广州大学《数据结构课程实训》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页广州大学《数据结构课程实训》

2023-2024学年第一学期期末试卷题号一二三四总分得分批阅人一、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、设计一个简单的数字电压表，能够测量0-50V的直流电压，精度达到0.1V，并用液晶显示屏显示测量结果。2、在一个分布式系统中，各个节点需要共享一些全局的状态信息，并且能够快速地检测到状态的变化。为了实现这种全局状态的管理和同步，以下哪种数据结构可能会被用到？（）A.分布式哈希表B.分布式链表C.分布式树D.分布式栈3、设计一个集成电路制造中的化学气相沉积（CVD）设备控制系统，优化工艺参数。4、设计一个基于STM8的智能灌溉系统，能够根据土壤湿度自动控制灌溉设备，提供系统的硬件电路和软件控制逻辑。5、设计一个基于CAN总线的分布式控制系统，实现多个节点之间的数据通信和协同控制，阐述总线协议和系统架构。6、设计一个基于蓝牙模块的智能门锁系统，能够通过手机蓝牙开锁，并记录开锁记录。7、设计一个太阳能路灯控制器，能够根据环境光强自动控制路灯的开关和亮度，描述电路原理和控制策略。8、设计一个电子秤数据存储电路，能够将电子秤的测量数据存储在本地或云端，方便查询和分析。9、设计一个数字信号调制解调高速电路，能够实现更高的数据传输速率，提高通信效率。10、设计一个数字温度计湿度计电路，能够同时测量环境温度和湿度，温度精度为±0.1℃，湿度精度为±2%RH。11、设计一个基于超声波传感器的距离测量系统，能够测量物体与传感器之间的距离，并显示测量结果。12、设计一个基于UWB技术的室内定位系统，定位精度达到厘米级，说明系统组成和定位算法。13、设计一个数字电压表校准电路，能够对数字电压表进行校准，提高测量精度。14、设计一个基于数字信号处理的音频分离系统，能够将混合音频中的不同声源分离出来。15、设计一个电源适配器，输入为交流220V，输出为直流5V/2A，具有过压保护和短路保护功能，给出电路设计和变压器参数计算。16、设计一个简单的无线传感器网络的网关设备，实现传感器节点数据的汇聚和转发，描述网关的硬件结构和软件功能。17、在一个数据库系统的缓冲区管理中，需要有效地存储和替换缓冲区内的数据页，以提高数据库的访问性能。以下哪种数据结构和算法常用于缓冲区的管理？（）A.LRU（最近最少使用）算法和链表B.FIFO（先进先出）算法和队列C.MRU（最近最多使用）算法和栈D.Random（随机）算法和数组18、栈是一种特殊的线性结构，遵循后进先出的原则。假设一个程序中使用了栈来存储数据。以下关于栈的描述，哪一项是不准确的？（）A.栈可以用于实现函数调用时的参数传递和局部变量存储B.入栈和出栈操作的时间复杂度均为O(1)C.可以使用数组或链表来实现栈的数据结构D.栈的存储空间大小是固定的，无法动态扩展19、使用集成电路设计一个乘法器，给出乘法运算的速度和精度要求，并进行电路设计和优化。20、设计一个基于单片机的智能电表系统，能够准确测量电能消耗，并具有数据存储、远程通信等功能。二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）在归并排序中，解释归并的概念和实现步骤，分析归并排序的时间复杂度和空间复杂度，并举例说明其应用场景。2、（本题5分）详细阐述在具有n个元素的双向循环链表中，如何在指定位置插入节点，并给出具体的算法步骤和代码实现。3、（本题5分）对于一个用邻接表存储的图，说明如何判断图是否为平面图，给出一种有效的算法并分析其时间复杂度。4、（本题5分）论述在二叉树的变形结构中，如红黑树、AVL树，如何实现节点的删除操作。5、（本题5分）分析KMP算法中next数组的计算方法和作用，以及如何通过优化提高匹配效率。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）设计一个数据结构，用于存储一个公司员工的信息，包括姓名、工号、部门、工资等，实现插入、删除、查找和遍历操作。2、（本题5分）以链表为基础，设计一个旅游景点门票预订管理系统，支持门票的预订和退票。3、（本题5分）设计一个算法，用邻接表表示一个无向图，判断图是否为连通图。4、（本题5分）设计一个程序，使用图的邻接表存储结构，实现深度优先和广度优先遍历的动画演示。5、（本题5分）设计一个数据结构和算法，用于管理一个医院的住院病人费用管理系统，能够准确计算病人的住院费用。四、综合题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）某公司的项目任务分配系统需要对多个项目的任务和员工分配情况进行管理。任务信息包括任务编号、任务描述、负责人、截止日期等，员工信息包括员工编号、姓名、负责任务等。考虑使用线索二叉树来存储这些信息。请设计算法实现以下功能：（1）插入新的任务或员工信息；（2）删除已完成的任务或离职员工信息；（3）按照截止日期对任务进行排序；（4）查找某个员工负责的所有任务。分析所设计算法的时间复杂度和空间复杂度。2、（本题10分）某航空公司的订票系统需要对航班信息和乘客订票情况进行管理。航班信息包括航班号、起降时间、起降地点、座位数量等，乘客订票信息包括乘客姓名、身份证号、航班号、座位号等。这些信息以哈希表和链表的组合形式存储。请设计算法实现以下功能：（1）查询某个航班的剩余座位数量；（2）为乘客预订指定航班的座位；（3）取消乘客的订票；（4）统计每个航班