珠海科技学院《数据结构1》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《数据结构1》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2分，共30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、设计一个数字信号调制解调扩展电路，能够增加调制解调的方式和速度，并且具有纠错功能。2、设计一个基于D/A转换器的方波信号发生器电路，输出频率范围为100Hz-10kHz，占空比可调。3、选择排序也是一种简单的排序算法。以下关于选择排序的特点，描述错误的是（）A.每一轮选择未排序部分的最小元素与当前位置交换B.时间复杂度始终为O(n^2)C.是一种不稳定的排序算法D.不需要额外的存储空间4、运用通信网络原理，设计一个智慧农业的物联网网络方案，实现农田环境数据的采集和远程控制。5、设计一个基于FPGA的交通信号灯控制系统，能够根据不同的时间段和车流量自动调整信号灯的时长，实现智能化交通控制。6、基于通信中的同步技术设计一个数字通信接收系统，保证数据的准确接收和同步。7、设计一个基于STM8微控制器的智能温度传感器，能够通过I2C接口与上位机通信，给出硬件电路和驱动程序。8、在数据结构中，排序算法是非常重要的一部分。冒泡排序是一种简单的排序算法，它通过反复比较相邻的元素并交换位置来将数组排序。对于一个包含n个元素的数组，冒泡排序的最坏时间复杂度为：（）A.O(n)B.O(nlogn)C.O(n^2)D.O(logn)9、基于通信协议栈设计一个网络通信模块，支持多种网络协议，实现数据的收发和处理。10、设计一个通信系统功率控制模块，能够根据信道条件动态调整发射功率，分析功率控制的精度和响应速度。11、设计一个通信系统中均衡器收敛速度和失调的优化方案，分析对系统性能的改善。12、设计一个基于ZigBee技术的智能工厂环境监测系统，实时监测温度、湿度、粉尘浓度等环境参数。13、设计一个音频混音器，能够将多个音频输入信号进行混合，并调节各通道的音量，给出电路设计和混音算法。14、对于一个需要快速判断两个字符串是否相似（例如编辑距离较小）的数据结构问题。以下哪种数据结构和算法的结合可能是有效的？（）A.哈希表和字符串比较B.后缀树和字符串匹配C.二叉搜索树和字符串遍历D.堆和字符串排序15、设计一个用于工业机器人的运动控制系统，能够实现点位控制、轨迹规划和速度控制，说明控制算法和驱动器选型。二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）阐述如何在一个具有n个顶点的有向图中，使用Floyd算法求解任意两点之间的最短路径问题，并分析其时间复杂度和空间复杂度。2、（本题5分）详细阐述如何在一个具有n个元素的二叉搜索树中删除一个具有两个子节点的节点，并保持二叉搜索树的性质。3、（本题5分）解释如何在一个链表中删除所有值为指定值的节点，给出算法步骤和实现代码，并分析其时间复杂度。三、综合题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）某城市的公交卡充值管理系统需要存储充值记录，包括充值编号、卡号、充值金额、充值时间等。系统要实现快速查找特定卡号的充值记录、按照充值金额对记录进行排序、新增充值、删除错误充值记录。请确定合适的数据结构，并详细阐述算法和代码实现，同时讨论性能优化策略。2、（本题5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。3、（本题5分）某学校的选课系统需要记录课程和学生的选课信息。课程有课程ID、课程名称、授课教师、容量等，学生选课信息包括学生ID、课程ID。请设计数据结构来管理选课数据，能够快速查询课程余量、学生选课情况、退选和补选操作，并统计每门课程的选课人数。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）一个在线点餐系统需要管理菜品信息、菜单、用户订单和支付信息等。设计一种数据结构来存储这些信息，支持菜品的添加、删除和修改，菜单的生成，用户订单的处理和支付信息的记录，并能够快速处理高峰时段的大量订单和优化配送路线。四、设计题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）设