武昌理工学院《数据结构与算法课程设计》2023-2024学年第二学期期末试卷

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《数据结构与算法课程设计》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一、单选题（本大题共15个小题，每小题1分，共15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、设计一个无线通信中的毫米波通信系统，考虑波束成形和信道估计等关键技术。2、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。3、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。4、设计一个基于单片机的温度监测与控制系统，能够实时采集环境温度，当温度超过设定阈值时，启动相应的降温或升温设备。5、使用集成电路设计一个比较器，给出比较精度和响应时间等性能指标，并进行电路实现和测试。6、设计一个基于DSP的语音合成系统，能够将文本转换为自然流畅的语音，提供算法实现和性能评估。7、设计一个基于物联网技术的智能工厂生产管理系统，实现生产过程的自动化监控和调度。8、设计一个基于FPGA的数字信号调制解调系统，支持多种调制方式如QAM、OFDM等，给出硬件实现和性能测试。9、设计一个简单的数字存储示波器，能够采集和显示输入信号的波形，包括硬件采集电路和软件显示界面的设计。10、设计一个无线通信模块抗干扰电路，能够提高无线通信的抗干扰能力，保证通信的稳定性。11、利用模拟电路技术，设计一个用于音频前置放大器的噪声抑制电路，降低背景噪声。12、设计一个基于运放的音频前置放大器，具有高输入阻抗、低噪声和一定的增益，用于提升音频信号质量。13、设计一个基于ARM的工业控制系统，实现对生产过程的参数监测和控制，描述系统架构和软件界面。14、对于一个有序数组，使用二分查找算法查找一个特定元素。假设数组为[1,3,5,7,9,11,13]，要查找元素7，以下关于查找过程的描述，哪个是正确的？（）A.每次都将数组分成两等份进行比较B.先比较中间元素，如果大于中间元素则在右半部分查找，否则在左半部分查找C.从数组的第一个元素开始依次比较D.随机选择数组中的元素进行比较15、对于一个具有n个节点的二叉搜索树，其平均查找长度的期望值在什么量级？（）A.O(1)B.O(logn)C.O(n)D.O(nlogn)二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）论述如何使用回溯法解决0-1背包问题的精确解。2、（本题5分）阐述如何在一个图中找到两个节点之间的所有路径，给出算法步骤和实现代码，并分析其时间复杂度。3、（本题5分）详细论述在利用二叉树存储数据时，如何进行前序遍历、中序遍历和后序遍历，并给出相应的递归和非递归实现代码。4、（本题5分）详细阐述如何在一个图中使用深度优先搜索计算顶点的连通度。三、综合题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）某电商平台的商品评价系统需要对大量的商品评价进行管理和分析。评价信息包括评价者ID、商品ID、评价内容、评价时间等。这些信息以跳表的形式存储。请设计算法实现以下功能：（1）按评价时间顺序输出评价；（2）查找指定商品的所有评价；（3）删除违规或无效的评价；（4）统计某个评价者的评价数量。分析算法的时间复杂度和空间复杂度。2、（本题5分）在一个在线投票系统中，需要记录每个投票选项的票数，并实时显示投票结果。设计一种数据结构和算法，能够高效地处理投票操作，防止重复投票，并快速地统计和展示投票结果。3、（本题5分）在一个在线论坛的帖子管理系统中，帖子有不同的主题、发布者、发布时间、回复数量等属性。设计数据结构来存储帖子信息，支持帖子的发布、删除、置顶、加精等操作，能够快速按主题、发布时间、回复数量等条件对帖子进行排序和查询。4、（本题5分）某电商平台的物流配送路径规划系统需要存储配送地点和路径信息，包括地点编号、地点名称、经度、纬度、相邻地点等。系统要实现快速查找最短配送路径、按照距离对配送地点进行排序、新增配送地点、修改路径信息。请选择恰当的数据结构，并详细说明算法和代码实现，以及性能评估。5、（本题5分）某公司的员工管理系统需要存储员工的个人信息，如姓名、工号、部门、职位、薪资等。请设计合适的数据结构来存储员工信息，支持按部门、职位等条件进行快速查询和排序，并能够方便地进行员工信息的添加、删除和修改操作。四、设计题（本大题共4个小题，共40分)1、（本题10分）设计一个程序，使用堆结构实现对一组项目按照风险和回报进行优先级排序。2、（本题10分）利用图的深度优先搜