浙大城市學院《數據結構與算法》2021-2022學年第一學期期末試卷

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2021-2022學年第一學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______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、設計一個基于ZigBee技術的無線傳感器網絡節(jié)點，能夠采集環(huán)境參數（如溫度、濕度、光照等）并將數據傳輸到協(xié)調器。2、二叉堆是一種特殊的二叉樹，常用于實現優(yōu)先隊列。假設我們正在使用一個最大堆。以下關于二叉堆的描述，哪一項是不準確的？（）A.最大堆的根節(jié)點值是堆中所有節(jié)點值中的最大值B.向最大堆中插入一個元素后，需要通過調整保持堆的性質C.最大堆常用于實現排序算法，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3、設計一個基于數字信號處理的圖像壓縮系統(tǒng)，能夠對輸入圖像進行高效壓縮，減少存儲空間和傳輸帶寬需求。4、設計一個集成電路工藝中蝕刻工藝的參數監(jiān)測和控制系統(tǒng)，保證蝕刻質量。5、設計一個基于藍牙m(xù)esh技術的智能照明控制系統(tǒng)，能夠實現多個燈具的分組控制和場景切換。6、對于有向圖，其拓撲排序是一種重要的操作。以下關于拓撲排序的描述，錯誤的是（）A.結果不一定唯一B.可以用于判斷有向圖是否存在環(huán)C.若存在環(huán)，則無法進行拓撲排序D.拓撲排序的結果是一個有序的節(jié)點序列，反映了節(jié)點之間的先后關系7、考慮一個圖書館管理系統(tǒng)，需要存儲圖書的信息，包括書名、作者、ISBN號、借閱狀態(tài)等，并能夠根據不同的條件進行快速查詢和排序，如按照借閱次數、出版年份等。為了實現這些功能，以下哪種數據結構可能是最有效的？（）A.冒泡排序算法結合數組B.快速排序算法結合鏈表C.歸并排序算法結合二叉樹D.插入排序算法結合棧8、設計一個數字信號發(fā)生器電路，能夠產生不同類型的數字信號，如脈沖信號、方波信號、正弦波信號等，信號頻率和幅度可調節(jié)。9、設計一個射頻識別系統(tǒng)中的防碰撞算法實現方案，分析算法的效率和系統(tǒng)響應時間。10、在實際應用中，常常需要對數據結構進行優(yōu)化。以下關于數據結構優(yōu)化的描述，錯誤的是：（）A.可以通過選擇合適的存儲結構來提高性能B.可以通過改進算法來降低操作的時間復雜度C.優(yōu)化數據結構一定會增加代碼的復雜性D.優(yōu)化需要綜合考慮性能、可讀性和可維護性11、設計一個基于ZigBee技術的智能消防報警系統(tǒng)，能夠實時監(jiān)測火災參數（如煙霧、溫度等）并及時報警。12、設計一個射頻電路中的功率放大器線性化方案，提高放大器的線性度和效率。13、利用射頻電路設計一個手機信號放大器，提高特定區(qū)域內的手機信號強度和質量。14、設計一個基于FPGA的高速數據存儲系統(tǒng)，支持SATA或NVMe接口，給出硬件設計和性能測試。15、設計一個基于傳感器網絡的農業(yè)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，能夠實時監(jiān)測土壤濕度、光照強度、風速等參數，為農業(yè)生產提供數據支持。二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）詳細闡述歸并排序在外部排序中的應用和優(yōu)勢。2、（本題5分）解釋在平衡二叉搜索樹中，如何通過平衡調整操作提高樹的查找性能。3、（本題5分）解釋并舉例說明在一個具有n個元素的順序表中，如何進行希爾排序。4、（本題5分）詳細說明如何在一個無向圖中進行最短路徑的動態(tài)更新，當邊的權值發(fā)生變化時，給出算法步驟和實現代碼，并分析其時間復雜度。三、綜合題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）一個在線購物車系統(tǒng)需要管理商品信息，包括商品編號、商品名稱、商品數量、商品單價、總價等。系統(tǒng)要能夠快速計算購物車總價、按照商品單價對商品進行排序、添加商品、修改商品數量、刪除商品。請設計合理的數據結構和算法，并提供代碼實現和性能分析。2、（本題5分）一個快遞公司的包裹跟蹤系統(tǒng)需要記錄包裹的單號、運輸路徑、當前位置和預計送達時間。設計合適的數據結構來實現包裹狀態(tài)的實時查詢和跟蹤。3、（本題5分）某餐廳的菜單管理系統(tǒng)需要存儲菜品信息，如菜品編號、菜品名稱、菜品價格、菜品分類、銷量等。系統(tǒng)要實現快速查找特定菜品、按照銷量對菜品進行排序、新增菜品、修改菜品信息以及刪除菜品。請確定合適的數據結構，并詳細闡述算法和代碼實現，同時討論性能優(yōu)化方法。4、（本題5分）在一個銀行的賬戶管理系統(tǒng)中，需要存儲客戶的賬戶信息，包括賬戶ID、客戶姓名、身份證號、賬戶余額、交易記錄等。請設計數據結構來管理賬戶數據，實現賬戶的快速查詢、存款、取款、轉賬操作，并生成交易報表。5、（本題5分）某企業(yè)的員工績效考核系統(tǒng)需要記錄員工的工作任務、完成情況、績效得分、考核評語等信息。設計數據結構來實現績效考核的流程管理，支持考核數據的錄入、統(tǒng)計和分析，能夠為企業(yè)提供員工績效的綜合評估和發(fā)展建議。四、設計題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）設計一個程序，使用鏈表實現一個學生成績管理系統(tǒng)，能夠添加、刪除、查找、修改學生成績，并按照成績進行排序輸出。2、（本題10分）設計一個程序，利用數組實現堆