上海海事职业技术学院《数据结构及应用算法》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《数据结构及应用算法》2023-2024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、在数据结构的选择中，需要考虑多种因素。以下关于数据结构选择的考虑因素，不正确的是：（）A.数据的规模和操作的频繁程度B.存储空间的限制C.算法的复杂度和效率D.只根据个人喜好选择，不考虑实际需求2、设计一个音频放大器，采用T类放大方式，在4Ω负载下输出功率不小于50W，给出电路设计和电源管理。3、设计一个数字信号处理中窗函数的选择和应用方案，分析不同窗函数对信号处理结果的影响。4、设计一个基于无线传感器网络的智能家居系统，能够实现灯光控制、窗帘控制、家电控制等功能，给出系统的整体架构和实现细节。5、在排序算法的比较中，稳定性是一个重要的特性。以下关于排序算法稳定性的描述，错误的是（）A.稳定的排序算法在排序过程中不会改变相同元素的相对顺序B.冒泡排序、插入排序和归并排序是稳定的排序算法C.选择排序和快速排序是不稳定的排序算法D.排序算法的稳定性对于所有应用都是至关重要的，不稳定的算法不能使用6、利用数字信号处理技术，设计一个语音识别系统，能够准确识别特定的语音指令并执行相应的操作。7、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.n8、设计一个模拟信号数字化系统，包括抽样、量化和编码模块，确定合适的抽样频率和量化级数，分析系统性能。9、设计一个基于ZigBee技术的智能消防报警系统，能够实时监测火灾参数（如烟雾、温度等）并及时报警。10、在一个网络拓扑结构的分析中，需要确定网络中各个节点之间的连接关系和最短路径。为了表示网络的拓扑结构并进行相关计算，以下哪种数据结构是常用的？（）A.邻接矩阵B.邻接表C.十字链表D.边集数组11、利用电力电子技术设计一个升压型直流-直流变换器（BoostConverter），并对其性能进行测试和优化。12、设计一个基于光电传感器的自动门控制系统，当检测到有人靠近时自动开门，一段时间后自动关门。13、假设正在开发一个视频编码系统，需要对视频帧进行压缩和存储，并能够快速地读取和解码。在这种情况下，以下哪种数据结构可能对视频数据的组织和处理最有帮助？（）A.树状数组，优化数据的存储和访问B.跳表，支持快速的帧查找和操作C.链表，顺序存储视频帧数据D.数组，直接映射视频帧的存储位置14、设计一个无线通信模块电路，能够实现短距离无线数据传输，传输距离在100米以内，数据传输速率为1Mbps。15、设计一个基于光纤通信的高速数据中心互联系统，能够实现大量数据的快速传输和低延迟。16、设计一个基于Arduino的智能宠物喂食器，能够根据设定的时间和食量自动为宠物投放食物，并通过手机APP进行远程控制和监控。17、根据数字电路原理，设计一个具有自动计数和显示功能的电子计数器，可用于工业生产中的产品计数。18、设计一个基于无线通信技术的智能农业环境监测与灌溉控制系统，实现精准农业管理。19、设计一个温度报警器电路，当环境温度超过设定值时，发出声光报警信号，报警温度可设置。20、利用射频技术设计一个无线传感器节点，能够采集环境数据并通过无线方式传输，给出节点的硬件设计和功耗分析。二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）解释如何在一个二叉搜索树中进行删除操作的多线程实现，给出算法步骤和实现代码，并分析其同步和竞争问题。2、（本题5分）深入分析在具有n个顶点的图中，如何进行拓扑排序以确定任务的执行顺序，并说明其应用场景。3、（本题5分）描述二叉树的层次遍历方法，并说明其实现思路。4、（本题5分）阐述二叉树的层次遍历算法的实现过程，分析其时间复杂度，并举例说明其应用场景。5、（本题5分）论述如何对图进行拓扑排序以确定任务的执行顺序，并举例说明其在项目管理中的应用。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）设计一个程序，对一个n叉树进行层次遍历，并按层次输出节点值。2、（本题5分）设计一个程序，使用堆结构实现一个优先队列，支持按照自定义的优先级规则进行元素插入和删除。3、（本题5分）使用图数据结构设计一个工厂设备维护计划安排系统，避免设备维护冲突。4、（本题5分）设计一个程序，在给定的最大堆中插入一个元素，调整堆并输出堆的内容。5、（本题5分）设计一个程序，利用数组实现归并排序的迭代器实现，方便对数组进行归并排序操作。四、综合题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）某在线招聘平台的简历筛选系统需要根据职位要求对求职者的简历进行筛选和匹配。简历包括求职者ID、个人信息、教育背景、工作经历、技能证书，职位要求包括职位ID、所需技能、工作经验、学历要求。设计数据结构来存储简历和职位要求数据，实现快速准确的筛选和匹配，并向招聘者推荐合适的简历。2、（本题10分）一家超市的库存管理系统需要记录商品的库存信息，包括商品编码、商品名称、库存数量、进货价格、销售价格等。请设计数据结构来存储库存数据，实现商品的快速盘点、库存预警、进货和销售操作，并统计商品的利润。3、（本题10分）某公司的项目任务分配系统需要对多个项目的任务和员工分配情况进行管理。任务信息包括任务编号、任务描述、负责人、截止日期等，员工信息包括