湖南安全技術(shù)職業(yè)學院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（Java）》2023-2024學年第一學期期末試卷

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2023-2024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(guān)于深度優(yōu)先搜索的描述，不正確的是（）A.采用棧來實現(xiàn)B.可能會出現(xiàn)重復(fù)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2、設(shè)計一個數(shù)字信號處理器（DSP）圖像處理電路，能夠?qū)崿F(xiàn)圖像的濾波、增強等處理功能。3、考慮隊列這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它遵循先進先出的原則。假設(shè)一個銀行需要管理客戶的排隊等待服務(wù)，每個客戶按照到達的順序接受服務(wù)。為了有效地組織和管理客戶的等待過程，以下關(guān)于隊列的操作，哪個是最關(guān)鍵的（）A.隨機刪除隊列中的元素B.在隊列中間插入新的客戶C.讀取隊列頭部的客戶信息D.對隊列中的元素進行排序4、設(shè)計一個數(shù)字音頻處理中的音頻均衡器參數(shù)自動調(diào)整系統(tǒng)，分析調(diào)整效果。5、考慮哈希表這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它通過哈希函數(shù)將鍵映射到存儲位置。假設(shè)需要快速查找和插入大量的數(shù)據(jù)，并且數(shù)據(jù)的分布比較均勻。以下關(guān)于哈希表的負載因子，哪個說法是正確的（）A.負載因子越大，哈希表的性能越好B.負載因子越小，哈希表的性能越好C.負載因子對哈希表的性能沒有影響D.負載因子應(yīng)根據(jù)具體情況選擇一個合適的值6、設(shè)計一個基于單片機的智能小車控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)小車的前進、后退、轉(zhuǎn)彎、調(diào)速等功能，并具備避障功能。7、設(shè)計一個數(shù)字頻率計，采用等精度測量法，測量范圍為10Hz至100MHz，給出系統(tǒng)方案和誤差分析。8、設(shè)計一個簡單的無線通信系統(tǒng)，采用合適的調(diào)制解調(diào)方式，實現(xiàn)短距離的數(shù)據(jù)傳輸，包括發(fā)射端和接收端的電路設(shè)計以及通信協(xié)議的制定。9、設(shè)計一個基于Wi-FiDirect的點對點無線通信系統(tǒng)，實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸，描述系統(tǒng)的硬件組成和通信協(xié)議。10、設(shè)計一個無線通信模塊抗干擾電路，能夠提高無線通信的抗干擾能力，保證通信的穩(wěn)定性。11、設(shè)計一個基于單片機的溫度和濕度監(jiān)控系統(tǒng)，能夠?qū)崟r采集溫濕度數(shù)據(jù)，并通過液晶顯示屏顯示，同時具備報警功能。12、運用通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，設(shè)計一個智能工廠的工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，滿足生產(chǎn)設(shè)備的高速通信和協(xié)同工作需求。13、棧是一種特殊的線性表，其操作遵循后進先出的原則。關(guān)于棧的應(yīng)用，以下說法錯誤的是（）A.棧可以用于表達式求值B.?？梢杂糜趯崿F(xiàn)函數(shù)調(diào)用時的參數(shù)傳遞和返回地址保存C.?？梢杂糜趯⑦f歸算法轉(zhuǎn)換為非遞歸算法D.棧不適合用于判斷一個字符串是否是回文14、假設(shè)要實現(xiàn)一個可以快速查找兩個節(jié)點之間是否存在路徑的圖數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。以下哪種表示方法和搜索算法的組合最適合？（）A.鄰接矩陣和深度優(yōu)先搜索B.鄰接表和廣度優(yōu)先搜索C.鄰接矩陣和廣度優(yōu)先搜索D.鄰接表和深度優(yōu)先搜索15、設(shè)計一個基于CPLD的脈沖寬度調(diào)制（PWM）發(fā)生器，實現(xiàn)可調(diào)占空比的PWM信號輸出，給出電路設(shè)計和性能測試。16、設(shè)計一個數(shù)字頻率計，采用計數(shù)法和測周期法相結(jié)合，測量范圍為1Hz至100MHz，給出系統(tǒng)方案和誤差分析。17、設(shè)計一個基于運算放大器的正弦波振蕩器電路，輸出頻率為1kHz，幅度穩(wěn)定。18、設(shè)計一個數(shù)字存儲示波器數(shù)據(jù)處理電路，能夠?qū)κ静ㄆ鞑杉臄?shù)據(jù)進行處理和分析，并且具有圖形顯示功能。19、設(shè)計一個數(shù)字信號處理器（DSP）音頻處理電路，能夠?qū)崿F(xiàn)音頻信號的混音、特效等處理功能。20、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，不準確的是：（）A.棧的操作遵循后進先出（LIFO）原則，即最后入棧的元素最先出棧B.可以用數(shù)組或鏈表來實現(xiàn)棧，常見的操作有入棧、出棧和獲取棧頂元素C.棧在函數(shù)調(diào)用、表達式求值、括號匹配等場景中有廣泛應(yīng)用D.棧的大小是無限的，可以隨意入棧元素，不需要考慮棧滿的情況21、設(shè)計一個集成電路封裝結(jié)構(gòu)，滿足散熱、電氣性能和機械強度等要求，進行封裝的可靠性分析。22、紅黑樹也是一種自平衡的二叉搜索樹。假設(shè)我們正在研究一個紅黑樹。以下關(guān)于紅黑樹的描述，哪一項是不準確的？（）A.紅黑樹通過對節(jié)點顏色的約束來保持一定程度的平衡B.紅黑樹的插入和刪除操作相對復(fù)雜，但能保證較好的性能C.紅黑樹的查找操作的時間復(fù)雜度在平均情況下優(yōu)于AVL樹D.紅黑樹在頻繁插入和刪除節(jié)點的情況下，性能比AVL樹更穩(wěn)定23、設(shè)計一個基于STM32的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，能夠連接多種傳感器并將數(shù)據(jù)上傳到云平臺，說明系統(tǒng)架構(gòu)和通信協(xié)議轉(zhuǎn)換。24、設(shè)計一個音頻功率放大器，采用甲乙類放大方式，在4Ω負載下輸出功率不小于100W，給出電路設(shè)計和散熱方案。25、設(shè)計一個基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能電表抄表系統(tǒng)，實現(xiàn)遠程自動抄表和數(shù)據(jù)管理。二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）深入探討在一個具有n個元素的二叉搜索樹中，如何進行樹的遍歷操作的應(yīng)用，如計算樹中節(jié)點值的和。2、（本題5分）說明二叉樹的遍歷算法在二叉樹的復(fù)制、刪除等操作中的應(yīng)用。3、（本題5分）解釋如何在一個循環(huán)隊列中進行動態(tài)擴容，給出算法步驟和實現(xiàn)代碼，并分析其性能影響。4、（本題5分）在哈希表中，闡述常見的哈希函數(shù)構(gòu)造方法和處理沖突的策略，分析它們的優(yōu)缺點，并舉例說明在實際應(yīng)用中的選擇依據(jù)。三、設(shè)計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計一個程序，使用雙向鏈表存儲一組浮點數(shù)，實現(xiàn)鏈表的冒泡排序。2、（本題5分）設(shè)計一個程序，使用二叉樹存儲整數(shù)，實現(xiàn)前序、中序和后序遍歷，并計算二叉樹的高度和節(jié)點個數(shù)。3、（本題5分）研究AVL樹在空間利用效率方面的特點，設(shè)計優(yōu)化存儲的方案。4、（本題5分）設(shè)計一個哈希表程序，采用不同的哈希函數(shù)和處理沖突的方法，比較它們的性能。5、（本題5分）設(shè)計一個程序，使用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲一個電商平臺的商品圖片信息，實現(xiàn)圖片的上傳、存儲和快速檢索。四、綜合題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）一個科研項目需要對大量的實驗數(shù)據(jù)進行處理和分析，數(shù)據(jù)包括不同實驗條件下的測量值、時間戳等。設(shè)計合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲和管理這些數(shù)據(jù)，以便能夠快速地進行數(shù)據(jù)篩選、統(tǒng)計分析和結(jié)果可視化。2、（本題10分）某航空公司的訂票系統(tǒng)需要對航班信息和乘客訂票情況進行管理。航班信息包括航班號、起降時間、起降地點、座位數(shù)量等，乘客訂票信息包括乘客姓名、身份證號、航班號、座位號等。這些信息以哈希表和鏈表的組合形式存儲。請設(shè)計算法實現(xiàn)以下功能：（1）查詢某個航班的剩余座位數(shù)量；（2）為