同济大学《数据结构与算法综合设计》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1页，共3页同济大学《数据结构与算法综合设计》

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、链表是一种常见的链式存储结构。对于单链表，以下关于其特点的描述，错误的是（）A.插入和删除操作不需要移动大量元素，只需修改指针B.可以方便地实现随机访问，时间复杂度为O(1)C.存储空间不必连续，便于动态分配D.查找某一特定位置的元素，需要从头开始遍历，时间复杂度为O(n)2、设计一个基于ADC和微控制器的水质硬度检测系统，能够快速准确地检测水质硬度。3、采用模拟电子技术设计一个电压基准源，提供稳定的参考电压，具有低温度系数和高电源抑制比。4、在一个电商网站的订单处理系统中，需要按照订单生成的时间顺序依次处理订单，同时能够在任意时刻查看最早未处理的订单。以下哪种数据结构能够满足这种需求？（）A.顺序表，按顺序存储订单，但插入和删除操作可能导致大量元素移动B.链表，便于插入和删除，但不便于快速获取最早订单C.栈，后进先出，不符合订单处理的顺序要求D.队列，先进先出，符合订单按时间顺序处理的需求5、对于一个具有n个顶点和e条边的无向图，如果采用邻接表存储，其空间复杂度主要取决于：（）A.nB.eC.n+eD.n^26、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。7、设计一个图像处理中的边缘检测算法，并在实际图像上进行测试和优化，分析算法的复杂度和准确性。8、利用模拟电路技术，设计一个用于激光打印机的高压电源电路，为激光发生器提供稳定的高压。9、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。10、使用集成电路设计一个DAC转换器，给出转换分辨率和建立时间等性能指标，并进行电路设计和测试。11、设计一个基于蓝牙5.0的音频传输系统，能够实现高质量的无线音频传输，传输距离不小于20米，支持双声道。12、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。13、设计一个音频均衡器，能够对不同频段的音频信号进行增益调节，给出系统方案和滤波器设计。14、设计一个电子血压计无线传输电路，能够将血压计的测量数据通过无线方式传输到手机或电脑进行分析和处理。15、设计一个数字移相器，能够实现0至180度的连续相移，相移精度为0.1度，给出电路结构和控制方法。16、设计一个直流稳压电源电路，输出电压为5V、12V和24V可选，最大输出电流为2A。17、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。18、链表是另一种重要的数据结构，与数组相比具有不同的特点。以下关于链表的描述，不正确的是：（）A.链表中的元素通过指针链接在一起，存储位置可以是不连续的，插入和删除操作只需修改指针，效率较高B.单向链表只能从表头向表尾遍历，而双向链表可以从表头和表尾双向遍历，更加灵活C.链表的查找操作需要从头节点依次遍历，效率相对较低，但在不知道元素位置的情况下仍能进行插入和删除D.链表不需要预先分配连续的存储空间，因此不会出现存储空间浪费的情况，且其内存使用效率总是高于数组19、设计一个低通滤波器电路，截止频率为1kHz，通带增益为0dB，阻带衰减不小于40dB，用于滤除高频噪声。20、设计一个简单的无线充电系统，输出功率为5W，充电效率不低于70%，能够为手机等设备进行无线充电。二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）详细阐述如何使用堆排序算法对一个具有n个元素的数组进行排序，分析其稳定性和时间复杂度。2、（本题5分）详细阐述在拓扑排序的基础上，如何进一步判断图是否为有向无环图。3、（本题5分）论述如何使用动态规划算法解决矩阵连乘问题，给出最优解的计算方法。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）以链表为基础，设计一个股票交易记录管理系统，记录股票的买卖时间、价格和数量。2、（本题5分）以链表为基础，设计一个电影评论管理系统，支持评论的发布、删除和筛选。3、（本题5分）设计一个数据结构和算法，用于管理一个医院的病房信息，包括病房号、床位数量、入住情况等，能够实现病房的分配和查询功能。4、（本题5分）设计一个程序，在一个无向图中判断两个顶点之间是否存在路径。5、（本题5分）设计算法检测图是否为二部图，通过实际案例说明其应用价值。四、综合题（本大题共2个小题，共20分)1、（本题10分）一个电商网站的商品评论管理系统需要存储商品评论信息，包括评论编号、商品编号、评论内容、评论者、评论时间等。系统要实现快速查找特定商品的评论、按照评论时间对评论进行排序、新增评论、删除不良评论。请确定合适的数据结构，并详细阐述算法和代码实现，同时讨论性能优化策略。2、（本题10分）一个在线购物车系统需要对用户添加的商品进行管理。商品信息包括商