云南特殊教育职业学院《数据结构和算法》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页云南特殊教育职业学院《数据结构和算法》

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25个小题，每小题1分，共25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、快速排序是一种高效的排序算法，它采用分治的思想。在快速排序中，选择一个基准元素，将数组分为两部分，使得左边部分的元素都小于等于基准元素，右边部分的元素都大于等于基准元素。以下关于快速排序的描述，错误的是：（）A.快速排序在最坏情况下的时间复杂度为O(n^2)B.快速排序是一种稳定的排序算法C.快速排序的平均时间复杂度为O(nlogn)D.快速排序的空间复杂度为O(logn)2、设计一个基于CCD图像传感器的图像采集系统，能够实现高速图像采集和数据传输，说明系统硬件组成和接口电路。3、设计一个数字电路中竞争冒险现象的检测和消除电路，分析其对电路性能的改善效果。4、设计一个用于电动汽车充电桩的控制系统，支持多种充电模式和计费方式，给出系统组成和控制流程。5、设计一个基于模拟移相器和滤波器的相位补偿系统，改善系统的相位特性。6、设计一个基于微波技术的车载雷达测速系统，能够准确测量车辆行驶速度。7、设计一个用于光伏逆变器的控制系统，实现最大功率点跟踪和电能质量控制，给出系统架构和控制策略。8、设计一个数字通信系统中前向纠错编码（FEC）的性能评估和优化方案，分析编码增益和复杂度。9、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10、设计一个太阳能路灯控制器智能管理电路，能够实现路灯的远程监控、故障诊断和节能控制等功能。11、设计一个用于工业自动化的编码器接口电路，能够接收增量式编码器和绝对式编码器的信号，并将其转换为数字信号供控制器处理，给出电路设计和信号处理方法。12、字符串在计算机程序中经常被处理。假设我们正在对两个字符串进行操作。以下关于字符串的描述，哪一项是不准确的？（）A.字符串的存储方式可以是字符数组或字符指针B.字符串的比较可以通过逐个字符比较来实现C.字符串的常见操作包括查找、替换、拼接等，它们的时间复杂度通常与字符串的长度成正比D.所有的字符串操作算法的时间复杂度都是最优的，无法进一步优化13、设计一个用于电动汽车的电池管理系统（BMS），能够监测电池电压、电流、温度等参数，实现均衡充电和过充过放保护，阐述系统架构和控制策略。14、在图的数据结构中，邻接矩阵和邻接表是两种常见的存储方式。关于这两种存储方式，以下描述哪一项是不正确的？（）A.邻接矩阵使用二维数组来表示图中节点之间的关系，空间复杂度较高B.邻接表使用链表或数组来存储节点的邻接节点，适用于稀疏图C.对于稠密图，邻接表的存储方式比邻接矩阵更节省空间D.无论是邻接矩阵还是邻接表，在判断两个节点是否相邻时，时间复杂度都是O(1)15、设计一个简单的集成电路放大器，要求具有特定的增益、带宽和输入输出阻抗，分析其性能并优化设计以满足特定要求。16、利用射频电路设计一个Wi-Fi信号放大器，增强特定区域内的Wi-Fi信号覆盖。17、设计一个正弦波信号发生器，输出频率在1kHz至100kHz连续可调，采用集成运放实现，说明电路结构和调试方法。18、根据传感器原理，设计一个用于气象监测的风速风向测量系统，能够实时准确地测量风速和风向。19、设计一个基于单片机的智能车位引导系统，能够实时显示停车场内的车位占用情况，并引导车辆快速找到空闲车位。20、利用电力电子技术设计一个风力发电系统的功率变换器，实现电能的稳定输出和并网。21、若要在一个链表中删除一个指定节点，以下哪个操作是必须先完成的？（）A.找到要删除节点的前一个节点B.找到要删除节点的后一个节点C.释放要删除节点所占用的存储空间D.更新链表的头指针22、设计一个基于数字电位器的灯光亮度调节系统，能够实现灯光亮度的平滑调节和记忆功能。23、设计一个基于单片机的电子秤系统，能够测量物体的重量，并具有去皮、计价等功能。24、在数据结构的应用中，查找操作是常见的需求。以下关于查找算法的描述，不正确的是：（）A.顺序查找适用于无序数组，时间复杂度为O(n)B.二分查找要求数组有序，时间复杂度为O(logn)，是一种效率很高的查找算法C.哈希查找在平均情况下时间复杂度为O(1)，但需要处理哈希冲突D.所有的查找算法在任何情况下都能准确找到目标元素，不存在查找失败的情况25、设计一个基于FPGA的视频流处理系统，能够实现视频的压缩、传输和显示，阐述硬件设计和视频处理算法。二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）深入分析在具有n个元素的链表中，如何删除指定位置的节点，并给出具体的算法步骤和代码实现。2、（本题5分）详细说明如何在一个带权无向图中计算所有顶点对之间的最小权值路径的平均值。3、（本题5分）详细阐述如何在一个带权有向图中计算源点到所有顶点的次短路径集合。4、（本题5分）详细阐述在具有n个顶点和e条边的有向图中，如何判断是否存在回路，并给出具体的算法思想和实现步骤。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）设计一个红黑树，实现插入和删除操作，保持红黑树的性质，输出操作后的树结构。2、（本题5分）设计一个哈希表程序，采用开放寻址法的优化版本处理哈希冲突，提高性能并展示操作过程和结果。3、（本题5分）设计一个算法，在一个有向图中找出所有长度大于k的简单回路。4、（本题5分）设计一个算法，用邻接表表示一个带权有向图，实现Dijkstra算法求单源最短路径。5、（本题5分）详细设计B+树的插入、删除和查找操作，分析其在数据库索引中的优势。四、综合题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）假设有一个电商网站，需要实时处理大量的订单信息。订单信息包括订单号、商品名称、购买数量、客户姓名、收货地址等。请设计合适的数据结构来存储和管理这些订单数据，并实现订单的快速插入、查找、修改和删除操作，同时能够高效地统计不同商品的销售数量。2、（本题10分）某城市的公共自行车租赁管理系统需要存储自行车的信息，如自行车编号、租赁点编号、是否可用、租赁时间、归还时间等。系统要能够快速查找可用自行车、按照租赁时间对自行车进行排序、记录自行车的租赁和归还操作、统计租赁次数。请设计合