北京郵電大學《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程設計》2021-2022學年第一學期期末試卷

學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第2頁，共2頁北京郵電大學《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程設計》

2021-2022學年第一學期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共20個小題，每小題2分，共40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、設計一個基于RFID技術的門禁系統(tǒng)，能夠識別合法的RFID標簽并控制門的開關，描述系統(tǒng)的硬件組成和軟件流程。2、設計一個音頻功率放大器，要求在8Ω負載下輸出功率不小于50W，總諧波失真小于0.5%，給出電路設計和調(diào)試方案。3、設計一個數(shù)字信號調(diào)制解調(diào)糾錯電路，能夠?qū)φ{(diào)制解調(diào)過程中的錯誤進行檢測和糾正，提高通信的可靠性。4、設計一個圖像處理中的邊緣檢測算法，并在實際圖像上進行測試和優(yōu)化，分析算法的復雜度和準確性。5、樹是一種重要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，二叉樹是樹的一種特殊形式。在二叉樹中，每個節(jié)點最多有兩個子節(jié)點，分別稱為左子節(jié)點和右子節(jié)點。滿二叉樹是一種特殊的二叉樹，其所有的葉節(jié)點都在同一層，并且每個非葉節(jié)點都有兩個子節(jié)點。對于一個深度為4的滿二叉樹，其節(jié)點總數(shù)為：（）A.15B.16C.31D.326、線段樹是一種用于處理區(qū)間查詢和更新的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。假設我們正在使用線段樹解決區(qū)間問題。以下關于線段樹的描述，哪一項是不準確的？（）A.線段樹通過對區(qū)間進行遞歸劃分，建立樹形結(jié)構(gòu)來快速回答區(qū)間查詢B.插入和刪除操作在線段樹中比較復雜，通常不常使用C.線段樹的構(gòu)建時間復雜度為O(n)，查詢和更新操作的時間復雜度為O(logn)D.線段樹可以用于求解區(qū)間最大值、最小值、和等問題7、假設正在開發(fā)一個文件壓縮軟件，需要對文件中的重復數(shù)據(jù)進行識別和壓縮。為了有效地查找和處理重復的數(shù)據(jù)段，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最關鍵的？（）A.并查集，用于合并重復的數(shù)據(jù)段B.線段樹，統(tǒng)計數(shù)據(jù)段的出現(xiàn)頻率C.字典，存儲已經(jīng)出現(xiàn)過的數(shù)據(jù)段D.拓撲排序，確定數(shù)據(jù)段的處理順序8、運用電子信息工程知識，設計一個智能交通管理系統(tǒng)，包括交通信號燈控制、車輛流量監(jiān)測和違章抓拍等功能。9、使用單片機設計一個智能灌溉系統(tǒng)，能夠根據(jù)土壤濕度自動控制灌溉設備的開啟和關閉，節(jié)約水資源。10、設計一個基于光電傳感器的自動照明控制系統(tǒng)，能夠根據(jù)環(huán)境光線強度自動調(diào)節(jié)燈光亮度，實現(xiàn)節(jié)能和舒適的照明效果。11、設計一個數(shù)字濾波器的硬件實現(xiàn)電路，如FIR濾波器，滿足特定的濾波性能指標，進行電路的調(diào)試和優(yōu)化。12、使用單片機設計一個智能空氣質(zhì)量監(jiān)測儀，能夠檢測多種污染物濃度并顯示，當空氣質(zhì)量超標時進行報警。13、設計一個太陽能充電器電路，能夠?qū)⑻柲苻D(zhuǎn)換為電能，為手機、平板電腦等設備充電，輸出電壓為5V。14、堆是一種特殊的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，常用于實現(xiàn)優(yōu)先隊列。關于堆的性質(zhì)和操作，以下描述哪一項是不正確的？（）A.堆分為最大堆和最小堆，最大堆中父節(jié)點的值大于子節(jié)點的值，最小堆中父節(jié)點的值小于子節(jié)點的值B.可以使用數(shù)組來實現(xiàn)堆，通過特定的公式計算節(jié)點的位置C.向堆中插入一個元素和刪除堆頂元素的時間復雜度均為O(logn)，其中n是堆中元素的數(shù)量D.堆排序是基于堆的一種排序算法，其時間復雜度為O(n^2)15、使用單片機設計一個智能安防系統(tǒng)，能夠檢測入侵、火災等異常情況，并及時發(fā)出警報和通知用戶。16、設計一個基于FPGA的圖像增強系統(tǒng)，能夠?qū)D像進行對比度增強、亮度調(diào)整等操作。17、設計一個音頻均衡器參數(shù)自動調(diào)整與存儲電路，能夠根據(jù)輸入音頻信號自動調(diào)整均衡器參數(shù)，并將參數(shù)存儲起來供下次使用。18、設計一個基于霍爾傳感器的電機轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)，能夠?qū)崟r測量電機的轉(zhuǎn)速，精度達到1rpm。19、設計一個電子秤擴展電路，能夠增加電子秤的測量范圍和精度，并且具有去皮和累計功能。20、在排序算法中，冒泡排序是一種簡單的排序方法。假設一個數(shù)組的初始狀態(tài)接近有序，以下關于冒泡排序的性能，哪個描述是準確的（）A.時間復雜度仍然是O(n^2)，效率低下B.時間復雜度接近O(n)，性能較好C.會自動轉(zhuǎn)換為更高效的排序算法D.無法確定其性能二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）詳細說明如何在一個具有n個元素的鏈表中，使用快速排序算法進行排序，并分析其時間復雜度和空間復雜度。2、（本題5分）描述二叉樹的遍歷算法在二叉樹的序列化和反序列化中的應用。3、（本題5分）對于一個用數(shù)組實現(xiàn)的隊列，解釋如何進行入隊和出隊操作，分析在隊列滿時的處理方式和可能存在的問題。三、設計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設計一個算法，在一個無向圖中找出所有不經(jīng)過指定頂點的路徑。2、（本題5分）設計一個在有序數(shù)組中進行二分查找的程序，能夠返回查找元素的位置或未找到的提示，分析其性能。3、（本題5分）優(yōu)化圖的存儲結(jié)構(gòu)，減少空間占用并提高訪問效率，設計對比實驗。4、（本題5分）設計一個算法，用鄰接表表示一個有向圖，計算圖中頂點的最小支配集。5、（本題5分）設計一個程序，利用紅黑樹存儲圖書館的圖書信息，實現(xiàn)圖書的借還管理功能。四、綜合題（本大題共2個小題，共20分)1、（本題10分）在一個大型在線游戲中，需要管理玩家的角色信息、裝備信息和游戲進程。設計合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲這些數(shù)據(jù)，使得能夠快速地查詢玩家狀態(tài)、更新裝備屬性，并處理大量玩家同時進行的操作。2、（本題10分）一