广州华商学院《数据结构理论》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页广州华商学院《数据结构理论》

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、设计一个基于数字信号处理器（DSP）的语音信号处理系统，能够实现语音降噪、回声消除等功能。2、假设在一个资源分配系统中，有多个资源请求同时到达，系统需要根据资源的可用性和请求的优先级进行分配。为了有效地管理资源和请求，以下哪种数据结构可以帮助实现高效的分配策略？（）A.集合B.映射C.链表集合D.树状数组3、假设要对一个包含1000个元素的数组进行排序，以下哪种排序算法在平均情况下性能较好？（）A.冒泡排序B.选择排序C.插入排序D.快速排序4、设计一个基于STM32单片机的心率监测系统，能够实时采集人体心率数据，并通过蓝牙将数据传输到手机APP进行显示和分析。5、设计一个基于PLC的物料分拣系统，能够根据物料的颜色、形状等特征自动进行分拣。6、栈和队列在计算机程序设计中有广泛的应用。以下关于栈和队列应用场景的描述，错误的是：（）A.栈可以用于表达式求值、函数调用等B.队列可以用于实现广度优先搜索、任务调度等C.栈和队列不能同时用于一个程序中，会导致冲突D.栈和队列可以用于实现递归算法的非递归形式7、设计一个数字音频编码和解码系统，采用特定的编码算法，比较编码前后的音频质量和数据压缩率。8、设计一个基于LTC6804的电池组监测系统，能够同时监测多个串联电池的电压和温度，给出硬件电路和软件算法。9、基于通信中的频谱资源管理技术设计一个动态频谱分配系统，提高频谱利用率。10、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。11、设计一个无线通信中的认知无线电频谱感知和接入方案，分析频谱利用效率。12、设计一个数字滤波器的硬件实现电路，如FIR滤波器，满足特定的滤波性能指标，进行电路的调试和优化。13、设计一个简单的数字图像加密和解密系统，采用加密算法保证图像安全，给出系统设计和加密效果评估。14、在数据结构的应用中，栈可以用于表达式求值。对于中缀表达式转后缀表达式的过程，以下描述错误的是（）A.操作数直接输出B.遇到左括号时入栈C.遇到右括号时，将栈顶元素依次弹出，直到遇到左括号D.运算符的优先级不会影响转换过程15、在一个编译器的符号表实现中，需要存储变量名、类型、作用域等信息，并能够快速查找、插入和删除符号。以下哪种数据结构可能是最适合的？（）A.红黑树，平衡的搜索结构B.链表，动态操作方便C.栈，后进先出管理符号D.队列，先进先出处理符号16、设计一个基于ADC的电压测量系统，测量范围为0-10V，精度为0.01V，通过数码管显示测量结果。17、在实际应用中，常常需要对数据结构进行优化。以下关于数据结构优化的描述，错误的是：（）A.可以通过选择合适的存储结构来提高性能B.可以通过改进算法来降低操作的时间复杂度C.优化数据结构一定会增加代码的复杂性D.优化需要综合考虑性能、可读性和可维护性18、对于一个需要支持动态调整大小的数据结构，假设在程序运行过程中，数据的数量可能会大幅增加或减少。以下哪种数据结构能够较好地满足这种需求？（）A.数组B.链表C.栈D.队列19、设计一个基于Arduino的智能温室控制系统，能够自动调节温室内的温度、湿度、光照强度和二氧化碳浓度，为植物生长提供最佳环境。20、在一个循环队列中，队头指针指向队头元素的前一个位置，队尾指针指向队尾元素。假设队列的最大容量为10，当前队头指针为5，队尾指针为8。此时，如果进行入队操作，新元素应该存储在哪个位置？（）A.9B.0C.8D.7二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）论述在一个顺序存储的二叉树中，如何通过数组下标快速确定节点的父子关系。2、（本题5分）解释堆的概念，包括大根堆和小根堆，给出堆的调整算法步骤，并说明堆在排序算法中的应用。3、（本题5分）对于一个具有n个顶点和e条边的带权无向图，如何使用克鲁斯卡尔（Kruskal）算法构造最小生成树？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，利用图的数据结构表示物流配送网络，实现货物的最优配送路径规划功能。2、（本题5分）在平衡二叉搜索树中进行删除操作时，设计平衡调整算法以应对可能出现的不平衡情况。3、（本题5分）设计一个堆排序程序，对给定整数数组进行排序，分析其稳定性和空间复杂度。4、（本题5分）设计一个程序，使用链表实现队列的复制功能，输入一个队列进行复制并展示结果。5、（本题5分）设计一个算法，在一个字符串中找出所有长度为k且不包含特定字符的子串。四、综合题（本大题共2个小题，共20分)1、（本题10分）某酒店的客房预订系统需要管理客房信息，包含客房编号、房型、价格、入住状态、预订客人姓名等。系统要支持快速查找特定客房、按照价格对客房进行排序、新增客房预订、取消预订以及修改客房的入住状态。请设计合理的数据结构和算法，并提供完整的代码实现和性能分析。2、（本题10分）一个文件系统需要对