信陽師范大學(xué)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級_______學(xué)號_______姓名_______題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共15個小題，每小題1分，共15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(shè)計一個基于PLC的風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)，能夠根據(jù)環(huán)境溫度和壓力自動調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)節(jié)能運(yùn)行。2、棧是一種特殊的線性表，遵循特定的操作原則。以下關(guān)于棧的描述，錯誤的是（）A.棧的操作遵循后進(jìn)先出（LIFO）原則B.入棧和出棧操作的時間復(fù)雜度都為O(1)C.?？梢杂脭?shù)組或鏈表來實現(xiàn)D.棧只能用于實現(xiàn)簡單的數(shù)值計算，不能用于復(fù)雜的算法3、設(shè)計一個電子秤數(shù)據(jù)傳輸電路，能夠?qū)㈦娮映拥臏y量數(shù)據(jù)傳輸?shù)诫娔X或其他設(shè)備進(jìn)行分析和處理。4、設(shè)計一個基于FPGA的圖像邊緣檢測系統(tǒng)，能夠?qū)斎氲幕叶葓D像進(jìn)行邊緣檢測，并輸出邊緣圖像。5、圖是一種復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，包含頂點(diǎn)和邊。假設(shè)存在一個無向圖，頂點(diǎn)分別為A、B、C、D、E，邊的集合為{(A,B),(A,C),(B,D),(C,D),(D,E)}。使用深度優(yōu)先搜索算法從頂點(diǎn)A開始遍歷，以下哪個遍歷順序是可能的？（）A.A-B-C-D-EB.A-C-B-D-EC.A-B-D-C-ED.A-E-D-C-B6、設(shè)計一個基于Arduino的智能家居控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)燈光控制、溫度監(jiān)測和窗簾控制，描述系統(tǒng)組成和通信協(xié)議。7、設(shè)計一個基于PLC的自動化生產(chǎn)線物流輸送系統(tǒng)，實現(xiàn)物料的自動搬運(yùn)、存儲和配送。8、設(shè)計一個半導(dǎo)體發(fā)光二極管（LED）驅(qū)動電路，使其能夠穩(wěn)定發(fā)光，具有亮度調(diào)節(jié)功能，并分析其效率和可靠性。9、設(shè)計一個基于傳感器的智能火災(zāi)報警系統(tǒng)，能夠?qū)崟r監(jiān)測環(huán)境中的煙霧濃度和溫度，當(dāng)達(dá)到報警閾值時發(fā)出聲光報警信號。10、設(shè)計一個數(shù)字音頻處理中的音頻編碼碼率控制策略，分析對音質(zhì)和帶寬的影響。11、設(shè)計一個基于STM32的智能農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)，能夠根據(jù)土壤濕度、氣象條件等自動控制灌溉，提供系統(tǒng)的硬件電路和控制策略。12、設(shè)計一個基于加速度傳感器的振動監(jiān)測系統(tǒng)，能夠監(jiān)測設(shè)備的振動情況，并進(jìn)行故障預(yù)警。13、采用模擬電子技術(shù)設(shè)計一個直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，能夠通過改變輸入電壓實現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)，并保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。14、假設(shè)正在開發(fā)一個視頻編碼系統(tǒng)，需要對視頻幀進(jìn)行壓縮和存儲，并能夠快速地讀取和解碼。在這種情況下，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能對視頻數(shù)據(jù)的組織和處理最有幫助？（）A.樹狀數(shù)組，優(yōu)化數(shù)據(jù)的存儲和訪問B.跳表，支持快速的幀查找和操作C.鏈表，順序存儲視頻幀數(shù)據(jù)D.數(shù)組，直接映射視頻幀的存儲位置15、圖是一種復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。假設(shè)我們正在研究一個無向圖。以下關(guān)于圖的描述，哪一項是不準(zhǔn)確的？（）A.圖可以用鄰接矩陣或鄰接表來存儲，不同的存儲方式適用于不同的場景B.圖的深度優(yōu)先搜索和廣度優(yōu)先搜索算法可以用于遍歷圖中的所有節(jié)點(diǎn)C.在無向圖中，兩個節(jié)點(diǎn)之間的邊是雙向的，邊的權(quán)值通常表示節(jié)點(diǎn)之間的距離或關(guān)系強(qiáng)度D.圖的最小生成樹是唯一的，無論使用哪種算法求解二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）深入分析在一個具有n個元素的鏈表中，如何對鏈表進(jìn)行旋轉(zhuǎn)操作，如將鏈表的后k個節(jié)點(diǎn)移到鏈表頭部。2、（本題5分）探討在一個具有n個頂點(diǎn)的無向圖中，如何進(jìn)行圖的著色問題。3、（本題5分）深入分析在利用棧實現(xiàn)表達(dá)式求值的過程中，如何處理不同的運(yùn)算符優(yōu)先級和括號。4、（本題5分）詳細(xì)說明如何在一個帶權(quán)無向圖中計算所有頂點(diǎn)對之間的最小權(quán)值路徑的平均值。三、綜合題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）某城市的公交系統(tǒng)需要對公交線路和站點(diǎn)進(jìn)行管理。線路和站點(diǎn)信息以有向無環(huán)圖的形式存儲。請設(shè)計算法實現(xiàn)以下功能：（1）查找從起點(diǎn)到終點(diǎn)經(jīng)過最少站點(diǎn)的公交線路；（2）判斷兩條公交線路是否存在交叉站點(diǎn)；（3）新增一條公交線路時，如何更新整個公交網(wǎng)絡(luò)；（4）計算每個站點(diǎn)的客流量。分析算法的時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。2、（本題5分）某在線旅游平臺的景點(diǎn)評價系統(tǒng)需要記錄景點(diǎn)信息、評價內(nèi)容和評價分?jǐn)?shù)。景點(diǎn)信息包括景點(diǎn)ID、景點(diǎn)名稱、景點(diǎn)介紹，評價內(nèi)容包括評價ID、景點(diǎn)ID、用戶ID、評價內(nèi)容、評價時間，評價分?jǐn)?shù)包括分?jǐn)?shù)ID、景點(diǎn)ID、用戶ID、分?jǐn)?shù)。設(shè)計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來管理評價數(shù)據(jù)，實現(xiàn)景點(diǎn)評價的查詢、統(tǒng)計平均分?jǐn)?shù)、篩選優(yōu)質(zhì)評價，并根據(jù)評價推薦景點(diǎn)。3、（本題5分）一個在線音樂平臺的歌單管理系統(tǒng)需要記錄歌單信息、歌曲列表和用戶收藏情況。歌單信息包括歌單ID、歌單名稱、創(chuàng)建者ID，歌曲列表包括歌曲ID、歌單ID，用戶收藏情況包括用戶ID、歌單ID。設(shè)計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來管理歌單數(shù)據(jù)，實現(xiàn)歌單的創(chuàng)建、歌曲的添加和刪除、用戶的收藏和取消收藏，并統(tǒng)計熱門歌單。4、（本題5分）某城市的智能停車系統(tǒng)需要記錄停車場的位置、車位數(shù)量、占用情況和收費(fèi)信息。設(shè)計一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，幫助用戶快速找到空閑車位并計算停車費(fèi)用。5、（本題5分）某城市的公交系統(tǒng)需要管理公交線路、站點(diǎn)和車輛調(diào)度信息。設(shè)計一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲這些信息，實現(xiàn)線路的添加、刪除、查找和修改操作，能夠快速查詢某個站點(diǎn)經(jīng)過的公交線路和車輛實時調(diào)度情況，并優(yōu)化車輛調(diào)度以提高公交系統(tǒng)的運(yùn)行效率。四、設(shè)計題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）設(shè)計一個程序，使用貪心算法解決活動選擇的最早結(jié)束時間優(yōu)先策略，輸出活動安排