南京工业大学《数据结构实验W》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页南京工业大学《数据结构实验W》

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、基于通信中的多址接入技术设计一个无线通信网络，支持多个用户同时通信，分析网络容量和性能。2、插入排序也是一种基本的排序算法。关于插入排序的特点，以下描述正确的是：（）A.插入排序在每次迭代中，将待排序元素插入到已排序部分的合适位置B.插入排序在最坏情况下的时间复杂度为O(nlogn)，优于冒泡排序C.插入排序是一种不稳定的排序算法，可能改变相同元素的相对顺序D.插入排序适用于大规模数据的排序，效率很高3、设计一个基于Zigbee和GPRS的远程无线监测系统，实现数据的远程传输和监控，描述系统的硬件组成和软件流程。4、设计一个基于单片机的电子秤系统，能够测量物体的重量，并具有去皮、计价等功能。5、利用数字电路技术，设计一个智能路灯控制系统，根据环境光线和交通流量自动调节路灯的亮度。6、设计一个基于51单片机的智能车库门控制系统，能够通过遥控器和手机APP控制车库门的开启和关闭，并具备防夹功能。7、使用电力电子器件设计一个降压型直流-直流变换器（BuckConverter），给出电路参数设计和效率分析。8、设计一个基于ZigBee技术的智能养殖环境监测系统，能够实时监测养殖场内的温度、湿度、氨气浓度等参数。9、在图的最短路径问题中，Dijkstra算法是一种常用的算法。以下关于Dijkstra算法的描述中，不正确的是（）A.该算法适用于有向图和无向图B.算法从起始顶点开始，逐步计算到其他顶点的最短路径C.算法通过不断更新顶点的距离值来找到最短路径D.算法的时间复杂度为O(n^2)，其中n是顶点的数量10、在一个交通流量监测系统中，需要实时记录不同路段的车辆数量，并能够快速地找出车辆数量最多的路段和最少的路段。此外，还需要能够动态地更新路段的车辆数量信息。对于这样的需求，以下哪种数据结构最为合适？（）A.优先队列，能够快速获取最大或最小元素B.红黑树，保持数据的有序性并支持高效的插入和删除C.跳表，实现快速的查找、插入和删除操作D.线段树，用于处理区间的统计和更新问题11、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12、设计一个基于单片机的智能路灯控制系统，根据环境光照和时间自动控制路灯的开关和亮度调节。13、设计一个基于PLC的风力发电控制系统，实现对风力发电机的转速、功率等参数的监测和控制。14、设计一个光纤通信系统中的光发射机和接收机，确定合适的光源和探测器，计算系统的传输距离和带宽。15、设计一个基于蓝牙的无线鼠标，能够与计算机进行稳定的无线连接，实现鼠标的基本操作功能。16、设计一个基于数字逻辑电路的简易密码锁系统，要求输入正确密码才能开锁，密码可由用户自行设定，同时具备错误输入次数限制及报警功能。17、设计一个基于FPGA的数字信号解调系统，能够实现对ASK、FSK、PSK等调制信号的解调。18、设计一个基于ADC和微控制器的气体浓度检测系统，能够检测多种常见气体（如CO、CO₂、CH₄等）的浓度。19、当处理字符串操作时，KMP（Knuth-Morris-Pratt）算法用于字符串匹配。假设要在一个长文本中查找一个短模式串，以下关于KMP算法的优势，哪个是正确的（）A.减少不必要的字符比较B.不需要预处理模式串C.适用于所有类型的字符串D.以上都不对20、设计一个基于ZigBee的智能路灯节能系统，能够根据道路上的行人和车辆情况自动调节路灯亮度，实现节能效果。二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）详细说明如何在一个无向图中进行连通分量的计算，给出算法步骤和实现代码，并分析其时间复杂度。2、（本题5分）数组的查找算法有哪些？分别阐述它们的时间复杂度和适用场景。3、（本题5分）论述在树的遍历中，如何使用Morris遍历算法优化空间复杂度。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）设计一个程序，使用合适的数据结构存储一个在线游戏的玩家好友关系管理系统，支持好友添加、删除和聊天功能。2、（本题5分）设计一个程序，使用栈实现括号匹配的检查功能，输入一个包含括号的字符串，判断括号是否正确匹配。3、（本题5分）设计一个哈希表程序，采用随机探测法处理哈希冲突，支持动态插入和删除操作，展示操作过程和结果。4、（本题5分）设计一个程序，使用链表实现双向链表的分割功能，输入一个双向链表和一个值，将链表分割为两部分。5、（本题5分）分析AVL树平衡调整操作对树结构和性能的长期影响，提出优化建议。四、综合题（本大题共2个小题，共20分)1、（本题10分）一个电商平台的售后服务管理系统需要存储售后订单的信息，包括售后订单编号、商品编号、售后类型（退货、换货、维修）、处理进度、处理结果等。系统要支持快速查找特定售后订单、按照处理进度对订单进行排序、新增售后订单、更新处理进度和结果、删除已完成的售后订单。请选择恰当的数据结构，并详细说明算法和代码实现，以及性能评估。2、（本题10分）某电商平台的优惠券发放系统需要对优惠券的类型、面额、使用条件和发放记录进行管理。优惠券信息包括优惠券编