湖南工程职业技术学院《数据结构》2023-2024学年第二学期期末试卷

学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号…………密…………封…………线…………内…………不…………要…………答…………题…………第1页，共3页湖南工程职业技术学院《数据结构》

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25个小题，每小题1分，共25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、在一个电商网站的订单处理系统中，需要按照订单生成的时间顺序依次处理订单，同时能够在任意时刻查看最早未处理的订单。以下哪种数据结构能够满足这种需求？（）A.顺序表，按顺序存储订单，但插入和删除操作可能导致大量元素移动B.链表，便于插入和删除，但不便于快速获取最早订单C.栈，后进先出，不符合订单处理的顺序要求D.队列，先进先出，符合订单按时间顺序处理的需求2、希尔排序是对插入排序的一种改进，以下关于希尔排序的特点，不正确的是：（）A.希尔排序通过将数组分成若干个子序列，分别进行插入排序，逐步减少增量，最终完成排序B.希尔排序的时间复杂度取决于增量序列的选择，在某些情况下可以接近O(nlogn)C.希尔排序是一种不稳定的排序算法，可能改变相同元素的相对顺序D.希尔排序的性能优于所有其他排序算法，适用于各种规模的数据排序3、设计一个基于蓝牙和传感器的可穿戴健康监测设备，实时监测心率、体温等生理参数。4、设计一个用于医疗仪器的信号放大器，能够放大微弱的生理信号，如心电、脑电等，给出电路设计和噪声抑制方法。5、当使用树这种数据结构来存储和组织数据时，二叉搜索树是一种常见的类型。假设要在二叉搜索树中快速查找一个特定的值，以下关于二叉搜索树的性质，哪个是关键的（）A.左子树的值都小于根节点，右子树的值都大于根节点B.每个节点的度不超过2C.树的高度是固定的D.节点的值是随机分布的6、设计一个计算机网络中的小型路由器，实现不同网段之间的数据转发功能，配置相关路由协议。7、设计一个数字图像处理中的图像压缩质量评估系统，包括客观和主观评估指标的测量。8、设计一个用于卫星通信的低噪声放大器（LNA），工作频率在Ku波段，噪声系数小于1dB，增益大于20dB，阐述电路设计和器件选型。9、设计一个基于数字图像处理的目标跟踪系统，能够在视频中实时跟踪特定目标的运动轨迹。10、设计一个基于光纤通信的远程数据传输系统，能够在长距离传输中保持高速和稳定的数据传输性能。11、归并排序是一种基于分治思想的排序算法。以下关于归并排序的叙述，错误的是：（）A.归并排序将待排序序列分成若干个子序列，然后将子序列合并成有序序列B.归并排序在最坏、平均和最好情况下的时间复杂度均为O(nlogn)C.归并排序是一种稳定的排序算法D.归并排序的空间复杂度较高12、基于通信中的编码调制技术设计一个高效的数字通信系统，提高频谱利用率和传输速率。13、设计一个同步数字体系（SDH）的帧结构生成和解析模块，实现数据的复用和解复用功能。14、设计一个基于数字信号处理器（DSP）和摄像头的运动目标检测系统，实时检测视频中的运动目标。15、设计一个简单的机器人手臂控制系统，能够实现多个关节的运动控制，包括电机驱动和位置反馈控制，阐述控制算法和系统实现。16、设计一个简单的图像采集系统，使用CMOS图像传感器采集图像，并通过USB接口将图像数据传输到计算机进行显示和存储。17、设计一个无线传感器网络中的节点通信模块，实现低功耗、短距离的数据传输，考虑节点的能耗管理。18、在数据结构中，假设我们需要存储和操作一个公司员工的信息，包括员工编号、姓名、年龄、职位等。要求能够快速地按照员工编号查找和修改员工信息。以下哪种数据结构最适合？（）A.数组B.链表C.哈希表D.二叉搜索树19、冒泡排序是一种简单的排序算法。假设我们正在使用冒泡排序对数组进行排序。以下关于冒泡排序的描述，哪一项是不准确的？（）A.冒泡排序通过反复比较相邻元素并交换位置，将最大的元素逐步“浮”到数组的末尾B.冒泡排序在最坏情况下的时间复杂度为O(n^2)，但在最好情况下可以达到O(n)C.冒泡排序是一种稳定的排序算法，相同元素的相对顺序在排序后不会改变D.冒泡排序的性能优于其他所有排序算法，适用于各种规模的数据排序20、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。21、假设在一个基因序列分析程序中，需要快速比较两个基因序列的相似性，并找出最长的公共子序列。为了实现这个功能，以下哪种数据结构和算法可以被应用？（）A.动态规划结合二维数组B.贪心算法结合链表C.回溯算法结合栈D.分治算法结合树22、设计一个数字信号调制解调电路，能够实现数字信号的调制和解调，调制方式为ASK、FSK、PSK等。23、在一棵二叉树中，度为0的节点（即叶子节点）个数为n0，度为2的节点个数为n2，则该二叉树的节点总数为？（）A.n0+n2B.2n0+n2-1C.2n0+n2+1D.n0+2n224、设计一个高通滤波器电路，截止频率为500Hz，通带波纹小于0.5dB，阻带衰减不小于30dB，输入信号频率范围为0-1kHz。25、设计一个高速并行通信系统，采用DDR3内存接口，传输速率达到1066Mbps，说明硬件实现和时序控制。二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）阐述后缀数组与后缀树的关系，以及它们在字符串处理中的不同应用场景。2、（本题5分）详细说明如何在一个具有n个元素的数组中，进行荷兰国旗问题的划分，分析所使用的算法和时间复杂度。3、（本题5分）详细说明如何在二叉搜索树中查找第k小的元素，给出算法步骤和实现代码，并分析其时间复杂度。4、（本题5分）在一个具有n个元素的堆中，如何实现堆的删除操作的优化，使得时间复杂度降低，给出优化思路和代码实现。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，利用哈希表存储用户的登录信息（用户名、密码），实现登录验证和用户信息修改。2、（本题5分）设计一个程序，利用数组实现快速排序的优化版本，提高排序效率并展示过程和结果。3、（本题5分）设计一个程序，使用数据结构来存储一个超市的商品促销活动效果评估信息，包括销售额增长、客流量变化等。4、（本题5分）设计一个程序，使用伸展树实现动态内存管理。5、（本题5分）构建一个算法，在二叉搜索树中查找指定范围内的节点，并返回节点数量。四、综合题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）某在线宠物领养平台需要记录宠物的信息、领养人的申请和审核状态。设计一种数据结构和算法，确保宠物能够找到合适的领养家庭。2、（本题10分）某高校的选课系统需要处理学生的选课操作，确保课程容量不超员，同时满足学生的选课需求。设计合