重慶財經(jīng)學院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》2021-2022學年第一學期期末試卷

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《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》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25個小題，每小題1分，共25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、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的應用中，文件操作也是一個重要方面。以下關(guān)于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與文件操作的描述，不正確的是：（）A.可以將數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的數(shù)據(jù)存儲到文件中，以便長期保存和后續(xù)使用B.在從文件中讀取數(shù)據(jù)并構(gòu)建數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)時，需要考慮數(shù)據(jù)的格式和轉(zhuǎn)換C.對于大型文件，可以采用分塊讀取和處理的方式，避免一次性將全部數(shù)據(jù)讀入內(nèi)存D.文件操作與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的選擇和使用無關(guān)，只需要關(guān)注文件的讀寫方法和權(quán)限2、設(shè)計一個簡單的機器人運動控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)機器人的前進、后退、轉(zhuǎn)彎等基本動作，并可通過遙控器進行控制。3、并查集是一種用于處理集合合并和查詢的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。對于并查集的操作，以下描述哪一項是不正確的？（）A.可以快速判斷兩個元素是否屬于同一個集合B.合并兩個集合的操作時間復雜度為O(n)，其中n是集合中的元素數(shù)量C.通過路徑壓縮和按秩合并等優(yōu)化方法可以提高并查集的效率D.并查集常用于解決圖的連通性問題和動態(tài)集合管理問題4、設(shè)計一個基于ADC和微控制器的水質(zhì)硬度檢測系統(tǒng)，能夠快速準確地檢測水質(zhì)硬度。5、設(shè)計一個基于光電二極管的光強測量系統(tǒng)，能夠測量不同波長的光強，精度達到0.1μW/cm2。6、設(shè)計一個數(shù)字存儲示波器高速采樣與觸發(fā)優(yōu)化電路，能夠?qū)崿F(xiàn)更高的采樣率和更準確的觸發(fā)，提高測量精度。7、設(shè)計一個基于數(shù)字信號處理的語音增強系統(tǒng)，能夠在噪聲環(huán)境下提高語音的清晰度和可懂度。8、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9、設(shè)計一個數(shù)字溫度計，采用DS18B20溫度傳感器，能夠通過液晶顯示屏顯示溫度值，說明硬件連接和軟件編程。10、設(shè)計一個簡單的語音識別系統(tǒng)，能夠識別特定的語音指令，并執(zhí)行相應的操作，說明系統(tǒng)架構(gòu)和算法實現(xiàn)。11、設(shè)計一個基于單片機的智能水溫控制系統(tǒng)，用于熱水器或工業(yè)設(shè)備的水溫控制。12、設(shè)計一個數(shù)字電壓表校準電路，能夠?qū)?shù)字電壓表進行校準，提高測量精度。13、設(shè)計一個基于PLC的自動化立體倉庫堆垛機控制系統(tǒng)，實現(xiàn)堆垛機的水平和垂直運動控制。14、設(shè)計一個數(shù)字鎖相環(huán)電路，能夠?qū)崿F(xiàn)對輸入信號的頻率和相位跟蹤，給出電路結(jié)構(gòu)和參數(shù)計算。15、設(shè)計一個基于數(shù)字信號處理的音頻降噪耳機系統(tǒng)，有效降低環(huán)境噪聲對音頻的干擾。16、快速排序是一種高效的排序算法，具有較好的平均性能。以下關(guān)于快速排序的描述，錯誤的是：（）A.快速排序通過選擇一個基準元素，將數(shù)組分為小于和大于基準元素的兩部分，然后對這兩部分分別遞歸排序B.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(xiàn)C.快速排序的空間復雜度主要取決于遞歸調(diào)用的?？臻g，通常為O(logn)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順序不變17、設(shè)計一個數(shù)字溫度計濕度計電路，能夠同時測量環(huán)境溫度和濕度，溫度精度為±0.1℃，濕度精度為±2%RH。18、設(shè)計一個基于單片機的智能灌溉控制器，能夠根據(jù)土壤濕度和作物需水規(guī)律自動控制灌溉水量和時間。19、哈希表是一種通過哈希函數(shù)實現(xiàn)快速查找的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。以下關(guān)于哈希表的敘述中，錯誤的是（）A.哈希函數(shù)的設(shè)計直接影響哈希表的性能B.哈希沖突可以通過開放地址法或鏈地址法解決C.哈希表的查找時間復雜度為O(1)，在任何情況下都是最優(yōu)的D.哈希表在裝填因子較小時，性能較好20、基于通信編碼技術(shù)設(shè)計一個糾錯編碼系統(tǒng)，能夠?qū)鬏數(shù)臄?shù)據(jù)進行編碼和糾錯，提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?1、設(shè)計一個用于電動汽車充電樁的控制系統(tǒng)，支持多種充電模式和計費方式，給出系統(tǒng)組成和控制流程。22、堆是一種特殊的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，常用于實現(xiàn)優(yōu)先隊列。以下關(guān)于堆的性質(zhì)，正確的是：（）A.大根堆中，每個節(jié)點的值都大于或等于其孩子節(jié)點的值B.小根堆中，根節(jié)點的值一定是堆中最小的值C.堆可以用數(shù)組實現(xiàn)，通過特定的計算方式可以快速定位節(jié)點的父子關(guān)系D.對堆進行插入和刪除操作后，不需要重新調(diào)整堆的結(jié)構(gòu)以保持其性質(zhì)23、設(shè)計一個溫度控制系統(tǒng)擴展電路，能夠增加溫度控制的精度和穩(wěn)定性，并且具有遠程控制功能。24、設(shè)計一個數(shù)字存儲示波器高速采樣電路，能夠?qū)崿F(xiàn)更高的采樣率，提高測量的準確性和分辨率。25、設(shè)計一個基于單片機的智能風扇控制系統(tǒng)，能夠根據(jù)環(huán)境溫度自動調(diào)節(jié)風扇轉(zhuǎn)速。二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）論述AVL樹的平衡調(diào)整操作對樹的結(jié)構(gòu)和性能的長期影響。2、（本題5分）對于一個帶權(quán)有向圖，解釋如何使用迪杰斯特拉（Dijkstra）算法求解單源最短路徑，并說明其時間復雜度。3、（本題5分）探討在一個具有n個頂點的無向圖中，如何進行圖的最小頂點覆蓋問題的求解。4、（本題5分）對于一個具有n個頂點的無向圖，如何使用深度優(yōu)先搜索算法找出所有的橋？三、設(shè)計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用于存儲餐廳的菜單信息，包括菜品名稱、價格、食材等，支持菜品的更新和查詢。2、（本題5分）實現(xiàn)一個算法，計算無向圖的連通分量數(shù)量，并輸出每個連通分量的節(jié)點。3、（本題5分）設(shè)計一個程序，使用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲一個電影票務系統(tǒng)的信息，包括電影名稱、場次、座位狀態(tài)等，支持選座、購票和退票功能。4、（本題5分）設(shè)計一個算法，在一個有向圖中找出所有的孤立點。5、（本題5分）設(shè)計一個計數(shù)排序算法，對給定的特定條件下的數(shù)組進行排序，分析其時間和空間復雜度。四、綜合題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）某在線購物平臺的優(yōu)惠券管理系統(tǒng)需要記錄優(yōu)惠券信息、發(fā)放記錄和使用記錄。優(yōu)惠券信息包括優(yōu)惠券ID、優(yōu)惠券類型、面額、使用條件，發(fā)放記錄包括發(fā)放ID、優(yōu)惠券ID、用戶ID、發(fā)放時間，使用記錄包括使用ID、優(yōu)惠券ID、訂單ID、使用時間。設(shè)計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來管理優(yōu)惠券數(shù)據(jù)，實現(xiàn)優(yōu)惠券的發(fā)放、使用、查詢，并統(tǒng)計優(yōu)惠券的使用情況和效果。2、（本題10分