四川电子机械职业技术学院《数据结构与算法分析》2023-2024学年第一学期期末试卷

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2023-2024学年第一学期期末试卷题号一二三四总分得分一、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、在数据结构的应用中，解决冲突是一个常见的问题。以下关于冲突解决的描述，不正确的是：（）A.在哈希表中，当多个元素映射到同一个位置时就会发生冲突B.除了开放寻址法和链地址法，还有其他一些冲突解决方法，如再哈希法C.冲突解决的好坏直接影响哈希表的性能，但对其他数据结构没有影响D.选择合适的冲突解决方法需要综合考虑数据分布、操作频率等因素2、设计一个简单的数字音频解码器，能够解码常见的音频格式如MP3、WAV等，给出硬件设计和解码算法。3、设计一个基于FPGA的数字信号加密系统，实现对数字信号的加密和解密，阐述加密算法和硬件实现。4、在一个图的表示和处理中，如果图的边数相对较少，并且需要快速判断两个顶点之间是否存在边，以下哪种图的存储结构可能是最优的？（）A.邻接矩阵，直观表示顶点之间的关系B.邻接表，节省存储空间C.十字链表，方便进行顶点和边的操作D.边集数组，集中存储边的信息5、在一个算法中，需要频繁地在一个有序序列中插入新的元素，并保持序列的有序性。以下哪种数据结构能够最有效地实现这个功能？（）A.冒泡排序后的数组B.插入排序后的数组C.链表，逐个节点插入D.二叉搜索树，自动调整保持有序6、设计一个基于STM8的电机调速系统，采用PWM控制方式，能够实现正反转和调速功能，描述系统组成和控制算法。7、基于通信协议的自适应调整技术设计一个动态网络通信系统，能够根据网络状况自动优化传输参数。8、设计一个基于运算放大器的仪表放大器电路，具有高共模抑制比和高输入阻抗，给出电路结构和参数计算。9、设计一个数字频率计多功能显示电路，能够同时显示频率、周期、占空比等参数，并且具有图形显示功能。10、在数据结构的递归操作中，需要注意递归的终止条件和栈空间的使用。假设我们正在使用递归解决一个问题。以下关于递归的描述，哪一项是不准确的？（）A.递归函数必须有明确的终止条件，否则会导致无限递归B.递归调用会使用系统的栈空间来保存中间结果和返回地址C.对于一些问题，使用迭代实现比递归实现效率更高D.递归总是比迭代更容易理解和实现，应该优先使用递归11、设计一个基于单片机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场景切换功能。12、设计一个基于DSP的数字滤波器，能够对音频信号进行低通滤波，截止频率为2kHz，给出算法实现和代码优化。13、设计一个基于霍尔传感器的电机转速测量系统，能够实时测量电机的转速并将数据显示出来。14、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。15、考虑到一个文件系统的目录结构管理，需要快速查找、插入和删除文件和文件夹，并能够方便地遍历整个目录层次。以下哪种数据结构适合用于实现文件系统的目录结构？（）A.三叉树B.四叉树C.N叉树D.线段树16、利用电力电子技术设计一个三相交流逆变器，将直流电转换为三相交流电，用于驱动电机等负载。17、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。18、设计一个锁相环（PLL）频率合成器，输出特定频率的稳定信号，分析其相位噪声和锁定时间。19、设计一个电子秤数据存储电路，能够将电子秤的测量数据存储在本地或云端，方便查询和分析。20、设计一个简单的数字时钟电路，使用数码管显示时间，具备小时、分钟和秒的显示功能，同时能够通过按键进行时间的调整和设置。二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）描述二叉树的遍历算法在二叉树的垂直遍历问题中的应用。2、（本题5分）详细阐述如何在一个带权无向图中计算任意两个顶点之间路径的平均权值。3、（本题5分）详细说明如何在一个具有n个元素的循环链表中，进行删除操作，并分析其时间复杂度和空间复杂度。4、（本题5分）分析在数据结构中，如何利用堆进行中位数的查找。5、（本题5分）详细阐述在一个具有n个元素的二叉树中，如何求所有节点的平均值。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，计算给定有向图的强连通分量，输出每个强连通分量的节点。2、（本题5分）设计一个程序，使用二叉树结构存储电影的分类和名称，实现按照分类进行查找和统计。3、（本题5分）设计一个算法，在一个有序链表中进行二分查找。4、（本题5分）设计一个算法，利用哈希表存储网站的用户账号和密码，实现登录验证和密码修改。5、（本题5分）设计一个程序，使用合适的数据结构存储一个学校的学生选课冲突检测系统，避免学生选课时间冲突。四、综合题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）一个健身房的会员管理系统需要存储会员信息，如会员编号、会员姓名、会员类型、会员期限、消费记录等。系统要能够快速查找特定会员、按照消费金额对会员进行排序、新增会员、修改会员信息以及删除会员。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。2、（本题10分）某公司的文档管理系统需要存储各类文档，包括文档名称、作者、创建时间、修改时间、文档内容等信息。请设计合适的数据结构来高效地存储和检索这些文档，支持按作者、创建时间、文档类型等条件进行快速查询，并能方便地进行文档的添加