江南大學《數據結構與算法分析》2022-2023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…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁江南大學

《數據結構與算法分析》2022-2023學年第一學期期末試卷題號一二三四總分得分批閱人一、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、在一個鏈式存儲的棧中，進行出棧操作時，如果棧為空，會發(fā)生什么情況？（）A.正常出棧，返回空值B.程序報錯C.自動添加一個默認值D.等待用戶輸入值2、在圖的遍歷算法中，深度優(yōu)先搜索和廣度優(yōu)先搜索是兩種基本方法。以下關于深度優(yōu)先搜索的描述，不正確的是（）A.采用棧來實現B.可能會出現重復訪問節(jié)點的情況C.對于連通圖，能遍歷到所有節(jié)點D.可以用于求解圖的連通分量3、快速排序是一種高效的排序算法。關于快速排序的原理和性能，以下敘述錯誤的是（）A.快速排序通過選擇一個基準元素，將待排序序列分為兩部分B.快速排序在平均情況下的時間復雜度為O(nlogn)C.快速排序在最壞情況下的時間復雜度為O(n^2)，但這種情況很少出現D.快速排序是一種穩(wěn)定的排序算法4、運用電子電路知識，設計一個用于新能源汽車的電池管理系統(tǒng)（BMS）的硬件電路，實現電池狀態(tài)監(jiān)測和保護功能。5、設計一個基于FPGA的數字信號調制系統(tǒng)，能夠實現ASK、FSK、PSK等調制方式。6、快速排序是一種高效的排序算法。以下關于快速排序的描述，錯誤的是（）A.選擇一個基準元素，將數組分為小于基準和大于基準兩部分，然后對這兩部分分別排序B.快速排序的平均時間復雜度為O(nlog?n)，但在最壞情況下為O(n2)C.快速排序是一種不穩(wěn)定的排序算法D.快速排序每次都能將數組均勻地分成兩部分7、設計一個衛(wèi)星通信系統(tǒng)中上行鏈路和下行鏈路的功率分配方案，考慮鏈路預算和干擾情況。8、設計一個基于DSP的圖像壓縮系統(tǒng)，實現對圖像數據的高效壓縮，給出系統(tǒng)的硬件實現和算法優(yōu)化。9、設計一個基于FPGA的數字濾波器，實現對輸入信號的低通濾波，截止頻率為2kHz，采樣頻率為10kHz。10、設計一個基于光電傳感器的自動化倉儲貨架系統(tǒng)，能夠自動存取貨物并進行庫存管理。11、對于一個經常需要在頭部和尾部進行插入和刪除操作的線性數據結構，假設我們正在設計一個程序來管理一個排隊系統(tǒng)。以下哪種數據結構最為合適？（）A.棧B.隊列C.雙端隊列D.循環(huán)隊列12、設計一個數字信號處理器（DSP）音頻處理電路，能夠實現音頻信號的混音、特效等處理功能。13、設計一個基于FPGA的圖像邊緣檢測系統(tǒng)，能夠對輸入的圖像進行實時邊緣檢測，并輸出檢測結果。14、利用模擬電路技術，設計一個用于音響系統(tǒng)的功率放大器，具備高保真和大功率輸出特性。15、設計一個基于ZigBee技術的智能路燈控制系統(tǒng)，能夠根據環(huán)境光照和時間自動調節(jié)路燈亮度。16、堆是一種特殊的數據結構，常用于實現優(yōu)先隊列。在最大堆中，以下說法錯誤的是（）A.父節(jié)點的值大于等于子節(jié)點的值B.可以通過堆排序實現升序排列C.插入和刪除元素的時間復雜度均為O(logn)D.堆一定是完全二叉樹17、設計一個數字信號處理系統(tǒng)，能夠對語音信號進行降噪處理，給出系統(tǒng)的硬件架構和軟件算法實現。18、設計一個基于FPGA的數字信號濾波系統(tǒng)，實現FIR和IIR濾波器，參數可在線調整。19、假設正在設計一個網絡數據包過濾系統(tǒng)，需要根據數據包的源地址、目的地址、協(xié)議類型等信息進行快速的過濾和處理。以下哪種數據結構和算法的組合最適合實現數據包的高效過濾？（）A.決策樹和分類算法B.位圖和位運算C.圖和最短路徑算法D.數組和遍歷算法20、運用電子電路知識，設計一個用于工業(yè)自動化的壓力傳感器信號調理電路，將傳感器輸出信號轉換為標準電壓或電流信號。二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）詳細論述在具有n個頂點的圖中，如何使用深度優(yōu)先搜索算法查找所有的連通分量，并給出具體的算法步驟和代碼實現。2、（本題5分）解釋在一個有序數組中進行二分查找的基本思路和步驟，分析其時間復雜度和空間復雜度。3、（本題5分）解釋如何在一個具有n個元素的無序數組中，使用插入排序算法進行排序，并分析其時間復雜度和空間復雜度。三、設計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）使用圖數據結構設計一個工廠生產設備布局規(guī)劃系統(tǒng)，提高生產效率和空間利用率。2、（本題5分）設計一個基于B+樹的數據結構，實現插入、刪除和范圍查詢操作。3、（本題5分）設計一個算法，用鄰接表表示一個有向圖，計算圖中每個頂點的強連通分量。4、（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，實現圖書的借還管理功能。5、（本題5分）設計一個程序，在給定的順序表中插入一個元素，輸出插入后的順序表。四、綜合題（本大題共2個小題，共20分)1、（本題10分）一個社交網絡平臺需要管理用戶之間的好友關系。好友關系以鄰接表的形式存儲在圖結構中。請設計算法實現以下功能：（1）判斷兩個用戶是否為好友；（2）找出某個用