，增益可调，共模抑制比大于100dB。5、设计一个音频滤波器参数优化电路，能够根据输入音频信号的特点自动优化滤波器的参数，提高音频质量。6、假设要实现一个文本编辑器中的撤销和重做功能，需要能够高效地存储操作历史，并支持快速的回退和前进。以下哪种数据结构可能是最佳选择？（）A.数组，存储固定数量的操作历史，扩展困难B.双向链表，方便在两端进行插入和删除操作，适合存储操作历史C.树，结构复杂，不太适合存储简单的操作历史D.哈希表，查找效率高，但不便于维护操作的顺序7、设计一个数字音频的多声道处理系统，如5.1声道或7.1声道，实现音频的空间定位和效果增强。8、设计一个基于锁相环的时钟同步系统，能够使多个设备的时钟保持同步，同步精度不大于1μs。9、设计一个基于数字电位器的音量控制系统，能够通过按键或旋转编码器调节音量大小。10、设计一个基于物联网技术的智能电表抄表系统，实现远程自动抄表和数据管理。11、设计一个基于ARM的工业控制计算机，实现对工业生产过程的实时监控和控制，描述计算机的硬件架构和软件系统。12、设计一个音频混响效果器，能够为音频信号添加混响效果，给出电路设计和效果参数调节。13、设计一个基于FPGA的图像旋转系统，能够对图像进行任意角度的旋转。14、基于通信中的频谱资源管理技术设计一个动态频谱分配系统，提高频谱利用率。15、在一个需要频繁合并和查找集合元素所属集合的场景中，例如在图像处理中合并相似的区域，以下哪种数据结构可能是最适合的？（）A.并查集，能够高效地进行集合的合并和查找B.二叉搜索树，主要用于元素的查找和排序C.图，用于表示复杂的关系，对于简单的集合操作可能过于复杂D.链表，合并和查找操作效率较低二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）阐述如何在一个二叉树中进行先序遍历的非递归实现，给出算法步骤和实现代码，并分析其时间复杂度和空间复杂度。2、（本题5分）详细阐述桶排序在处理不均匀分布数据时的问题和解决方法。3、（本题5分）解释在一个具有n个顶点的无向完全图中，生成所有生成树的方法和步骤。三、综合题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）一个在线旅游攻略平台需要存储各地的旅游景点、美食推荐、住宿信息和用户评价。设计数据结构来方便用户查询和规划旅行路线。2、（本题5分）一个健身房管理系统需要记录会员的信息、锻炼计划、课程预约和消费记录。设计数据结构来优化会员管理和服务提供。3、（本题5分）某城市的公交路线管理系统需要存储公交路线的信息，如路线编号、起点站、终点站、途经站点、发车时间等。系统要实现快速查找特定路线、按照路线长度对路线进行排序、新增和删除路线、修改路线的发车时间等功能。请确定合适的数据结构，并详细描述算法设计和代码实现，同时分析其时间和空间复杂度。4、（本题5分）一个健身房的会员管理系统需要存储会员信息，如会员编号、会员姓名、会员类型、会员期限、消费记录等。系统要能够快速查找特定会员、按照消费金额对会员进行排序、新增会员、修改会员信息以及删除会员。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。5、（本题5分）某学校的选课系统需要管理课程、教师、学生选课信息和课程容量等。设计一种数据结构来存储这些信息，实现课程的开设、学生选课、退课和课程容量的调整操作，并能够快速查询某门课程的选课情况和剩余容量。四、设计题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）设计一个循环链表，模拟约瑟夫环问题，给定人数和出圈间隔，输出出圈顺