四川民族学院《数据结构及算法（Python）》2023-2024学年第二学期期末试卷

学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号…………密…………封…………线…………内…………不…………要…………答…………题…………第1页，共3页四川民族学院《数据结构及算法（Python）》

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2分，共40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、当使用数据结构来实现缓存时，LRU（LeastRecentlyUsed）策略是一种常见的淘汰算法。假设一个缓存容量有限，需要不断替换元素。以下关于LRU策略的实现，哪个数据结构可能是最适合的（）A.栈B.队列C.哈希表D.双向链表2、设计一个用于工业机器人的运动控制系统，能够实现点位控制、轨迹规划和速度控制，说明控制算法和驱动器选型。3、平衡二叉树是为了改进二叉搜索树在某些情况下性能不佳而提出的。以下关于平衡二叉树的描述，正确的是（）A.平衡二叉树的左右子树高度差一定不超过1B.插入和删除操作不会破坏平衡二叉树的平衡性C.平衡二叉树的查找效率一定高于二叉搜索树D.所有的平衡二叉树都是完全二叉树4、利用电力电子技术设计一个太阳能充电控制器，实现对太阳能电池板输出的电能进行有效管理和存储。5、设计一个通信系统扩频模块的性能测试方案，包括扩频增益、抗干扰能力等指标的测量。6、队列可以用于实现广度优先搜索算法，以下关于队列在该算法中的作用，描述不正确的是：（）A.队列用于存储待扩展的节点，按照先进先出的顺序进行扩展B.队列可以保证搜索的广度优先性，即先访问距离起始节点近的节点C.队列在搜索过程中不需要进行任何操作，只在开始和结束时使用D.队列的容量大小对搜索的效率和结果没有影响7、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。8、设计一个基于PLC的自动化生产线控制系统，能够实现对物料输送、加工、装配等环节的顺序控制和故障报警。9、设计一个温度控制系统电路，能够根据设定的温度自动控制加热或冷却设备，使环境温度保持在设定值附近，精度为±1℃。10、设计一个数字频率计，采用直接计数法，测量范围为1Hz至10MHz，给出系统方案和误差分析。11、利用数字逻辑电路设计一个数字电压表，能够测量直流电压并以数字形式显示，给出测量精度和量程。12、设计一个太阳能热水器控制器电路，能够根据水温自动控制加热和保温，并且具有水位显示和缺水报警功能。13、设计一个基于PLC的自动化立体仓库堆垛机控制系统，实现堆垛机的水平和垂直运动控制。14、设计一个基于Arduino的智能宠物喂食器，能够根据设定的时间和食量自动为宠物投放食物，并通过手机APP进行远程控制和监控。15、设计一个数字图像处理中的图像超分辨率重建效果评估系统，分析重建质量。16、设计一个太阳能热水器控制器节能优化电路，能够根据天气情况和用户需求自动优化热水器的工作状态，实现节能优化。17、设计一个基于蓝牙的无线鼠标，能够与计算机进行稳定的无线连接，实现鼠标的基本操作功能。18、运用电子电路知识，设计一个用于工业自动化的压力传感器信号调理电路，将传感器输出信号转换为标准电压或电流信号。19、在一个用邻接表表示的无向图中，要判断两个顶点之间是否存在边，时间复杂度为（）A.O(1)B.O(n)C.O(log₂n)D.取决于顶点的度数20、设计一个通信系统信道编码的性能评估方案，包括不同编码方式的误码率测试和纠错能力分析。二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）对于一个具有n个顶点和e条边的无向图，采用邻接矩阵和邻接表存储时，它们在空间复杂度上有何不同？2、（本题5分）详细阐述在动态规划的空间优化中，如何通过滚动数组或状态压缩减少空间消耗。3、（本题5分）详细说明在并查集的改进中，除了路径压缩，还有哪些优化方法可以提高性能。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）给定一个链表，设计算法删除其中所有值小于给定值的节点。2、（本题5分）使用链表和堆的组合结构，设计一个程序，实现对在线游戏中玩家得分的实时排名和更新。3、（本题5分）设计一个数据结构和算法，用于管理一个停车场的车位信息，包括车位编号、位置、是否空闲等，能够实现车辆的入场、出场和车位查询功能。4、（本题5分）设计一个程序，使用队列实现广度优先遍历二叉树，并输出遍历结果。5、（本题5分）设计一个程序，使用Floyd算法求解给定有向图中任意两点之间的最短路径，输出最短路径矩阵。四、综合题（本大题共2个小题，共20分)1、（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