四川外国语大学成都学院《数据结构与算法分析》2023-2024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页四川外国语大学成都学院《数据结构与算法分析》

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、设计一个基于运算放大器的电流源电路，输出电流稳定，精度高，可调节范围宽。2、设计一个基于蓝牙5.0的低功耗无线传感器节点，实现环境数据的采集和传输，描述节点的硬件设计和功耗优化措施。3、设计一个基于ZigBee技术的智能工厂环境监测系统，实时监测温度、湿度、粉尘浓度等环境参数。4、使用单片机设计一个智能温度控制系统，能够根据设定温度自动控制加热或制冷设备，保证环境温度稳定在一定范围内。5、在排序算法的稳定性方面，插入排序是一种稳定的排序算法。这意味着在排序过程中（）A.相同元素的相对顺序不会改变B.排序速度较快C.不需要额外的存储空间D.以上都不是6、设计一个可编程逻辑器件（PLD）实现的简单数字逻辑功能，如加法器、计数器等，进行功能验证和性能评估。7、设计一个基于加速度传感器的振动监测系统，能够监测设备的振动情况，并进行故障预警。8、快速排序是一种高效的排序算法。对于快速排序的性能和特点，以下描述哪一项是不正确的？（）A.快速排序通过选择一个基准元素，将数组分为小于基准和大于基准的两部分，然后对这两部分分别进行排序B.快速排序在平均情况下的时间复杂度为O(nlogn)，最坏情况下的时间复杂度为O(n^2)C.快速排序是一种不稳定的排序算法，可能会改变相同元素的相对顺序D.快速排序的空间复杂度主要取决于递归调用的栈空间，最坏情况下为O(n)9、考虑到一个文件系统的目录结构管理，需要快速查找、插入和删除文件和文件夹，并能够方便地遍历整个目录层次。以下哪种数据结构适合用于实现文件系统的目录结构？（）A.三叉树B.四叉树C.N叉树D.线段树10、考虑到一个图像识别系统，需要对图像中的像素进行快速的邻域访问和操作，以检测图像的特征。以下哪种数据结构可以有效地支持这种邻域操作？（）A.二维数组B.十字链表C.邻接表D.矩阵11、设计一个基于蓝牙技术的无线传感器网络节点，能够采集环境温度、湿度和光照等信息，并将数据发送到手机终端，说明节点的硬件设计和软件流程。12、设计一个基于模拟比较器和定时器的脉冲宽度测量系统，能够测量脉冲的宽度。13、设计一个基于单片机的电子秤系统，能够测量0-10kg的物体重量，精度达到1g。14、设计一个基于蓝牙Mesh网络的智能照明系统，能够实现群组控制和场景设置，说明系统组成和网络配置。15、设计一个基于PLC的污水处理控制系统，实现对污水处理过程中的液位、流量、水质等参数的监测和控制。16、设计一个基于锁相环（PLL）的频率合成器，输出频率范围为100kHz至1GHz，频率分辨率小于1kHz，给出电路结构和参数计算过程。17、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。18、运用通信网络原理，设计一个企业数据中心的网络布线方案，确保高速、可靠的数据传输。19、设计一个程控滤波器，中心频率和带宽可程控调节，给出电路实现和控制方法。20、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二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）解释如何对一个链表进行排序，选择合适的排序算法（如归并排序）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）论述AVL树的删除操作中可能出现的四种情况及相应的调整策略。3、（本题5分）在一个具有n个元素的双向链表中，如何高效地删除所有值为特定值的节点，分析其时间复杂度和空间复杂度。4、（本题5分）阐述如何在一个链表中实现快速选择的并行算法，给出算法步骤和实现代码，并分析其性能提升和资源消耗。5、（本题5分）简述哈希表的哈希冲突解决方法中链地址法的优化策略及适用场景。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，利用线段树和字典树的结合，实现对多语言文本的快速检索和统计。2、（本题5分）设计一个程序，利用后缀树结构快速查找文本中某个子串的所有出现位置。3、（本题5分）使用链表和Prim算法，设计一个程序，为一个物流配送中心规划最优的货物配送路线。4、（本题5分）设计一个程序，使用迪杰斯特拉算法求解给定有向图中某一顶点到其他顶点的最短路径，并输出路径和距离。5、（本题5分）以哈希表为基础，设计一个在线教育平台课程评价统计系统，能够快速统计课程的好评率和差评率。四、综合题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）一个电商网站的推荐系统需要根据用户的浏览历史和购买行为为用户推荐相关商品。用户的行为数据以字符串的形式存储，使用后缀树来处理这些数据。请设计算法实现以下功能：（1）查找具有相似浏览历史的用户；（2）根据用户的当前浏览行为预测可能感兴趣的商品；（3）更新用户的行为数据；（4）处理大量用户数据时，如何优化后缀树的性能。分析算法的时间复杂度和空间复杂度。2、（本题10分）某电商平台的库存管理系统需要实时监控商品库存数量，当库存低于阈值时自动补货。设计合适的数据结构和算法，实现库存的准确管理和及时补货。3、（本题10分）某社交网络的消息推送系统需要对用户的消息进行管理。消息包括发送者