黑龙江林业职业技术学院《数据结构（Java）》2023-2024学年第二学期期末试卷

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2023-2024学年第二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、设计一个太阳能热水器控制器智能控制电路，能够根据天气情况和用户需求自动调节热水器的工作状态，实现智能化控制。2、设计一个基于集成电路的温度传感器电路，能够精确测量环境温度，并将温度值以数字形式输出。3、基于通信编码技术设计一个纠错编码系统，能够对传输的数据进行编码和纠错，提高数据传输的可靠性。4、设计一个基于单片机的智能灌溉系统，能够根据土壤湿度自动控制灌溉设备的开启和关闭。5、假设正在实现一个股票交易系统，需要实时记录每只股票的最新价格，并能够快速获取价格最高和最低的股票。以下哪种数据结构可以满足这个需求？（）A.平衡二叉搜索树，存储股票价格信息B.链表，顺序更新股票价格C.哈希表，映射股票代码和价格D.栈，存储价格变化6、设计一个基于ADC和微控制器的风速测量系统，能够测量0-30m/s的风速，精度达到0.1m/s。7、设计一个基于数字信号处理的图像识别系统，能够识别特定的物体或图案。8、利用射频电路设计一个Wi-Fi信号放大器，增强特定区域内的Wi-Fi信号覆盖。9、在数据结构的实现中，动态内存分配是常见的操作。假设我们正在动态分配内存来存储数据结构。以下关于动态内存分配的描述，哪一项是不准确的？（）A.使用动态内存分配可以根据实际需求灵活地调整数据结构的大小B.动态内存分配需要注意内存泄漏和内存碎片的问题C.释放动态分配的内存时，必须使用对应的释放函数，否则会导致内存泄漏D.只要程序正常结束，动态分配的内存会自动释放，不需要手动处理10、设计一个无线遥控器智能学习电路，能够学习其他遥控器的编码，实现一个遥控器控制多个设备。11、利用数字电路技术，设计一个地铁自动检票系统，实现车票验证、扣费和闸机控制功能。12、设计一个基于FPGA的SPI通信接口模块，能够实现与外部设备的高速数据传输，给出硬件描述和测试方法。13、设计一个数字信号传输中的同步恢复电路，能够从接收信号中准确恢复出同步信息，分析恢复的精度和稳定性。14、在一个长度为n的字符串中，使用朴素的模式匹配算法查找一个长度为m的子串，其最坏情况下的时间复杂度为：（）A.O(n)B.O(m)C.O(nm)D.O(n+m)15、设计一个数字音频处理中的音频编码码率控制策略，分析对音质和带宽的影响。16、设计一个太阳能充电器扩展电路，能够提高太阳能充电器的充电效率和输出功率，并且具有智能充电功能。17、哈希表是一种高效的数据结构。以下关于哈希表的描述，不正确的是：（）A.哈希表通过哈希函数将关键字映射到存储位置B.哈希表的查找、插入和删除操作的平均时间复杂度都接近O(1)C.哈希冲突是指不同的关键字映射到了相同的存储位置D.哈希表不需要处理哈希冲突18、考虑一个任务调度系统，有多个任务按照优先级和提交时间进行调度执行。以下哪种数据结构可以有效地管理这些任务，并保证高优先级或早提交的任务先执行？（）A.优先队列，根据优先级和时间排序B.数组，通过索引访问任务C.链表，按照提交顺序存储任务D.栈，先进后出执行任务19、设计一个基于蓝牙Mesh网络的智能照明系统，能够实现群组控制和场景设置，说明系统组成和网络配置。20、设计一个基于单片机的电子秤系统，能够测量0-10kg的物体重量，精度达到1g。二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）对于一个具有n个顶点的无向图，如何使用广度优先搜索算法计算各个顶点的最短路径长度？2、（本题5分）在数据结构中，阐述如何使用线段树解决区间查询和更新问题，给出算法步骤和实现代码，并分析其性能优势。3、（本题5分）解释线段树在处理区间查询时的时间复杂度优化方法。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）设计一个程序，利用图的数据结构表示电路图，实现电路中两点之间的连通性检查功能。2、（本题5分）设计一个算法，利用平衡二叉树存储城市的经纬度和名称，实现快速定位和查找。3、（本题5分）设计一个程序，使用AC自动机处理多个模式字符串在给定文本中的匹配，输出匹配位置。4、（本题5分）研究AVL树在空间利用效率方面的特点，设计优化存储的方案。5、（本题5分）设计一个基于链式存储的栈结构，实现入栈、出栈和获取栈顶元素的功能，并测试其在多组数据下的性能。四、综合题（本大题共2个小题，共20分)1、（本题10分）某学校的课程管理系统需要存储课程的相关信息，包括课程编号、课程名称、授课教师、选课学生名单等。设计一种数据结构来存储课程信息，实现课程的添加、删除、查找和修改操作，并能够快速获取某门课程的选课学生名单和授课教师信息。2、（本题10分）某城市的公交系统需要对公交线路和站点进行管理。线路和站点信息以有