江南大學(xué)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程實(shí)驗(yàn)》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

自覺遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無(wú)效密自覺遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無(wú)效密封線第1頁(yè)，共3頁(yè)江南大學(xué)

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程實(shí)驗(yàn)》2021-2022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)基于51單片機(jī)的智能安防系統(tǒng)，能夠檢測(cè)門窗的開關(guān)狀態(tài)、人體紅外信號(hào)，并通過GSM模塊發(fā)送報(bào)警短信。2、設(shè)計(jì)一個(gè)基于Wi-Fi技術(shù)的無(wú)線視頻監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)視頻的采集、傳輸和實(shí)時(shí)觀看，描述系統(tǒng)的硬件組成和軟件實(shí)現(xiàn)。3、設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的智能電表系統(tǒng)，能夠準(zhǔn)確測(cè)量電能消耗，并具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、遠(yuǎn)程通信等功能。4、設(shè)計(jì)一個(gè)基于PLC的電梯控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)電梯的上升、下降、?？?、開門、關(guān)門等功能，并具備超載報(bào)警和故障診斷功能。5、設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的智能車庫(kù)照明系統(tǒng)，根據(jù)車輛進(jìn)出自動(dòng)控制燈光的開啟和關(guān)閉。6、設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)易的智能小車控制系統(tǒng)，能夠通過遙控器或自動(dòng)模式實(shí)現(xiàn)前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)彎等動(dòng)作，包括電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路和控制算法設(shè)計(jì)。7、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的實(shí)際應(yīng)用中，根據(jù)不同的需求選擇合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)非常重要。以下場(chǎng)景中，不適合使用鏈表的是（）A.需要頻繁在表頭或表尾進(jìn)行插入和刪除操作B.對(duì)數(shù)據(jù)的隨機(jī)訪問要求較高C.數(shù)據(jù)量不確定，需要?jiǎng)討B(tài)分配內(nèi)存D.存儲(chǔ)空間有限，需要節(jié)省內(nèi)存8、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電壓表，測(cè)量范圍為0至200V，采用分壓電阻實(shí)現(xiàn)，精度為1V，說明硬件電路和軟件算法。9、運(yùn)用通信網(wǎng)絡(luò)原理，設(shè)計(jì)一個(gè)企業(yè)數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)布線方案，確保高速、可靠的數(shù)據(jù)傳輸。10、設(shè)計(jì)一個(gè)基于鎖相環(huán)技術(shù)的頻率合成器，輸出頻率范圍為100kHz-1GHz，頻率分辨率為1kHz。11、設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的智能灌溉系統(tǒng)，根據(jù)土壤濕度和氣象條件自動(dòng)控制灌溉水量和時(shí)間。12、二叉堆是一種特殊的二叉樹，常用于實(shí)現(xiàn)優(yōu)先隊(duì)列。假設(shè)我們正在使用一個(gè)最大堆。以下關(guān)于二叉堆的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.最大堆的根節(jié)點(diǎn)值是堆中所有節(jié)點(diǎn)值中的最大值B.向最大堆中插入一個(gè)元素后，需要通過調(diào)整保持堆的性質(zhì)C.最大堆常用于實(shí)現(xiàn)排序算法，如堆排序D.二叉堆只能是完全二叉樹，不能是不完全二叉樹13、設(shè)計(jì)一個(gè)高頻功率放大器電路，工作頻率在100MHz以上，輸出功率不小于10W，效率不低于50%，給出電路結(jié)構(gòu)和調(diào)試方法。14、快速排序也是一種常用的排序算法。假設(shè)我們正在使用快速排序?qū)?shù)組進(jìn)行排序。以下關(guān)于快速排序的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.快速排序通過選擇一個(gè)基準(zhǔn)元素，將數(shù)組分成兩部分，然后對(duì)這兩部分分別排序B.快速排序在平均情況下的時(shí)間復(fù)雜度為O(nlogn)，但在最壞情況下會(huì)退化為O(n^2)C.選擇合適的基準(zhǔn)元素可以提高快速排序的性能，通常選擇數(shù)組的中間元素作為基準(zhǔn)D.快速排序是一種穩(wěn)定的排序算法，能夠保證相同元素的相對(duì)順序不變15、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字信號(hào)處理中窗函數(shù)的選擇和應(yīng)用方案，分析不同窗函數(shù)對(duì)信號(hào)處理結(jié)果的影響。二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）詳細(xì)闡述如何使用基數(shù)排序?qū)Χ辔粩?shù)進(jìn)行排序，分析其性能優(yōu)勢(shì)和適用情況。2、（本題5分）詳細(xì)說明如何在一個(gè)具有n個(gè)元素的順序表中，進(jìn)行刪除操作，并分析其時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。3、（本題5分）論述如何使用回溯法解決數(shù)獨(dú)問題，給出算法的核心思想和步驟。4、（本題5分）簡(jiǎn)述哈希表的負(fù)載因子是什么，以及它對(duì)哈希表性能的影響。三、綜合題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）某旅游公司的旅游線路管理系統(tǒng)需要存儲(chǔ)旅游線路的信息，如線路編號(hào)、線路名稱、行程安排、價(jià)格、成團(tuán)人數(shù)等。系統(tǒng)要能夠快速查找特定線路、按照價(jià)格對(duì)線路進(jìn)行排序、新增旅游線路、修改線路信息、刪除冷門線路。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。2、（本題5分）某醫(yī)院的病人管理系統(tǒng)需要存儲(chǔ)病人的基本信息、病歷、診斷結(jié)果和治療方案等。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)病人信息，實(shí)現(xiàn)病人信息的添加、刪除、查找和修改操作，并能夠根據(jù)病情嚴(yán)重程度對(duì)病人進(jìn)行排序和優(yōu)先處理。3、（本題5分）一個(gè)學(xué)校的考場(chǎng)安排管理系統(tǒng)需要存儲(chǔ)考場(chǎng)的信息，如考場(chǎng)編號(hào)、考場(chǎng)位置、容納人數(shù)、考試科目、考試時(shí)間等。系統(tǒng)要支持快速查找特定考場(chǎng)、按照容納人數(shù)對(duì)考場(chǎng)進(jìn)行排序、新增考場(chǎng)安排、修改考試時(shí)間、刪除不再使用的考場(chǎng)。請(qǐng)選擇恰當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并詳細(xì)說明算法和代碼實(shí)現(xiàn)，以及性能評(píng)估。4、（本題5分）某電商倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)需要存儲(chǔ)貨物的種類、數(shù)量、存放位置和入庫(kù)出庫(kù)時(shí)間等信息。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)貨物信息，支持貨物的入庫(kù)、出庫(kù)、盤點(diǎn)和庫(kù)存查詢操作，并能夠根據(jù)貨物的入庫(kù)時(shí)間和保質(zhì)期進(jìn)行優(yōu)先出庫(kù)處理。5、（本題5分）一家快遞公司需要管理大量的快遞包裹信息，包括包裹單號(hào)、發(fā)件人信息、收件人信息、重量、運(yùn)輸狀態(tài)等。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)這些包裹數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)包裹的快速錄入、跟蹤查詢、狀態(tài)更新，以及統(tǒng)計(jì)不同地區(qū)的包裹數(shù)量和運(yùn)輸情況。四、設(shè)計(jì)題（本大題共4個(gè)小題，共40分)1、（本題10分）基于字典樹和平衡二叉樹的結(jié)合，設(shè)計(jì)一個(gè)程序，快速查找和管理大量用戶的登錄信息。2、（本題10分）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用于存儲(chǔ)電商平臺(tái)的售