河北艺术职业学院《数据结构实践》2023-2024学年第一学期期末试卷

站名：站名：年级专业：姓名：学号：凡年级专业、姓名、学号错写、漏写或字迹不清者，成绩按零分记。…………密………………封………………线…………第1页，共1页河北艺术职业学院《数据结构实践》

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、设计一个基于数字信号处理的语音增强系统，能够在噪声环境下提高语音的清晰度和可懂度。2、设计一个红外线测距电路，能够测量物体与传感器之间的距离，测量范围为10cm到100cm，精度为±1cm。3、设计一个低通有源滤波器电路，截止频率为2kHz，通带增益为2倍，通带波纹小于0.8dB，阻带衰减不小于40dB，输入信号频率范围为0-5kHz。4、链表是一种重要的数据结构，在很多场景中得到应用。关于链表的特点，以下描述错误的是：（）A.链表的存储空间不必连续，可以通过指针来链接各个节点B.对链表进行插入和删除操作时，不需要移动大量元素，效率较高C.链表可以方便地实现随机访问，查找任意位置的元素速度很快D.单链表、双向链表和循环链表是常见的链表类型，它们各有特点和适用场景5、设计一个基于ADC的压力测量系统，测量范围为0-100MPa，精度为0.1MPa，通过串口将测量数据发送到上位机。6、设计一个基于音频运放的耳机均衡器，能够对不同频段的音频进行独立的增益调节。7、设计一个基于PLC的食品加工生产线控制系统，能够实现食品的加工、包装、质量检测等环节的自动化控制。8、快速排序是一种高效的排序算法。以下关于快速排序的描述，错误的是（）A.选择一个基准元素，将数组分为小于基准和大于基准两部分，然后对这两部分分别排序B.快速排序的平均时间复杂度为O(nlog₂n)，但在最坏情况下为O(n²)C.快速排序是一种不稳定的排序算法D.快速排序每次都能将数组均匀地分成两部分9、设计一个基于单片机的水质监测系统，能够实时监测水中的溶解氧、pH值、电导率等参数，并通过GPRS模块将数据上传到服务器。10、设计一个音频放大器功率扩展电路，能够增加放大器的输出功率，满足更大功率的音频播放需求。11、设计一个基于Wi-Fi的智能家居安防系统，实现入侵检测、视频监控和报警功能，阐述系统组成和网络配置。12、设计一个太阳能热水器控制器远程控制电路，能够通过手机或电脑远程控制热水器的工作状态，并且具有故障报警功能。13、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。14、设计一个数字信号编码方案，如曼彻斯特编码或差分曼彻斯特编码，分析编码效率和抗干扰能力。15、设计一个射频识别（RFID）系统的读写器，能够准确读取和写入标签信息，考虑防碰撞算法的实现。16、利用模拟电路技术，设计一个用于数控机床的电机驱动电路，实现电机的精确调速和位置控制。17、设计一个数字鉴相器，能够测量两个输入信号的相位差，精度达到1度，给出电路结构和工作原理。18、设计一个基于555定时器的脉冲发生器，输出脉冲频率和占空比可调，说明电路原理和调试要点。19、在数据结构中，查找操作也是常见的操作之一。顺序查找适用于无序数组，其平均时间复杂度为：（）A.O(n)B.O(nlogn)C.O(logn)D.O(1)20、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。二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）阐述如何使用树状数组求解前缀和问题，并分析其时间复杂度和空间复杂度。2、（本题5分）简述哈希表的性能优化方法，包括哈希函数的改进、处理哈希冲突的策略调整等。3、（本题5分）解释如何在一个链表中实现插入排序，给出算法步骤和实现代码，并分析其时间复杂度和空间复杂度。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）给定一个整数数组，设计算法找出其中和最接近给定值的子数组。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）研究AVL树在空间利用效率方面的特点，设计优化存储的方案。4、（本题5分）设计一个树状数组，实现高效的区间求和和更新操作，分析其性能。5、（本题5分）设计一个程序，使用邻接表存储无向图，获取指定顶点的度，并输出度的值。四、综合题（本大题共2个小题，共20分)1、（本题10分）一个物流配送中心需要对货物的配送路径进行规划。配送地点以图的形式表示，边的权重表示两地之间的距离。请设计算法实现以下功能：（1）使用迪杰斯特拉算法找到从起点到终点的最短路径；（2）判断图中是否存在负权边，如果有，如何处理；（3）使用弗洛伊德算法计算所有点对之间的最短路径；（4）如果新增一个配送地点，如何更新最短路径。分析算法的时间复杂度和空间复杂度。2、（本题10分）假设一个视频网站需要存储大量的视频信