吉林城市职业技术学院《数据结构原理》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《数据结构原理》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批阅人一、单选题（本大题共20个小题，每小题1分，共20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、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.12、哈希表是一种用于快速查找的数据结构。对于哈希表的性能，以下描述哪一项是不正确的？（）A.哈希函数的设计直接影响哈希表的性能，好的哈希函数可以减少冲突B.处理哈希冲突的方法有开放寻址法和链地址法等C.哈希表的查找、插入和删除操作的平均时间复杂度均为O(1)D.哈希表的性能不受表的装填因子的影响，装填因子可以任意取值3、设计一个基于音频功率放大器的舞台音响系统，输出功率不小于500W，具备音效调节功能。4、若要对n个不同的关键字进行冒泡排序，在最坏情况下，其比较次数为？（）A.n(n-1)/2B.nlog2nC.n^2D.n5、设计一个基于DSP的图像压缩系统，能够对彩色图像进行有损压缩，压缩比达到10:1，阐述算法原理和代码实现。6、设计一个基于ZigBee技术的智能农业环境监测系统，能够实时监测土壤湿度、温度、酸碱度等参数。7、设计一个光通信收发模块的驱动电路，能够稳定驱动光收发器件，给出电路设计和性能测试结果。8、若对一棵二叉排序树进行中序遍历，得到的序列是一个有序序列，这是因为二叉排序树的定义具有以下哪个特性？（）A.左子树节点值小于根节点值，右子树节点值大于根节点值B.根节点值大于左子树所有节点值，小于右子树所有节点值C.每个节点的左子树和右子树的高度差不超过1D.所有节点的值互不相同9、基于通信加密技术设计一个数据加密传输系统，保证数据在传输过程中的安全性和保密性。10、设计一个基于555定时器的脉冲发生器电路，能够产生频率在1Hz-100kHz范围内可调，占空比在10%-90%范围内可调的矩形脉冲。11、设计一个基于ADC和DAC的模拟信号采集与回放系统，能够对音频范围内的模拟信号进行采集、数字化处理和回放，给出系统架构和性能指标分析。12、考虑一个表达式求值的程序，例如计算数学表达式3+(4*5)-6。为了正确地按照运算符的优先级进行计算，以下哪种数据结构常常被用于辅助计算过程？（）A.队列，存储待计算的数字和运算符B.栈，用于处理运算符的优先级C.数组，存储表达式的各个元素D.二叉树，构建表达式的结构13、运用通信网络原理，设计一个物流配送中心的货物跟踪系统的网络方案，实时掌握货物位置和状态。14、设计一个电源适配器，输入为交流220V，输出为直流5V/2A，具有过压保护和短路保护功能，给出电路设计和变压器参数计算。15、设一棵二叉树的中序遍历结果为ABCDEFG，前序遍历结果为DBAECFG，则后序遍历结果为（）A.ACGFEDBB.BDFEGCAC.DBEFAGCD.BDACEFG16、设计一个基于ZigBee技术的智能温室控制系统，能够调节温室内的温度、湿度、光照和二氧化碳浓度。17、设计一个基于数字电位器的音量调节系统，能够实现对音频信号音量的连续调节，且调节范围可设定。18、二叉搜索树是一种特殊的二叉树，具有特定的性质。对于二叉搜索树的特点和操作，以下说法错误的是（）A.左子树上所有节点的值均小于根节点的值B.右子树上所有节点的值均大于根节点的值C.插入和查找操作的平均时间复杂度为O(logn)D.二叉搜索树一定是完全二叉树19、在一个数据库的索引结构中，如果需要支持范围查询（例如查找年龄在20到30岁之间的用户），以下哪种数据结构可能是最适合的？（）A.B树，便于范围查找B.二叉搜索树，快速定位节点C.哈希表，直接获取特定键的值D.栈，存储查询过程中的中间结果20、设计一个基于蓝牙低能耗（BLE）技术的健康监测手环，能够实时监测心率、血压、运动步数等健康数据，并传输到手机端。二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）阐述如何将一个具有n个元素的无序数组构建为一个最小堆，并分析其时间复杂度。2、（本题5分）详细阐述在一个具有n个顶点的无向图中，如何使用弗洛伊德算法求解所有顶点对之间的最短路径，分析其算法思想和时间复杂度。3、（本题5分）比较快速排序和插入排序在对重复元素较多的数据处理情况。4、（本题5分）比较计数排序和快速排序在对不同特征数据的处理能力。5、（本题5分）深入探讨在一个具有n个元素的二叉搜索树中，如何进行树的深度复制。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，用于存储电商平台用户的购物车信息，包括商品ID、数量等，支持购物车的操作和结算。2、（本题5分）设计一个程序，使用Johnson算法求解给定无向图中所有顶点对之间的最短路径，输出最短路径矩阵。3、（本题5分）设计一个程序，使用数据结构来存储一个电商平台的用户购物偏好信息，根据用户的偏好为其推荐个性化的商品。4、（本题5分）设计一个程序，使用染色法判断给定无向图是否为二分图，输出判断结果。5、（本题5分）设计一个程序，使用二叉树结构存储商品的品牌和销量，实现按照品牌进行查找和销量统计。四、综合题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）一家酒店的预订系统需要记录房间信息和预订记录，房间信息包括房间号、房间类型、价格、可预订状态，预订记录包括预订ID、房间号、入住时间、退房时间、客人姓名。请设计数据结构来管理预订数据，实现房间的快速预订、取消预订、查询房间可用性，并统计不同时间段的预订率。2、（本题10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。3