泉州信息工程学院《数据结构与算法分析实验》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《数据结构与算法分析实验》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、哈希表是一种通过哈希函数将关键字映射到存储位置的数据结构。在处理哈希冲突时，常见的方法有开放地址法和链地址法。使用链地址法处理哈希冲突时，以下关于其特点的描述，正确的是：（）A.查找效率较低B.空间利用率低C.适用于哈希函数冲突较少的情况D.可以有效地处理大量的冲突2、二叉树是一种重要的数据结构。在二叉树的性质中，以下描述哪一项是不准确的？（）A.二叉树的每个节点最多有两个子节点，分别称为左子节点和右子节点B.满二叉树是一种特殊的二叉树，所有的叶子节点都在同一层C.完全二叉树中，除了最后一层，其他层的节点都是满的，且最后一层的节点从左到右依次排列D.对于一棵深度为h的二叉树，其节点总数最多为2^h-1，最少为h3、利用数字逻辑电路设计一个自动售货机的控制系统，能够实现货币识别、商品选择和找零功能。4、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。5、设计一个基于FPGA的数字信号滤波系统，支持在线参数调整和实时滤波，给出硬件设计和滤波算法优化。6、栈是一种特殊的线性表，具有特定的操作规则。以下关于栈的特点的描述，错误的是：（）A.栈遵循先进后出的原则B.栈的插入和删除操作只能在栈顶进行C.可以用数组或链表来实现栈D.栈中的元素必须按照从小到大的顺序排列7、设计一个数字图像处理中的图像压缩质量评估系统，包括客观和主观评估指标的测量。8、设计一个数字音频编码和解码系统，采用特定的编码算法，比较编码前后的音频质量和数据压缩率。9、设计一个基于STM8的智能风扇控制系统，能够根据环境温度自动调节风扇转速，阐述系统组成和控制策略。10、设计一个计算机网络中的IP地址分配方案，满足特定网络规模和拓扑结构的需求。11、当使用树结构来存储数据时，平衡二叉树是为了保证树的高度平衡，从而提高查找效率。假设一个平衡二叉树由于插入操作导致失衡，以下哪种调整方法可以恢复平衡（）A.旋转操作B.重新构建整棵树C.忽略失衡，继续进行操作D.以上方法都不行12、运用电子电路知识，设计一个用于电动汽车充电桩的电源模块，提供稳定的直流输出。13、运用电子电路知识，设计一个具有过流保护和短路保护功能的直流电源电路。14、设计一个基于PLC的立体车库控制系统，实现车辆的存取、车位的分配和安全监控功能。15、设计一个基于数字滤波器的信号去噪系统，分析去噪效果和对原始信号的保真度。二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）对于一个用链表实现的队列，如何实现循环队列的扩容操作，给出算法思路和代码实现。2、（本题5分）解释如何在一个具有n个顶点的图中计算每个顶点的邻居顶点数量。3、（本题5分）详细阐述在具有n个元素的链表中，如何实现链表的反转操作，并给出具体的算法步骤和代码实现。4、（本题5分）详细说明选择排序算法中如何避免不必要的比较。三、综合题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）某股票交易系统需要实时更新股票价格、成交量和买卖委托信息。设计数据结构和算法，能够快速处理交易指令，提供实时的行情数据和交易报表。2、（本题5分）某在线购物平台的优惠券管理系统需要记录优惠券信息、发放记录和使用记录。优惠券信息包括优惠券ID、优惠券类型、面额、使用条件，发放记录包括发放ID、优惠券ID、用户ID、发放时间，使用记录包括使用ID、优惠券ID、订单ID、使用时间。设计数据结构来管理优惠券数据，实现优惠券的发放、使用、查询，并统计优惠券的使用情况和效果。3、（本题5分）在一个在线考试培训系统中，需要管理课程资料、练习题、模拟考试和学员成绩等。设计一种数据结构来存储这些信息，支持课程资料的上传和更新，练习题和模拟考试的生成和批改，学员成绩的统计和分析，并能够根据学员的学习情况进行针对性的辅导和建议。4、（本题5分）一个在线课程平台的作业管理系统需要记录作业信息、学生提交情况和教师批改情况。作业信息包括作业ID、课程ID、作业内容、截止时间，学生提交情况包括学生ID、作业ID、提交时间、提交内容，教师批改情况包括作业ID、批改时间、批改分数、评语。请设计数据结构来管理作业数据，实现作业的发布、提交、批改、查询，并统计学生的作业完成情况。5、（本题5分）某在线音乐平台需要对用户的播放记录和收藏歌曲进行管理，以便为用户提供个性化的音乐推荐。设计数据结构来存储这些信息，并设计算法实现个性化推荐功能。四、设计题（本大题共4个小题，共40分)1、（本题10分）使用链表和迪杰斯特拉算法，设计一个程序，为一个城市的公共自行车租赁点规划布局，使居民使用最方便。2、（本题10分）设计一个数据结