北京印刷学院《数据结构C》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《数据结构C》2023-2024学年第一学期期末试卷院(系)_______班级_______学号_______姓名_______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、堆是一种特殊的树形数据结构，常用于实现优先队列。以下关于堆的描述，错误的是：（）A.大顶堆中每个节点的值都大于或等于其子节点的值，小顶堆则相反B.可以用数组来实现堆，通过计算索引可以方便地进行堆的操作C.堆排序利用堆的特性，将数组构建成堆，然后依次取出堆顶元素得到排序结果D.堆的插入和删除操作的时间复杂度都为O(logn)，且堆的空间复杂度总是高于其他线性数据结构2、设计一个基于555定时器的方波发生器，输出频率在100Hz至1kHz连续可调，说明电路原理和元件选择。3、假设正在开发一个文本编辑软件，需要能够快速地对输入的文本进行插入、删除和查找操作。同时，要能够高效地实现文本的回退和重做功能。为了满足这些需求，以下哪种数据结构可能是最优的选择？（）A.顺序表，存储文本数据，操作简单直接B.双向链表，方便在任意位置进行插入和删除C.栈，用于实现回退和重做功能D.散列表，快速查找文本中的特定字符或字符串4、利用数字电路技术，设计一个超市自动收银系统，能够自动识别商品条码、计算价格和找零。5、设计一个基于蓝牙4.2技术的智能手环，能够监测运动数据（如步数、距离、消耗卡路里等）和睡眠质量。6、设计一个低通滤波器电路，截止频率为1kHz，通带波纹小于1dB，阻带衰减不小于40dB，输入信号频率范围为0-5kHz。7、设计一个高通滤波器，截止频率为500Hz，通带增益为2，阻带衰减大于30dB，采用切比雪夫滤波器设计，给出电路参数和仿真结果。8、运用电子信息工程知识，设计一个智能电网的监控与管理系统，实现电力参数监测、故障诊断和远程控制。9、图的广度优先搜索使用队列来实现，在搜索过程中，以下哪个操作是关键的？（）A.入队未访问的邻接顶点B.出队当前顶点C.标记已访问的顶点D.以上操作都很关键10、设计一个数字电压表，测量范围为0至50V，精度为0.1V，采用ADC芯片实现，说明硬件电路和软件算法。11、设计一个数字存储示波器高速采样电路，能够实现更高的采样率，提高测量的准确性和分辨率。12、在一个具有n个顶点和m条边的无向图中，使用邻接表存储，空间复杂度大约是多少？（）A.O(n+m)B.O(n^2)C.O(m^2)D.O(nm)13、在数据结构中，排序算法是非常重要的一部分。冒泡排序是一种简单的排序算法，它通过反复比较相邻的元素并交换位置来将数组排序。对于一个包含n个元素的数组，冒泡排序的最坏时间复杂度为：（）A.O(n)B.O(nlogn)C.O(n^2)D.O(logn)14、设计一个基于FPGA的交通信号灯控制系统，能够根据不同的时间段和车流量自动调整信号灯的时长，实现智能化交通控制。15、设计一个基于数字信号处理器（DSP）的语音信号处理系统，能够实现语音的采集、滤波、编码和传输功能。16、设计一个集成电路工艺中蚀刻工艺的参数监测和控制系统，保证蚀刻质量。17、设计一个基于数字信号处理器（DSP）的音频滤波系统，能够实现对音频信号的低通、高通、带通和带阻滤波，滤波参数可调节。18、在一个在线游戏的玩家匹配系统中，需要根据玩家的技能水平将他们分组。以下哪种数据结构适合快速确定某个玩家应该属于哪个组？（）A.平衡二叉树B.哈希表C.堆D.图19、设计一个基于PLC的制药厂反应釜控制系统，实现对反应温度、压力、搅拌速度等参数的精确控制。20、设计一个基于Zigbee技术的无线传感器网络节点，实现环境参数的采集和传输，描述节点的硬件结构和软件通信协议。二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）分析在数据结构中，如何利用哈希表解决冲突以提高查找效率。2、（本题5分）解释如何在一个二叉搜索树中进行层次遍历的迭代实现，给出算法步骤和实现代码，并分析其时间复杂度。3、（本题5分）论述如何在一个无序数组中查找前k大的元素，给出高效的算法思路和实现。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）实现一个算法，对一个矩阵进行顺时针旋转90度。2、（本题5分）设计一个程序，以二叉树的形式表示公司组织结构图，实现员工的查找和层级展示功能。3、（本题5分）设计一个程序，使用堆结构实现对一组项目按照风险和回报进行优先级排序。4、（本题5分）以图数据结构为基础，设计一个城市交通路线规划系统，能够找到两个地点之间的最短路径。5、（本题5分）设计一个程序，利用后缀树和Prim算法的结合，为一个分布式文件系统中的数据节点建立高效的连接，提高文件访问速度。四、综合题（本大题共2个小题，共20分)1、（本题10分）在一个在线考试的监考系统中，需要实时记录考生的答题情况、交卷时间、是否作弊等信息。设计数据结构来保障考试的公平性和数据的准确性，支持对考生答题过程的监控和异常情况的处理。2、（本题10分）