濮阳石油化工职业技术学院《数据结构课程设计》2023-2024学年第二学期期末试卷

自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密封线第1页，共3页濮阳石油化工职业技术学院《数据结构课程设计》

2023-2024学年第二学期期末试卷院(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20个小题，每小题1分，共20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、设计一个基于光电编码器的电机位置测量系统，能够精确测量电机的转动角度和位置。2、在数据结构的应用中，图算法有着广泛的用途。假设我们正在使用图算法解决问题。以下关于图算法的描述，哪一项是不准确的？（）A.最短路径算法（如Dijkstra算法和Floyd算法）可以用于求解图中两点之间的最短路径B.最小生成树算法（如Prim算法和Kruskal算法）可以用于构建图的最小代价连通子图C.拓扑排序算法可以用于判断一个有向图是否存在环D.所有的图算法的时间复杂度都相同，与图的类型和规模无关3、在数据结构的选择中，需要考虑时间复杂度、空间复杂度和操作的便捷性等因素。以下情况中，优先选择数组而不是链表的是（）A.频繁进行插入和删除操作B.事先不知道数据的规模大小C.需要快速随机访问元素D.内存空间有限4、对于一个具有n个顶点和e条边的无向图，如果采用邻接表存储，其空间复杂度主要取决于：（）A.nB.eC.n+eD.n^25、运用集成电路知识，设计一款用于智能门锁的指纹识别芯片，具备快速准确的识别能力和高安全性。6、设计一个数字频率计，能够测量输入信号的频率，精度达到一定要求，给出硬件电路设计和软件算法流程。7、设计一个智能温度传感器，能够通过数字接口输出温度数据，并具有低功耗特性，阐述传感器的原理和电路设计。8、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。以下关于这两种算法的描述中，不正确的是（）A.深度优先搜索使用栈来实现，广度优先搜索使用队列来实现B.深度优先搜索可能会陷入死循环，广度优先搜索不会C.对于同一个图，深度优先搜索和广度优先搜索得到的遍历结果一定相同D.这两种算法都可以用于求解图的连通性问题9、设计一个基于蓝牙Mesh网络的智能家居控制系统，实现多个设备的协同控制，描述网络架构和控制策略。10、队列也是一种特殊的线性表，遵循先进先出的原则。在实际应用中，队列常用于（）A.操作系统的作业调度B.图的广度优先搜索算法C.缓存数据的管理D.以上都是11、设计一个简单的太阳能充电控制器，能够将太阳能电池板输出的电能有效地存储到蓄电池中，并防止过充和过放。12、插入排序在小型数据集上表现较好。以下关于插入排序的描述，不正确的是（）A.将待排序元素插入到已排序部分的合适位置B.插入排序的平均时间复杂度为O(n²)，但在近乎有序的情况下性能较好C.插入排序是一种稳定的排序算法D.插入排序在处理大规模数据时效率很高13、设计一个基于单片机的水质净化设备控制系统，能够根据水质参数自动控制净化过程。14、设计一个智能温度传感器，能够实时测量环境温度并通过无线方式将数据传输到接收端，具备低功耗和高精度的特点。15、运用电子电路知识，设计一个用于新能源汽车的电池管理系统（BMS）的硬件电路，实现电池状态监测和保护功能。16、设计一个基于音频功率放大器的舞台音响系统，输出功率不小于500W，具备音效调节功能。17、设计一个光耦隔离电路，实现输入输出信号的电气隔离，给出电路参数和应用场景。18、在一个需要频繁进行插入和删除操作，并且数据量较大的场景中，如果对查找操作的要求相对较低，以下哪种数据结构可能是最优的选择？（）A.链表，插入和删除操作方便，查找效率相对较低B.二叉搜索树，查找效率较高，但插入和删除可能导致树的调整C.数组，插入和删除操作复杂，不适合频繁操作D.栈，不符合频繁插入和删除的需求19、设计一个音频均衡器，能够对音频信号进行5段均衡调节，给出系统方案和滤波器参数计算。20、根据传感器技术，设计一个用于农业温室的环境参数监测系统，包括温度、湿度、光照和二氧化碳浓度等。二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）详细阐述哈希表的基本原理，包括哈希函数的设计和冲突解决方法（开放定址法、链地址法等）。2、（本题5分）详细阐述深度优先搜索和广度优先搜索算法在图中的实现过程，以及它们的时间复杂度和应用。3、（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。4、（本题5分）在数据结构中，解释线索二叉树的概念和作用，说明如何构建线索二叉树，并举例说明其在遍历中的应用。5、（本题5分）详细说明如何使用非递归算法实现二叉树的中序遍历，分析所使用的数据结构和算法步骤。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，利用伸展树和深度优先搜索算法的结合，找出一个图中所有长度为k的路径。2、（本题5分）设计一个算法，判断二叉树是否为满二叉树，输出判断结果。3、（本题5分）实现一个算法，计算一个图的最小生成森林。4、（本题5分）设计一个哈希表程序，采用开放寻址法的并行版本处理哈希冲突，提高性能并展示操作过程和结果。5、（本题5分）设计一个算法，在一个字符串中查找所有出现的指定子串，并统计其出现的次数。四、综合题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）某旅游公司的旅游线路管理系统需要存储旅游线路的信息，如线路编号、线路名称、行程安排、价格、成团人数等。系统要能够快速查找特定线路、按照价格对线路进行排序、新增旅游线路、修改线路信息、删除冷门线路。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10分）某电商平台的促销活动规则管理系统需要定义不同的促销活动类型、适用商品、优惠条件、活动时间等。设计数据结构来存储和管理促销活动规则，支持活动的创建、修改