四川大学《数据结构与算法课程设计》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《数据结构与算法课程设计》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、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。2、设计一个基于数字信号处理器（DSP）和摄像头的运动目标检测系统，实时检测视频中的运动目标。3、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。4、在数据结构的实现中，常常需要进行空间复杂度的分析。以下关于空间复杂度的描述，不正确的是：（）A.空间复杂度是指算法在运行过程中所占用的存储空间的量度，包括输入数据占用的空间和额外辅助空间B.原地排序算法的空间复杂度通常为O(1)，因为它不需要额外的存储空间来存储排序过程中的数据C.链表的空间复杂度主要取决于节点的数量，而不考虑指针所占用的空间D.空间复杂度的分析只考虑数据结构本身所占用的空间，不考虑操作系统和编译器等因素的影响5、根据通信原理，设计一个无线局域网（WLAN）的接入点（AP）设备，实现多用户的高速无线接入。6、设计一个数字存储示波器数据处理电路，能够对示波器采集的数据进行处理和分析，并且具有图形显示功能。7、考虑一个物流配送系统，需要规划车辆的行驶路线，使得配送成本最小。假设城市之间的道路可以表示为一个有权图，以下哪种算法和数据结构常用于解决这个问题？（）A.深度优先搜索算法和邻接矩阵B.广度优先搜索算法和邻接表C.迪杰斯特拉算法和优先队列D.弗洛伊德算法和数组8、设计一个基于GPS的定位导航系统，能够实时获取位置信息并进行路径规划，提供系统的硬件选型和软件实现方案。9、归并排序是一种基于分治思想的排序算法。以下关于归并排序的描述，不正确的是（）A.将数组不断分成两半，分别排序后再合并B.归并排序的时间复杂度始终为O(nlog₂n)C.归并排序是一种稳定的排序算法D.归并排序的空间复杂度较高，为O(n)10、在图的存储中，邻接多重表常用于无向图的存储。以下关于邻接多重表的优点，描述错误的是（）A.便于删除和插入边B.节省存储空间C.便于判断两个顶点之间是否有边D.对有向图的存储效果更好11、设计一个基于FPGA的图像增强系统，能够提高图像的对比度和亮度，说明算法和硬件实现。12、设计一个数字通信系统中的扰码生成和解扰电路，分析扰码对信号频谱的影响。13、设计一个数字图像处理中基于深度学习的图像去噪系统，分析去噪效果和模型复杂度。14、当处理一个具有层次结构的数据，例如文件系统中的目录和文件，以下哪种数据结构能够清晰地表示这种关系并方便地进行遍历？（）A.栈B.队列C.树D.链表15、在数据结构的学习过程中，实践和实验是加深理解的重要手段。以下关于实践和实验的描述，错误的是：（）A.通过实际编写代码实现各种数据结构和算法，可以更好地掌握其原理和细节B.进行性能测试和对比实验，能够直观地了解不同数据结构和算法在不同情况下的表现C.在实践中遇到问题和错误，可以帮助发现自己的理解误区，进一步提高能力D.理论学习已经足够，实践和实验只是浪费时间，对掌握数据结构没有帮助16、设计一个基于数字信号处理的图像去噪系统，能够有效去除图像中的噪声，同时保持图像细节。17、运用电子信息工程知识，设计一个智能充电桩的计费和管理系统，支持多种支付方式和用户管理。18、设计一个数字信号处理系统，能够对语音信号进行降噪处理，给出系统的硬件架构和软件算法实现。19、假设要实现一个高效的字符串匹配算法，能够在一个长文本中快速找到给定的模式字符串的所有出现位置。以下哪种数据结构和算法的组合是常见的解决方案？（）A.KMP算法结合数组B.暴力匹配算法结合链表C.后缀树D.字典树结合贪心算法20、设计一个基于模拟乘法器和运放的乘法型ADC转换电路，分析其转换精度和速度。二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）比较计数排序和插入排序在对特定范围数据的处理能力。2、（本题5分）详细阐述如何使用广度优先搜索算法求解迷宫问题，给出算法思路和代码框架，并分析其时间和空间复杂度。3、（本题5分）解释如何使用线段树求解区间和问题，并分析其时间复杂度和空间复杂度。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）设计一个程序，使用堆排序算法对一组结构体（包含学生姓名和成绩）进行排序，按照成绩降序排列。2、（本题5分）设计一个算法，使用深度优先搜索判断给定图是否为连通图，若不连通，输出连通分量。3、（本题5分）设计一个程序，使用桶排序对学生的成绩进行分段统计。4、（本题5分）设计一个程序，利用线段树和拓扑排序算法的结合，安排一个软件开发项目中各个功能模块的集成顺序。5、（本题5分）设计一个数据结构和算法，模拟一个航空公司的航班信息管理系统，能够存储航班号、起降时间、起降机场、票价等信息，并支持航班查询和订票功能。四、综合题（本大题共2个小题，共20分)1、（本题10分）一个大型数据库系统需要对数据进行快速检索和排序。数据以红黑树的形式存储。请设计算法实现以下功能：（1）插入一条新的数据记录；（2）删除一条指定的数据记录；（3）按照某个字段对数据进行排序并输出；（4）查找某个范围内的数据记录。分析