长安大学兴华学院《数据结构与数据库》2023-2024学年第二学期期末试卷

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《数据结构与数据库》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、设计一个低通数字滤波器，截止频率为500Hz，采样频率为2kHz，采用窗函数法进行设计。2、在一个具有n个顶点和m条边的无向图中，使用邻接表存储，空间复杂度大约是多少？（）A.O(n+m)B.O(n^2)C.O(m^2)D.O(nm)3、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。4、设计一个电磁波发射与接收系统，工作频率在特定频段，能够实现一定距离内的有效通信，并分析其传播特性。5、设计一个基于ARM处理器的智能家居控制系统，能够实现对灯光、窗帘、空调等设备的远程控制和智能调节，说明系统架构和通信协议。6、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7、设计一个数字通信系统的误码性能测试方案，包括测试设备的选择、测试环境的搭建和数据的分析方法。8、对于一个用数组实现的循环队列，当队尾指针rear等于数组的最大下标时，若要进行入队操作，需要进行的处理是？（）A.rear重置为0B.rear保持不变C.扩充数组容量D.无法再入队9、设计一个基于蓝牙5.0技术的无线音频传输系统，实现高质量的音频数据传输，给出系统的性能测试结果。10、设计一个数字通信系统中的载波同步电路，实现对接收信号载波频率和相位的准确同步，测试同步性能。11、设计一个数字电压表电路，能够测量直流电压，测量范围为0V到100V，精度为±0.1V。12、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13、设计一个基于蓝牙低能耗（BLE）技术的健康监测手环，能够实时监测心率、血压、运动步数等健康数据，并传输到手机端。14、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。15、设计一个锂电池充电管理电路，能够实现恒流恒压充电，具有过温、过流保护功能，描述电路原理和芯片选型。16、设计一个数字时钟收音机电路，能够显示时间、接收广播信号并播放音频，具有闹钟和定时关机功能。17、根据传感器原理，设计一个用于智能家居的人体红外感应系统，能够实现自动开灯、关空调等智能控制。18、设计一个基于微波技术的雷达测距系统，能够准确测量目标物体的距离，并具有较高的分辨率和抗干扰能力。19、已知一个栈的进栈序列为1，2，3，4，5。则下列序列中，不可能是出栈序列的是：（）A.5，4，3，2，1B.4，5，3，2，1C.4，3，5，1，2D.1，2，3，4，520、设计一个基于STM32的无人机飞行控制系统，实现飞行姿态控制和导航功能，提供系统的硬件组成和控制算法。二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）解释二叉树的前序遍历、中序遍历和后序遍历的定义，并分别阐述其递归和非递归的实现方法。2、（本题5分）解释如何在一个循环双链表中实现插入和删除操作，给出算法步骤和实现代码，并分析其时间复杂度和空间复杂度。3、（本题5分）详细说明在红黑树中，删除操作可能导致的颜色违规情况以及修复方法。4、（本题5分）论述伸展树在频繁随机访问场景下的性能优势和潜在问题。5、（本题5分）详细阐述在贪心算法的实际应用中，如活动选择问题，如何做出最优选择。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，使用堆排序算法对给定的数组进行排序，输出排序后的数组。2、（本题5分）设计一个程序，构建AVL树，实现节点的插入和删除操作，并在操作后保持树的平衡。3、（本题5分）设计一个回溯程序，解决数独问题，输出完整的数独答案。4、（本题5分）研究跳表在内存受限环境下的优化方法和策略，并进行实验验证。5、（本题5分）设计一个程序，使用顺序表存储一组字符串，实现字符串的快速排序。四、综合题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）某超市的商品促销管理系统需要存储促销商品的信息，如商品编号、商品名称、促销价格、促销开始时间、促销结束时间等。系统要支持快速查找特定促销商品、按照促销价格对商品进行排序、新增促销商品、结束促销商品活动。请设计合适的数据结构和算法，并给出代码实现和性能评估。2、（本题10分）一个科研项目管理系统需要对项目的进展情况和参与人员进行跟踪。项目信息包括项目编号、项目名称、负责人、起止时间、进展状态等，参与人员信息包括人员编号、姓名、参与项目等。这些信息以十字链表的形式存储。请设计算法实现以下功能：（1）查询某个项目的详细信息；（2）添加新的项目或人员；（3）删除已完成的项目或离职人员；（4）统计每个负责人负责的项目数量。分析算