北部湾大学《数据结构（Pthon）》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、在数据结构的应用中，栈可以用于表达式求值。以下关于栈在表达式求值中的应用，说法不正确的是（）A.可以将中缀表达式转换为后缀表达式，然后利用栈进行求值B.栈可以保存操作数和运算符，按照运算规则进行计算C.对于复杂的表达式，栈的使用可以简化求值过程D.栈在表达式求值中只能用于中缀表达式，不能用于后缀表达式2、设计一个基于运算放大器的差分放大器电路，具有高共模抑制比和低噪声特性。3、使用单片机设计一个水质监测系统，能够检测水中的酸碱度、溶解氧等参数，并通过网络上传数据。4、图的广度优先搜索使用队列来实现，在搜索过程中，以下哪个操作是关键的？（）A.入队未访问的邻接顶点B.出队当前顶点C.标记已访问的顶点D.以上操作都很关键5、采用模拟电子技术设计一个差分放大器，用于抑制共模信号，放大差模信号。6、在一个大型电商网站的数据库中，需要存储和快速查找商品的信息，包括商品编号、名称、价格、库存数量等。为了实现高效的查找和操作，选择合适的数据结构至关重要。假设需要频繁地根据商品编号查找商品的详细信息，以下哪种数据结构可能是最合适的？（）A.链表，便于动态插入和删除元素B.数组，支持随机访问C.二叉搜索树，查找效率较高D.哈希表，能够快速定位特定键的值7、设计一个液晶显示器（LCD）的驱动电路，能够实现图像的清晰显示，具有对比度调节功能。8、设计一个基于单片机的智能门锁系统，支持密码、指纹、刷卡等多种开锁方式，并具有报警功能。9、设计一个基于模拟开关和电阻网络的程控增益放大器，实现增益的程控调节。10、设计一个基于数字电位器和滤波器的音频均衡调节系统，实现对音频各频段的灵活均衡调节。11、设计一个无线充电器电路，能够为手机、平板电脑等设备进行无线充电，充电功率为5W。12、设计一个基于数字电路的简单密码锁系统，要求能够通过输入正确的数字密码解锁，密码错误时有报警提示，且密码可修改。13、设计一个可编程逻辑器件（PLD）实现的简单数字逻辑功能，如加法器、计数器等，进行功能验证和性能评估。14、考虑一个有向无环图（DAG），假设需要对其进行拓扑排序。以下关于拓扑排序的结果，哪个说法是正确的（）A.结果是唯一的B.结果可能不唯一C.不存在拓扑排序D.以上说法都不对15、设计一个基于形态学处理的图像边缘检测系统，分析处理效果和算法复杂度。16、设计一个基于555定时器的脉冲产生电路，输出频率和占空比可调，给出电路原理图和参数计算方法，分析其稳定性和应用场景。17、设计一个5V转±12V的DC-DC电源转换电路，输出电流不小于0.5A，给出原理图和元件选型。18、根据数字信号处理理论，设计一个图像压缩编码系统，能够对图像进行高效压缩，同时保持较好的图像质量。19、设计一个基于蓝牙模块的智能体重秤，能够测量体重、体脂率、肌肉量等身体指标，并将数据上传至云端。20、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。二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）解释在一个带权无向图中，如何使用弗洛伊德算法求解任意两点之间的最短路径，说明算法的空间复杂度和时间复杂度。2、（本题5分）详细阐述在具有n个元素的链表中，如何实现链表的复制操作，并给出具体的算法步骤和代码实现。3、（本题5分）论述在哈希表的设计中，如何评估哈希函数的性能，以及如何处理哈希冲突导致的性能下降。4、（本题5分）论述在树的平衡调整算法中，如何分析旋转操作对树的高度和性能的影响。5、（本题5分）阐述后缀树在信息检索中的应用和优化策略。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）利用队列结构设计一个超市促销活动排队系统，模拟顾客参与活动的过程。2、（本题5分）利用图数据结构设计一个物流配送路径优化系统，找到最短配送路径以降低成本。3、（本题5分）设计一个数据结构和算法，模拟一个网约车平台的乘客投诉处理系统，能够跟踪投诉的处理进度和结果。4、（本题5分）设计一个算法，利用哈希表存储电影信息（包括电影名、导演、主演），解决冲突采用开放定址法。5、（本题5分）设计一个程序，使用插入排序算法对给定的整数数组进行排序，输出排序后的数组。四、综合题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）一个学校的实验室设备管理系统需要存储设备的信息，如设备编号、设备名称、设备类型、购买日期、使用状态等。系统要支持快速查找特定设备、按照购买日期对设备进行排序、新增设备、维修设备、报废设备。请确定恰当的数据结构，并详细阐述算法和代码实现，以及性能优化策略。2、（本题10分）一个在线图片分享平台需要管理大量的图片信息，包括图片名称、上传者、上传时间、图片标签、浏览量等。设计数据结构来存储这些信息，实现图片的快速上传、删除、查找和浏览量统计，同时支持根据标签和上传时间进