东北石油大学《数据结构W》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页东北石油大学《数据结构W》

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、设计一个太阳能充电控制器，能够对12V的蓄电池进行充电管理，实现过充、过放保护，描述电路原理和控制策略。2、设计一个简单的数字信号调制解调系统，能够实现ASK、FSK、PSK等调制方式，给出系统的硬件电路和软件实现。3、设计一个数字温度计液位计电路，能够同时测量环境温度和液体液位高度，温度精度为±0.1℃，液位测量范围为0cm到100cm，精度为±1cm。4、当需要构建一个能够表示家族关系的树形数据结构时，假设每个节点代表一个家庭成员，并且需要方便地查找某个成员的祖先和后代。以下哪种树形结构最合适？（）A.二叉树B.二叉搜索树C.多叉树D.红黑树5、在图结构的应用中，假设要为一个城市的交通网络建模，其中节点表示交叉路口，边表示道路，并且需要计算两个地点之间的最短路径。以下哪种图算法最适合解决这个问题？（）A.深度优先搜索B.广度优先搜索C.Dijkstra算法D.Floyd-Warshall算法6、红黑树也是一种自平衡的二叉搜索树。假设我们正在研究一个红黑树。以下关于红黑树的描述，哪一项是不准确的？（）A.红黑树通过对节点颜色的约束来保持一定程度的平衡B.红黑树的插入和删除操作相对复杂，但能保证较好的性能C.红黑树的查找操作的时间复杂度在平均情况下优于AVL树D.红黑树在频繁插入和删除节点的情况下，性能比AVL树更稳定7、根据通信原理，设计一个无线局域网（WLAN）的接入点（AP）设备，实现多用户的高速无线接入。8、设计一个基于模拟积分器和比较器的电压-频率转换器（VFC），分析其性能特点。9、设计一个音频混音器，能够处理8路音频输入，实现音量、平衡和效果调节，给出系统方案和电路实现。10、设计一个5V转3.3V的LDO线性稳压器，输出电流不小于200mA，给出电路原理图和性能分析。11、设计一个温度传感器电路，能够测量环境温度并将温度值以数字形式显示出来，精度要求在±1℃以内。12、设计一个光纤通信中的色散补偿模块，实现对色散的有效补偿，分析系统性能改善情况。13、设计一个数字音频处理系统，能够实现音频的采集、编码、存储和播放，具备一定的音频特效处理功能。14、基于通信协议设计一个网络通信接口，实现数据的可靠传输和错误检测，说明协议的选择和实现过程。15、设计一个基于单片机的智能电表远程抄表系统，能够通过电力线载波通信将电表数据传输到集中器，实现远程抄表功能。16、设计一个基于FPGA的图像缩放系统，能够对输入图像进行任意比例的缩放。17、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18、在数据结构的实现中，常常需要进行空间复杂度的分析。以下关于空间复杂度的描述，不正确的是：（）A.空间复杂度是指算法在运行过程中所占用的存储空间的量度，包括输入数据占用的空间和额外辅助空间B.原地排序算法的空间复杂度通常为O(1)，因为它不需要额外的存储空间来存储排序过程中的数据C.链表的空间复杂度主要取决于节点的数量，而不考虑指针所占用的空间D.空间复杂度的分析只考虑数据结构本身所占用的空间，不考虑操作系统和编译器等因素的影响19、设计一个音频均衡器智能调节电路，能够根据输入音频信号的特点自动调节均衡器的参数，实现智能调节。20、设计一个基于PLC的电梯控制系统，实现电梯的上升、下降、停靠、开门、关门等逻辑控制和安全保护功能。二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）解释什么是块状链表及其优势。2、（本题5分）对于一个用哈希表存储的整数对集合，解释如何设计哈希函数和处理冲突，给出具体的示例和代码。3、（本题5分）对于一个具有n个顶点和e条边的无向图，采用邻接矩阵和邻接表存储时，它们在空间复杂度上有何不同？4、（本题5分）详细说明如何在一个二叉搜索树中进行范围删除操作，给出算法步骤和实现代码，并分析其时间复杂度。5、（本题5分）解释在图的存储中，邻接多重表的特点和适用场景，并与邻接矩阵和邻接表进行比较。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，使用堆排序算法对一组结构体（包含商品的编号和价格）按照编号进行排序。2、（本题5分）设计一个程序，使用字典树存储一组单词，判断给定单词是否在字典树中，输出判断结果。3、（本题5分）以哈希表为基础，设计一个酒店房间预订管理系统，能够快速查询房间的预订状态。4、（本题5分）使用栈结构设计一个程序，实现中缀表达式的括号合法性检查。5、（本题5分）设计一个程序，在字符串中查找所有不重复的字符组合，输出组合。四、综合题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）在一个在线考试的监考系统中，需要实时记录考生的答题情况、交卷时间、是否作弊等信息。设计数据结构来保障考试的公平性和数据的准确性，支持对考生答题过程的监控和异常情况的处理。2、（本题10分）一个在线图书馆系统需要管理大量的图书信息，包括书名、作者、ISBN号、出版年份、馆藏数量等。设计一种数据结构来存储这些图书信息，实现图书的添加、删除、查找、借阅和归还操作，并能够