福建商学院《数据结构中俄》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《数据结构中俄》2023-2024学年第一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30个小题，每小题1分，共30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、在数据结构的性能评估中，以下关于时间复杂度和空间复杂度的说法，不正确的是：（）A.时间复杂度反映了算法执行时间与输入规模之间的关系B.空间复杂度反映了算法所需存储空间与输入规模之间的关系C.时间复杂度和空间复杂度越低越好，不需要考虑其他因素D.可以通过优化算法来降低时间复杂度和空间复杂度2、在一个需要对大量数据进行频繁插入和删除操作，并且要求数据有序的数据结构中。以下哪种数据结构可能不太适合？（）A.红黑树B.链表C.平衡二叉树D.有序数组3、假设要设计一个算法来计算表达式的值，例如“(2+3)*4-5”，需要一种数据结构来存储操作数和运算符，并按照正确的顺序进行计算。以下哪种数据结构可能是最合适的？（）A.队列，先进先出，难以处理表达式的优先级B.栈，能够方便地处理运算符的优先级和计算顺序C.数组，存储固定数量的元素，不利于表达式的灵活计算D.哈希表，主要用于快速查找，不适合表达式的计算4、设计一个基于ARMCortex-M7的电机驱动控制器，支持无刷直流电机和永磁同步电机，给出控制算法和硬件接口。5、设计一个光耦隔离电路，实现输入输出信号的电气隔离，给出电路设计和性能测试结果。6、设计一个数字电压表，测量范围为0至50V，精度为0.1V，采用ADC芯片实现，说明硬件电路和软件算法。7、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8、考虑一个在线购物车系统，需要存储用户添加的商品信息，包括商品ID、数量和价格，并支持商品的添加、删除和修改操作。以下哪种数据结构可能是最适合的？（）A.二叉搜索树，根据商品ID存储B.链表，动态管理商品信息C.数组，顺序存储购物车内容D.哈希表，快速定位商品9、设计一个基于单片机的太阳能路灯控制器，根据光照和时间自动控制路灯的开关和亮度。10、假设要实现一个字典数据结构，支持快速的插入、删除和查找操作，并且能够存储大量的数据。以下哪种实现方式可能是最优的？（）A.基于链表的实现B.基于数组的实现C.基于哈希表的实现D.基于树的实现11、利用模拟电路技术，设计一个用于音频功率放大器的保护电路，防止过载和短路损坏设备。12、设计一个基于红外传感器的自动感应水龙头控制系统，当检测到人手时自动出水，一段时间后自动停水。13、假设正在设计一个资源分配系统，需要管理有限的资源，并根据请求的优先级和时间进行分配。以下哪种数据结构可以有效地支持资源的分配和管理？（）A.最小堆，获取最小优先级的请求B.最大堆，处理最高优先级的请求C.链表，顺序分配资源D.数组，通过索引分配资源14、若对一棵二叉排序树进行中序遍历，得到的序列是一个有序序列，这是因为二叉排序树的定义具有以下哪个特性？（）A.左子树节点值小于根节点值，右子树节点值大于根节点值B.根节点值大于左子树所有节点值，小于右子树所有节点值C.每个节点的左子树和右子树的高度差不超过1D.所有节点的值互不相同15、插入排序在小规模数据时性能较好。以下关于插入排序的描述，正确的是（）A.对于近乎有序的数组，效率很高B.最坏情况下的时间复杂度为O(nlogn)C.平均情况下的时间复杂度为O(n^2)D.是一种空间复杂度较高的排序算法16、根据通信原理，设计一个数字电视广播发射系统，能够将视频和音频信号进行调制并发射出去。17、设计一个数字频率合成器，能够输出频率在100kHz至10MHz范围内连续可调的正弦波，给出系统架构和锁相环参数计算。18、考虑一个文本编辑程序，需要实现撤销和重做的功能。以下哪种数据结构最适合用于存储操作的历史记录，以支持高效的撤销和重做操作？（）A.队列B.栈C.链表D.树19、考虑一个图的最短路径问题，迪杰斯特拉（Dijkstra）算法是一种常见的求解方法。假设图中存在负权边，以下关于Dijkstra算法的适用性，哪个说法是正确的（）A.仍然适用，可以求出最短路径B.可能会得到错误的结果C.无法运行D.会自动将负权边转换为正权边20、使用单片机设计一个智能电子秤系统，能够准确测量物体重量，并具有去皮、计价等功能。21、动态数组是一种可以动态调整大小的数组。以下关于动态数组的描述，错误的是：（）A.动态数组可以根据需要自动增加或减少存储空间B.动态数组在插入元素时可能需要重新分配内存C.动态数组的实现通常基于静态数组D.动态数组的性能一定优于静态数组22、设计一个简单的数字电压表，能够测量0-50V的直流电压，精度达到0.1V，并用液晶显示屏显示测量结果。23、设计一个基于运算放大器的有源滤波器电路，实现低通、高通、带通或带阻滤波功能，参数可调节。24、在树型数据结构中，二叉树是一种重要的类型。关于二叉树的性质，以下正确的是：（）A.一棵深度为k的满二叉树，其节点总数为2^k-1B.二叉树的中序遍历结果是节点值的升序排列（假设节点值为整数）C.任何一棵二叉树，其叶子节点数一定等于度为2的节点数加1D.二叉树的前序遍历和后序遍历结果一定不同25、设计一个数字音频的多声道处理系统，如5.1声道或7.1声道，实现音频的空间定位和效果增强。26、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。27、设计一个基于单片机的温度控制系统，能够实时采集温度数据，并通过控制加热或冷却装置将温度稳定在设定范围内，要求精度达到±0.5℃。28、假设正在设计一个网络爬虫程序，需要存储已经访问过的网页URL，并快速判断一个新的URL是否已经被访问过。由于需要处理大量的URL，内存使用效率也很重要。以下哪种数据结构最适合用于解决这个问题？（）A.集合，快速判断元素是否存在B.链表，顺序存储访问过的URLC.栈，按照访问顺序存储URLD.队列，先进先出地处理URL29、设计一个音频放大器，要求具有一定的增益、低失真和宽频带，给出放大器的电路设计、参数计算以及性能测试方案。30、设计一个基于数字信号处理的语音增强系统，能够在噪声环境下提高语音的清晰度和可懂度。二、综合题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）某在线旅游平台的景点评价系统需要记录景点信息、评价内容和评价分数。景点信息包括景点ID、景点名称、景点介绍，评价内容包括评价ID、景点ID、用户ID、评价内容、评价时间，评价分数包括分数ID、景点ID、用户ID、分数。设计数据结构来管理评价数据，实现景点评价的查询、统计平均分数、筛选优质评价，并根据评价推荐景点。2、（本题5分）某城市的公共自行车租赁管理系统需要存储自行车的信息，如自行车编号、租赁点编号、是否可用、租赁时间、归还时间等。系统要能够快速查找可用自行车、按照租赁时间对自行车进行排序、记录自行车的租赁和归还操作、统计租赁次数。请设计合理的数据结构和算法，并提供代码实现和性能分析。3、（本题5分）在一个银行的账户管理系统中，需要存储客户的账户信息，包括账户ID、客户姓名、身份证号、账户余额、交易记录等。请设计数据结构来管理账户数据，实现账户的快速查询、存款、取款、转账操作，并生成交易报表。4、（本题5分）一个在线教育平台的作业批改系统需要记录学生的作业提交情况、批改结果和教师评语。设计数据结构来方便教师查阅和统计学生的作业表现。5、（本题5分）在一个在线课程平台上，有大量的课程信息需要管理，包括课程ID、课程名称、授课教师、课程简介、学生报名列表等。设计数据结构来存储课程数据，能够快速查询特定课程、按教师或课程类型分类、添加或删除课程、更新学生报名情况，并统计每门课程的报名人数。三、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）阐述后缀树在图像处理中的潜在应用和相关技术。2、（本题5分）分析在字符串匹配中，如何处理多语言字符集的匹配问题。3、（本题5分）如何在二叉搜索树中进行插入和删除操作？请详细说明操作步骤。4、（