湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法（Python）》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級(jí)_______學(xué)號(hào)_______姓名_______題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共15個(gè)小題，每小題1分，共15分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、設(shè)計(jì)一個(gè)音頻功率放大器，采用甲乙類(lèi)放大方式，輸出功率為50W，負(fù)載為8Ω，給出電路原理圖和元件參數(shù)選擇。2、設(shè)計(jì)一個(gè)程控濾波器，帶寬和中心頻率可程控調(diào)節(jié)，給出電路實(shí)現(xiàn)和控制邏輯。3、歸并排序是一種基于分治思想的排序算法。以下關(guān)于歸并排序的敘述，錯(cuò)誤的是：（）A.歸并排序?qū)⒋判蛐蛄蟹殖扇舾蓚€(gè)子序列，然后將子序列合并成有序序列B.歸并排序在最壞、平均和最好情況下的時(shí)間復(fù)雜度均為O(nlogn)C.歸并排序是一種穩(wěn)定的排序算法D.歸并排序的空間復(fù)雜度較高4、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字信號(hào)調(diào)制解調(diào)多模式電路，能夠支持多種調(diào)制解調(diào)方式，提高通信的靈活性。5、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用中，假設(shè)需要存儲(chǔ)和操作一個(gè)學(xué)生成績(jī)的集合，并且能夠快速查找某個(gè)學(xué)生的成績(jī)、計(jì)算平均成績(jī)等操作。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最合適的（）A.棧B.隊(duì)列C.二叉搜索樹(shù)D.哈希表6、設(shè)計(jì)一個(gè)基于光電傳感器的自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)，當(dāng)有人靠近時(shí)自動(dòng)開(kāi)門(mén)，一段時(shí)間后自動(dòng)關(guān)門(mén)。7、在一個(gè)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)中，任務(wù)調(diào)度是一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，需要根據(jù)任務(wù)的優(yōu)先級(jí)、截止時(shí)間等因素進(jìn)行快速的調(diào)度決策。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法常用于實(shí)時(shí)任務(wù)調(diào)度？（）A.優(yōu)先級(jí)隊(duì)列和調(diào)度算法B.棧和后進(jìn)先出調(diào)度C.隊(duì)列和先進(jìn)先出調(diào)度D.集合和隨機(jī)調(diào)度8、設(shè)計(jì)一個(gè)低通橢圓濾波器電路，截止頻率為1kHz，通帶波紋小于0.5dB，阻帶衰減不小于60dB，輸入信號(hào)頻率范圍為0-5kHz。9、對(duì)一組數(shù)據(jù)進(jìn)行排序，以下哪種排序算法在最壞情況下的時(shí)間復(fù)雜度最低？（）A.冒泡排序B.插入排序C.選擇排序D.歸并排序10、在一個(gè)字符串處理程序中，需要快速判斷一個(gè)字符串是否是另一個(gè)字符串的子串。以下哪種算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的組合可能是最有效的？（）A.暴力匹配算法，使用數(shù)組存儲(chǔ)字符串B.KMP算法，基于有限自動(dòng)機(jī)原理C.哈希算法，將字符串映射為哈希值D.二分查找算法，在有序字符串中查找11、設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）的音頻濾波系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)音頻信號(hào)的低通、高通、帶通和帶阻濾波，濾波參數(shù)可調(diào)節(jié)。12、設(shè)計(jì)一個(gè)液晶顯示的驅(qū)動(dòng)電源，能夠提供穩(wěn)定的電壓和電流，具有過(guò)壓、過(guò)流保護(hù)功能。13、設(shè)計(jì)一個(gè)電子密碼鎖電路，要求具有密碼設(shè)置、密碼輸入、密碼驗(yàn)證和開(kāi)鎖功能，密碼長(zhǎng)度為6位數(shù)字。14、設(shè)計(jì)一個(gè)溫度控制系統(tǒng)擴(kuò)展電路，能夠增加溫度控制的精度和穩(wěn)定性，并且具有遠(yuǎn)程控制功能。15、設(shè)計(jì)一個(gè)通信系統(tǒng)信道編碼的性能評(píng)估方案，包括不同編碼方式的誤碼率測(cè)試和糾錯(cuò)能力分析。二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）論述在哈希表中，當(dāng)沖突發(fā)生時(shí)，如何選擇合適的沖突解決方法以提高性能。2、（本題5分）對(duì)于一個(gè)用順序存儲(chǔ)的完全二叉樹(shù)，說(shuō)明如何通過(guò)數(shù)組下標(biāo)快速確定節(jié)點(diǎn)的父節(jié)點(diǎn)、左子節(jié)點(diǎn)和右子節(jié)點(diǎn)的位置。3、（本題5分）分析在字符串匹配中，基于字典樹(shù)的改進(jìn)算法和應(yīng)用。4、（本題5分）分析在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，如何利用堆進(jìn)行Top-K問(wèn)題的求解。三、綜合題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）某外賣(mài)配送平臺(tái)需要根據(jù)騎手的位置和訂單信息進(jìn)行任務(wù)分配，確保高效配送。設(shè)計(jì)合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，實(shí)現(xiàn)訂單的合理分配和配送路徑規(guī)劃。2、（本題5分）某在線游戲的道具管理系統(tǒng)需要記錄道具信息、玩家擁有情況和道具交易記錄。道具信息包括道具ID、道具名稱(chēng)、道具描述、道具價(jià)值，玩家擁有情況包括玩家ID、道具ID、數(shù)量，道具交易記錄包括交易ID、買(mǎi)家ID、賣(mài)家ID、道具ID、交易時(shí)間、交易價(jià)格。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)管理道具數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)道具的查詢(xún)、玩家道具的管理、道具交易的處理，并統(tǒng)計(jì)道具的流通情況。3、（本題5分）某電商倉(cāng)庫(kù)的貨物管理系統(tǒng)需要記錄貨物的信息，包括貨物編號(hào)、貨物名稱(chēng)、貨物類(lèi)別、庫(kù)存數(shù)量、存放位置等。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)貨物數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)貨物的快速查找、庫(kù)存盤(pán)點(diǎn)、位置調(diào)整，并統(tǒng)計(jì)各類(lèi)貨物的庫(kù)存數(shù)量。4、（本題5分）某小區(qū)的物業(yè)管理系統(tǒng)需要存儲(chǔ)房屋信息，如房屋編號(hào)、業(yè)主姓名、房屋面積、物業(yè)費(fèi)繳納情況等。系統(tǒng)要能夠快速查找特定房屋、按照房屋面積對(duì)房屋進(jìn)行排序、新增房屋、修改業(yè)主信息、催繳物業(yè)費(fèi)。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，并給出代碼實(shí)現(xiàn)和性能評(píng)估。5、（本題5分）某在線音樂(lè)教學(xué)平臺(tái)需要記錄課程信息、學(xué)生信息、學(xué)習(xí)進(jìn)度、作業(yè)完成情況等。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)支持教學(xué)過(guò)程的管理，實(shí)現(xiàn)課程安排、學(xué)生學(xué)習(xí)情況跟蹤、作業(yè)批改和成績(jī)統(tǒng)計(jì)，能夠?yàn)閷W(xué)生提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)方案。四、設(shè)計(jì)題（本大題共4個(gè)小題，共40分)1、（本題10分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，使用普里姆算法和克魯斯卡爾算法分別構(gòu)建給定無(wú)向圖的最小生成樹(shù)，并比較結(jié)果。2、（本題10分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，利用后綴樹(shù)和優(yōu)先隊(duì)列的結(jié)合，快速找出文本中長(zhǎng)度大于給定值的所有子串。3、（本題