北京石油化工學院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法》2022-2023學年第一學期期末試卷

自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁北京石油化工學院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法》

2022-2023學年第一學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個小題，每小題2分，共30分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的．）1、設計一個無線通信衰落信道的模擬模型，能夠產(chǎn)生不同類型的衰落信號，用于系統(tǒng)性能測試。2、運用集成電路設計方法，設計一款用于電動汽車的電池管理芯片，具備電池狀態(tài)監(jiān)測、充電控制和均衡功能。3、設計一個帶通橢圓濾波器電路，中心頻率為1kHz，帶寬為200Hz，通帶波紋小于0.3dB，阻帶衰減不小于60dB，輸入信號頻率范圍為0-2kHz。4、運用通信網(wǎng)絡原理，設計一個企業(yè)數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡布線方案，確保高速、可靠的數(shù)據(jù)傳輸。5、棧是一種特殊的線性表，遵循特定的操作原則。以下關于棧的描述，不準確的是：（）A.棧的操作遵循后進先出（LIFO）原則，即最后入棧的元素最先出棧B.可以用數(shù)組或鏈表來實現(xiàn)棧，常見的操作有入棧、出棧和獲取棧頂元素C.棧在函數(shù)調(diào)用、表達式求值、括號匹配等場景中有廣泛應用D.棧的大小是無限的，可以隨意入棧元素，不需要考慮棧滿的情況6、設計一個簡單的數(shù)字時鐘電路，要求能夠顯示小時、分鐘和秒，并且具有設置時間和鬧鐘功能。7、設計一個數(shù)字移相器，能夠?qū)崿F(xiàn)0至180度的連續(xù)相移，相移精度為0.1度，給出電路結(jié)構(gòu)和控制方法。8、設計一個基于單片機的智能路燈控制系統(tǒng)，能夠根據(jù)環(huán)境光照強度自動調(diào)節(jié)路燈的亮度，實現(xiàn)節(jié)能控制。9、設計一個集成電路工藝中蝕刻工藝的參數(shù)監(jiān)測和控制系統(tǒng)，保證蝕刻質(zhì)量。10、設計一個程控濾波器，帶寬和中心頻率可程控調(diào)節(jié)，給出電路實現(xiàn)和控制邏輯。11、設計一個衛(wèi)星導航系統(tǒng)中的多星座融合定位算法，評估定位精度的提升效果。12、設計一個太陽能路燈控制器，能夠根據(jù)環(huán)境光強自動控制路燈的開關和亮度，描述電路原理和控制策略。13、設計一個基于單片機的智能灌溉控制器，能夠根據(jù)土壤濕度和作物需水規(guī)律自動控制灌溉水量和時間。14、插入排序也是一種基本的排序算法。對于插入排序的特點和性能，以下描述錯誤的是（）A.插入排序?qū)⒋判蛟夭迦氲揭雅判蛐蛄械暮线m位置B.插入排序在平均情況下的時間復雜度為O(n^2)C.插入排序在數(shù)據(jù)基本有序時性能較好D.插入排序是一種不穩(wěn)定的排序算法15、在一個編譯器的符號表管理中，需要快速插入、查找和更新變量、函數(shù)等符號的信息。為了實現(xiàn)高效的符號表操作，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)通常會被選用？（）A.哈希表B.二叉搜索樹C.平衡二叉樹D.鏈表二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）論述AVL樹在進行旋轉(zhuǎn)操作時，如何保持二叉搜索樹的性質(zhì)和中序遍歷的順序不變。2、（本題5分）論述哈夫曼樹的構(gòu)建過程及其在數(shù)據(jù)壓縮中的應用原理，說明為什么哈夫曼編碼能夠?qū)崿F(xiàn)高效壓縮。3、（本題5分）詳細闡述如何使用堆排序算法對一個具有n個元素的數(shù)組進行排序，分析其穩(wěn)定性和時間復雜度。三、綜合題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）某物流企業(yè)的貨物跟蹤系統(tǒng)需要記錄貨物的發(fā)貨地、收貨地、運輸路徑、當前位置、預計到達時間等信息。設計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來實時更新貨物運輸狀態(tài)，支持按發(fā)貨地、收貨地等條件進行查詢，能夠及時處理運輸過程中的異常情況。2、（本題5分）某電商平臺需要對商品進行分類管理，并支持快速查詢和更新商品信息。請設計合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲商品分類信息，包括分類名稱、編號、父分類等，并實現(xiàn)添加、刪除、查找和修改分類的操作。同時，考慮如何優(yōu)化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以提高操作的效率。3、（本題5分）某電商平臺的優(yōu)惠券管理系統(tǒng)需要存儲優(yōu)惠券信息，如優(yōu)惠券編號、優(yōu)惠金額、使用條件、有效期等。系統(tǒng)要能夠快速查找特定優(yōu)惠券、按照優(yōu)惠金額對優(yōu)惠券進行排序、發(fā)放優(yōu)惠券、使用優(yōu)惠券以及刪除過期優(yōu)惠券。請選擇恰當?shù)臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并詳細闡述實現(xiàn)這些功能的算法和代碼，以及性能考量。4、（本題5分）某網(wǎng)約車平臺需要根據(jù)乘客的出發(fā)地和目的地，快速匹配附近的司機。設計合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，實現(xiàn)高效的訂單匹配和行程規(guī)劃。5、（本題5分）在一個在線考試培訓系統(tǒng)中，需要管理課程資料、練習題、模擬考試和學員成績等。設計一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲這些信息，支持課程資料的上傳和更新，練習題和模擬考試的生成和批改，學員成績的統(tǒng)計和分析，并能夠根據(jù)學員的學習情況進行針對性的輔導和建議。四、設計題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）設計一個程序，利用數(shù)組實現(xiàn)快速排序的隨機化版本