浙江財經(jīng)大學《數(shù)據(jù)結構》2021-2022學年第一學期期末試卷

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《數(shù)據(jù)結構》2021-2022學年第一學期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共20個小題，每小題1分，共20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Arduino的智能灌溉系統(tǒng)，能夠根據(jù)土壤濕度自動控制灌溉設備的開啟和關閉，實現(xiàn)精準灌溉。2、設計一個用于衛(wèi)星通信的低噪聲放大器（LNA），工作頻率在Ku波段，噪聲系數(shù)小于1dB，增益大于20dB，闡述電路設計和器件選型。3、設計一個數(shù)字頻率計高精度電路，能夠實現(xiàn)更高精度的頻率測量，精度達到±0.01Hz。4、設計一個基于無線通信技術的智能水質監(jiān)測浮標系統(tǒng)，能夠實時監(jiān)測水域的水質參數(shù)并遠程傳輸。5、數(shù)據(jù)結構的實現(xiàn)可以使用多種編程語言。以下關于不同編程語言中數(shù)據(jù)結構實現(xiàn)的特點，不正確的是：（）A.C語言實現(xiàn)數(shù)據(jù)結構通常需要手動管理內存B.Java中的數(shù)據(jù)結構具有自動內存管理和豐富的類庫支持C.Python中的數(shù)據(jù)結構使用簡單，但性能可能不如其他語言D.不同編程語言中數(shù)據(jù)結構的實現(xiàn)原理和效果完全相同6、鏈表是一種常見的鏈式存儲結構。對于單鏈表，以下關于其特點的描述，錯誤的是（）A.插入和刪除操作不需要移動大量元素，只需修改指針B.可以方便地實現(xiàn)隨機訪問，時間復雜度為O(1)C.存儲空間不必連續(xù)，便于動態(tài)分配D.查找某一特定位置的元素，需要從頭開始遍歷，時間復雜度為O(n)7、插入排序也是一種常見的排序算法。以下關于插入排序的敘述，不正確的是：（）A.插入排序將待排序的元素插入到已排序的部分中合適的位置B.插入排序在平均情況下的時間復雜度為O(n^2)C.插入排序是一種不穩(wěn)定的排序算法D.插入排序對于小規(guī)模數(shù)據(jù)的排序效果較好8、設計一個基于DSP的音頻降噪系統(tǒng)，能夠有效降低背景噪聲，給出算法原理和代碼實現(xiàn)。9、在一個股票交易系統(tǒng)中，需要實時記錄每只股票的價格變化，并能夠快速計算某一時間段內的股票價格均值和波動率。為了支持這些功能，以下哪種數(shù)據(jù)結構可能是合適的？（）A.滑動窗口結合隊列B.雙端隊列結合堆C.優(yōu)先隊列結合棧D.鏈表結合樹10、設計一個光通信中的摻鉺光纖放大器（EDFA）驅動電路，實現(xiàn)對EDFA的穩(wěn)定驅動和增益控制。11、設計一個基于FPGA的視頻圖像處理系統(tǒng)，能夠實現(xiàn)圖像縮放、旋轉、灰度變換等基本操作。12、利用射頻電路設計一個Wi-Fi信號放大器，增強特定區(qū)域內的Wi-Fi信號覆蓋。13、設計一個數(shù)字信號處理中FFT算法的硬件加速方案，采用FPGA或專用芯片實現(xiàn)，提高運算速度。14、基于通信中的信道編碼和譯碼技術設計一個可靠的通信系統(tǒng)，提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)募m錯能力。15、假設要實現(xiàn)一個字典數(shù)據(jù)結構，支持快速的插入、刪除和查找操作，并且能夠存儲大量的數(shù)據(jù)。以下哪種實現(xiàn)方式可能是最優(yōu)的？（）A.基于鏈表的實現(xiàn)B.基于數(shù)組的實現(xiàn)C.基于哈希表的實現(xiàn)D.基于樹的實現(xiàn)16、設計一個電子血壓計擴展電路，能夠增加血壓計的測量功能和精度，并且具有數(shù)據(jù)傳輸和分析功能。17、在樹的遍歷方式中，前序遍歷、中序遍歷和后序遍歷是常見的三種方式。對于這三種遍歷方式，以下描述哪一項是不正確的？（）A.前序遍歷首先訪問根節(jié)點，然后遞歸地遍歷左子樹和右子樹B.中序遍歷首先遞歸地遍歷左子樹，然后訪問根節(jié)點，最后遞歸地遍歷右子樹C.后序遍歷首先遞歸地遍歷左子樹和右子樹，然后訪問根節(jié)點D.對于同一棵樹，無論采用哪種遍歷方式，得到的節(jié)點序列都是相同的18、圖是一種復雜的數(shù)據(jù)結構，包含多種類型和算法。以下關于圖的存儲結構，錯誤的是：（）A.鄰接矩陣適合存儲稠密圖，能夠快速判斷兩個節(jié)點之間是否有邊B.鄰接表適合存儲稀疏圖，節(jié)省存儲空間C.十字鏈表是鄰接表和逆鄰接表的結合，適用于有向圖的存儲和操作D.圖的存儲結構只影響存儲空間的使用，對圖的遍歷算法沒有影響19、設計一個用于醫(yī)療成像設備的信號采集系統(tǒng)，如CT、MRI等，能夠實現(xiàn)高速、高精度的數(shù)據(jù)采集，給出系統(tǒng)架構和接口設計。20、設計一個基于藍牙技術的無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點，能夠采集環(huán)境溫度、濕度和光照等信息，并將數(shù)據(jù)發(fā)送到手機終端，說明節(jié)點的硬件設計和軟件流程。二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）闡述跳表這種數(shù)據(jù)結構的原理和實現(xiàn)，比較其與普通鏈表在查找性能上的差異。2、（本題5分）解釋什么是線索二叉樹，并說明其作用和建立線索二叉樹的方法。3、（本題5分）論述在樹的遍歷優(yōu)化中，如何利用線索化和緩存機制提高性能。4、（本題5分）描述二叉樹的前序遍歷、中序遍歷和后序遍歷的遞歸實現(xiàn)方法。5、（本題5分）對于一個具有n個元素的數(shù)組，如何使用計數(shù)排序算法進行排序？請詳細說明其適用條件和步驟。三、設計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設計一個基于鏈表的隊列結構，實現(xiàn)入隊、出隊和獲取隊列中元素個數(shù)的操作。2、（本題5分）設計一個程序，使用合適的數(shù)據(jù)結構存儲一個在線游戲的玩家好友關系管理系統(tǒng)，支持好友添加、刪除和聊天功能。3、（本題5分）設計一個循環(huán)鏈表，模擬約瑟夫環(huán)問題，給定人數(shù)和出圈間隔，輸出出圈順序。4、（本題5分）設計一個程序，使用染色法判斷給定無向圖是否為二分圖，輸出判斷結果。5、（本題5分）在平衡二叉搜索樹中進行刪除操作時，設計平衡調整算法以應對可能出現(xiàn)的不平衡情況。四、綜合題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）一個在線考試系統(tǒng)需要管理考試信息，包括考試編號、考試名稱、考試時間、考生名單等。系統(tǒng)要能夠快速查找特定考試、按照考試時間對考試進行排序、新增考試、刪除考試以及添加和刪除考生。請選擇恰當?shù)臄?shù)據(jù)結構，并詳細說明算法和代碼實現(xiàn)，以及性能評估。2、（本題10分）某電商網(wǎng)站的推薦系統(tǒng)需要根據(jù)用戶的瀏覽歷史和購買行為