东南大学成贤学院《数据结构综合实践》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《数据结构综合实践》2023-2024学年第一学期期末试卷题号一二三四总分得分一、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、设计一个数字信号处理中窗函数的选择和应用方案，分析不同窗函数对信号处理结果的影响。2、若要在一个链表中删除一个指定节点，以下哪个操作是必须先完成的？（）A.找到要删除节点的前一个节点B.找到要删除节点的后一个节点C.释放要删除节点所占用的存储空间D.更新链表的头指针3、设计一个基于DSP的图像去噪系统，能够去除图像中的高斯噪声和椒盐噪声，阐述算法原理和代码实现。4、运用通信网络原理，设计一个物流配送中心的货物跟踪系统的网络方案，实时掌握货物位置和状态。5、设计一个基于LoRaWAN的物联网终端设备，实现低功耗远距离数据传输，给出硬件架构和软件流程。6、设计一个光通信中的掺铒光纤放大器（EDFA）驱动电路，实现对EDFA的稳定驱动和增益控制。7、设计一个基于ADC和微控制器的风速风向测量系统，能够同时测量风速和风向，并实时显示。8、设计一个基于FPGA的图像边缘检测系统，能够对输入的灰度图像进行边缘检测，并输出边缘图像。9、设计一个射频识别（RFID）系统的读写器，能够准确读取和写入标签信息，考虑防碰撞算法的实现。10、设计一个太阳能热水器控制器，能够自动控制水温、水位和上水，描述电路原理和控制策略。11、设计一个5V转1.8V的DC-DC降压转换器，输出电流不小于1A，效率达到90%以上，给出原理图和元件选型。12、对于一个用数组实现的队列，当rear指针达到数组末尾时，为了实现循环队列，需要进行什么样的操作？（）A.rear指针重新指向数组开头B.扩大数组容量C.停止入队操作D.以上都不对13、对于一个栈，进行入栈和出栈操作时，如果栈顶指针top初始值为-1，当进行了一系列操作后，top的值为0，此时栈的状态是？（）A.栈为空B.栈中只有一个元素C.栈已满D.栈出错14、在有向图中，拓扑排序是一种重要的操作。拓扑排序用于将有向无环图中的顶点排成一个线性序列，使得对于图中的每条有向边(u,v)，顶点u在序列中都排在顶点v之前。以下关于拓扑排序的描述，错误的是：（）A.拓扑排序的结果可能不唯一B.有向有环图也可以进行拓扑排序C.可以使用深度优先搜索或广度优先搜索来实现拓扑排序D.拓扑排序常用于任务调度等问题15、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16、在一个哈希表中，解决冲突的方法有多种，以下哪种方法在处理冲突时可能会导致“二次聚集”现象？（）A.线性探测法B.链地址法C.再哈希法D.建立公共溢出区17、在排序算法的比较中，稳定性是一个重要的特性。以下关于排序算法稳定性的描述，错误的是（）A.稳定的排序算法在排序过程中不会改变相同元素的相对顺序B.冒泡排序、插入排序和归并排序是稳定的排序算法C.选择排序和快速排序是不稳定的排序算法D.排序算法的稳定性对于所有应用都是至关重要的，不稳定的算法不能使用18、设计一个基于蓝牙的无线键盘，能够与计算机或移动设备进行无线连接，实现按键输入功能。19、在数据结构的优化中，有多种方法可以提高性能。假设我们正在优化一个数据结构。以下关于数据结构优化的描述，哪一项是不准确的？（）A.选择合适的数据结构和算法是优化的基础B.利用缓存局部性原理可以提高数据访问的效率C.过度的优化可能会导致代码的复杂性增加，反而降低了可维护性D.数据结构的优化只需要考虑时间复杂度的降低，空间复杂度可以忽略20、使用单片机设计一个智能空气质量监测仪，能够检测多种污染物浓度并显示，当空气质量超标时进行报警。二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）解释如何使用跳表实现有序集合的插入、删除和查找操作，分析其时间复杂度和空间复杂度。2、（本题5分）论述图的存储结构（邻接矩阵、邻接表等）的特点和适用场景，以及它们在遍历算法中的差异。3、（本题5分）在一个二叉树中，如何实现层序遍历的非递归实现？4、（本题5分）解释如何判断一个图是否为连通图，给出至少两种方法和实现步骤。5、（本题5分）论述AVL树在空间利用效率方面的特点和优化方法。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）设计一个算法，在一个带权有向图中找出经过指定顶点次数不超过k的最短路径。2、（本题5分）设计一个程序，将给定的无序数组构建为一个最小堆，输出构建后的堆。3、（本题5分）设计线段树的区间更新和查询算法，处理复杂的区间操作需求。4、（本题5分）设计一个数据结构和算法，用于管理一个图书馆的读者借阅权限分级系统，根据读者类型设定不同借阅权限。5、（本题5分）设计一个程序，使用深度优先搜索算法计算给定有向图的强连通分量个数，并输出个数。四、综合题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10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。2、（本题10分）某公司的文档管理系统需要存储各类文档，包括文档名称、作者、创建时间、修改时间、文档内容等信息。请设计合适的数据结构来高效地存储和检索这些文档，支持按作者、创建时间、文档类型等条件进行快速查询，并能方便地进行文档的添加、删除和修改操作。3、（本题10分）一个电影