湖南安全技术职业学院《数据结构（Java）》2023-2024学年第一学期期末试卷

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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批阅人一、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、在图的遍历算法中，深度优先搜索和广度优先搜索是两种基本方法。以下关于深度优先搜索的描述，不正确的是（）A.采用栈来实现B.可能会出现重复访问节点的情况C.对于连通图，能遍历到所有节点D.可以用于求解图的连通分量2、设计一个数字信号处理器（DSP）图像处理电路，能够实现图像的滤波、增强等处理功能。3、考虑队列这种数据结构，它遵循先进先出的原则。假设一个银行需要管理客户的排队等待服务，每个客户按照到达的顺序接受服务。为了有效地组织和管理客户的等待过程，以下关于队列的操作，哪个是最关键的（）A.随机删除队列中的元素B.在队列中间插入新的客户C.读取队列头部的客户信息D.对队列中的元素进行排序4、设计一个数字音频处理中的音频均衡器参数自动调整系统，分析调整效果。5、考虑哈希表这种数据结构，它通过哈希函数将键映射到存储位置。假设需要快速查找和插入大量的数据，并且数据的分布比较均匀。以下关于哈希表的负载因子，哪个说法是正确的（）A.负载因子越大，哈希表的性能越好B.负载因子越小，哈希表的性能越好C.负载因子对哈希表的性能没有影响D.负载因子应根据具体情况选择一个合适的值6、设计一个基于单片机的智能小车控制系统，能够实现小车的前进、后退、转弯、调速等功能，并具备避障功能。7、设计一个数字频率计，采用等精度测量法，测量范围为10Hz至100MHz，给出系统方案和误差分析。8、设计一个简单的无线通信系统，采用合适的调制解调方式，实现短距离的数据传输，包括发射端和接收端的电路设计以及通信协议的制定。9、设计一个基于Wi-FiDirect的点对点无线通信系统，实现高速数据传输，描述系统的硬件组成和通信协议。10、设计一个无线通信模块抗干扰电路，能够提高无线通信的抗干扰能力，保证通信的稳定性。11、设计一个基于单片机的温度和湿度监控系统，能够实时采集温湿度数据，并通过液晶显示屏显示，同时具备报警功能。12、运用通信网络技术，设计一个智能工厂的工业以太网网络架构，满足生产设备的高速通信和协同工作需求。13、栈是一种特殊的线性表，其操作遵循后进先出的原则。关于栈的应用，以下说法错误的是（）A.栈可以用于表达式求值B.栈可以用于实现函数调用时的参数传递和返回地址保存C.栈可以用于将递归算法转换为非递归算法D.栈不适合用于判断一个字符串是否是回文14、假设要实现一个可以快速查找两个节点之间是否存在路径的图数据结构。以下哪种表示方法和搜索算法的组合最适合？（）A.邻接矩阵和深度优先搜索B.邻接表和广度优先搜索C.邻接矩阵和广度优先搜索D.邻接表和深度优先搜索15、设计一个基于CPLD的脉冲宽度调制（PWM）发生器，实现可调占空比的PWM信号输出，给出电路设计和性能测试。16、设计一个数字频率计，采用计数法和测周期法相结合，测量范围为1Hz至100MHz，给出系统方案和误差分析。17、设计一个基于运算放大器的正弦波振荡器电路，输出频率为1kHz，幅度稳定。18、设计一个数字存储示波器数据处理电路，能够对示波器采集的数据进行处理和分析，并且具有图形显示功能。19、设计一个数字信号处理器（DSP）音频处理电路，能够实现音频信号的混音、特效等处理功能。20、栈是一种特殊的线性表，遵循特定的操作原则。以下关于栈的描述，不准确的是：（）A.栈的操作遵循后进先出（LIFO）原则，即最后入栈的元素最先出栈B.可以用数组或链表来实现栈，常见的操作有入栈、出栈和获取栈顶元素C.栈在函数调用、表达式求值、括号匹配等场景中有广泛应用D.栈的大小是无限的，可以随意入栈元素，不需要考虑栈满的情况21、设计一个集成电路封装结构，满足散热、电气性能和机械强度等要求，进行封装的可靠性分析。22、红黑树也是一种自平衡的二叉搜索树。假设我们正在研究一个红黑树。以下关于红黑树的描述，哪一项是不准确的？（）A.红黑树通过对节点颜色的约束来保持一定程度的平衡B.红黑树的插入和删除操作相对复杂，但能保证较好的性能C.红黑树的查找操作的时间复杂度在平均情况下优于AVL树D.红黑树在频繁插入和删除节点的情况下，性能比AVL树更稳定23、设计一个基于STM32的物联网网关，能够连接多种传感器并将数据上传到云平台，说明系统架构和通信协议转换。24、设计一个音频功率放大器，采用甲乙类放大方式，在4Ω负载下输出功率不小于100W，给出电路设计和散热方案。25、设计一个基于物联网技术的智能电表抄表系统，实现远程自动抄表和数据管理。二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）深入探讨在一个具有n个元素的二叉搜索树中，如何进行树的遍历操作的应用，如计算树中节点值的和。2、（本题5分）说明二叉树的遍历算法在二叉树的复制、删除等操作中的应用。3、（本题5分）解释如何在一个循环队列中进行动态扩容，给出算法步骤和实现代码，并分析其性能影响。4、（本题5分）在哈希表中，阐述常见的哈希函数构造方法和处理冲突的策略，分析它们的优缺点，并举例说明在实际应用中的选择依据。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，使用双向链表存储一组浮点数，实现链表的冒泡排序。2、（本题5分）设计一个程序，使用二叉树存储整数，实现前序、中序和后序遍历，并计算二叉树的高度和节点个数。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）设计一个哈希表程序，采用不同的哈希函数和处理冲突的方法，比较它们的性能。5、（本题5分）设计一个程序，使用数据结构来存储一个电商平台的商品图片信息，实现图片的上传、存储和快速检索。四、综合题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）一个科研项目需要对大量的实验数据进行处理和分析，数据包括不同实验条件下的测量值、时间戳等。设计合适的数据结构来存储和管理这些数据，以便能够快速地进行数据筛选、统计分析和结果可视化。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