重庆旅游职业学院《数据结构与算法综合设计》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题号一二三四总分得分批阅人一、单选题（本大题共15个小题，每小题1分，共15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、在数据结构的性能评估中，除了时间复杂度和空间复杂度，还有其他指标。关于这些评估指标，以下描述哪一项是不正确的？（）A.平均查找长度常用于评估查找算法的性能B.算法的稳定性也是一个重要的评估指标，特别是在排序算法中C.数据结构的可维护性和可读性在实际应用中通常不重要D.对于特定的应用场景，还需要考虑数据结构与其他部分的集成和协作效率2、设计一个基于STM32的智能小车控制系统，能够实现自动避障、循迹和蓝牙遥控功能，描述硬件选型和软件编程思路。3、设计一个液晶显示器（LCD）的驱动电路，能够实现图像的清晰显示，具有对比度调节功能。4、设计一个计算机网络中的IP地址分配方案，满足特定网络规模和拓扑结构的需求。5、设计一个±5V转±15V的DC-DC电源变换电路，输出电流不小于0.2A，给出原理图和PCB布局。6、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7、插入排序也是一种常见的排序算法。以下关于插入排序的叙述，不正确的是：（）A.插入排序将待排序的元素插入到已排序的部分中合适的位置B.插入排序在平均情况下的时间复杂度为O(n^2)C.插入排序是一种不稳定的排序算法D.插入排序对于小规模数据的排序效果较好8、在一个需要对大量整数进行排序的场景中，如果内存空间有限，不能一次性容纳所有数据，以下哪种排序算法可能是最合适的？（）A.冒泡排序，简单但效率低，不适合大数据量B.快速排序，通常在内存中进行，不适合内存受限情况C.归并排序，可以采用外部排序的方式处理大数据量D.插入排序，适用于少量数据，不适合大规模数据9、设计一个数字温度计液位计无线传输与远程监测电路，能够将温度和液位数据通过无线方式传输到远程监控中心进行实时监测。10、设计一个基于运放的指数放大器电路，能够实现输入信号的指数放大，放大倍数可调，输入信号频率范围为0-100Hz。11、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。12、在树的遍历中，如果需要按照层次从上到下、从左到右的顺序访问节点，应该使用哪种遍历方式（）A.先序遍历B.中序遍历C.后序遍历D.层次遍历13、设计一个低功耗集成电路系统，从电路结构、电源管理等方面考虑降低功耗，分析功耗优化效果。14、设计一个集成电路测试中的功能测试向量生成方案，提高测试覆盖率和准确性。15、设计一个通信系统复用设备，能够实现时分复用、频分复用或波分复用功能，分析复用效率和资源利用率。二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）论述如何优化图的存储结构以减少空间占用和提高访问效率。2、（本题5分）论述AVL树的删除操作中可能出现的四种情况及相应的调整策略。3、（本题5分）详细说明如何在一个具有n个元素的数组中，找出最长连续递增子序列的长度，分析所使用的算法和时间复杂度。4、（本题5分）说明二叉树的遍历算法在二叉树的子树判断问题、树的子结构问题中的应用。三、综合题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）一个图书馆的读者借阅管理系统需要存储读者的借阅信息，包括读者编号、读者姓名、借阅图书编号、借阅日期、应还日期等。系统要支持快速查找读者的借阅记录、按照应还日期对借阅记录进行排序、新增借阅、归还图书操作。请设计合适的数据结构和算法，并给出代码实现和性能评估。2、（本题5分）某在线论坛需要对帖子和回复进行管理。帖子和回复以双向链表的形式存储。请设计算法实现以下功能：（1）按照发布时间顺序输出帖子和回复；（2）将热门帖子置顶；（3）删除某个违规的帖子或回复；（4）统计每个帖子的回复数量。分析算法的时间复杂度和空间复杂度。3、（本题5分）一个科研项目管理系统需要对项目的进展情况和参与人员进行跟踪。项目信息包括项目编号、项目名称、负责人、起止时间、进展状态等，参与人员信息包括人员编号、姓名、参与项目等。这些信息以十字链表的形式存储。请设计算法实现以下功能：（1）查询某个项目的详细信息；（2）添加新的项目或人员；（3）删除已完成的项目或离职人员；（4）统计每个负责人负责的项目数量。分析算法的时间复杂度和空间复杂度。4、（本题5分）某金融机构需要对客户的交易记录进行分析，以检测异常交易行为。交易记录包括交易时间、金额、交易类型等。设计合适的数据结构和算法，能够快速地筛选出异常交易，并进行风险评估。5、（本题5分）某电商平台的用户行为分析系统需要存储用户的操作记录，如用户编号、操作类型（浏览、购买、收藏、评价）、操作时间、操作对象等。系统要能够快速分析用户的行为模式、按照操作频率对用户进行分类、新增用户操作记录、删除过期记录。请设计合适的数据结构和算法，并给出代码实现和性能评估。四、设计题（本大题共4个小题，共40分)1、（本题10分）设计一个程序，在给定的双向链表中插入一个节点，输出插入后的链表。2、（本题10分）设计一个算法，利用哈