珠海科技學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)1》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)1》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共15個(gè)小題，每小題2分，共30分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字信號(hào)調(diào)制解調(diào)擴(kuò)展電路，能夠增加調(diào)制解調(diào)的方式和速度，并且具有糾錯(cuò)功能。2、設(shè)計(jì)一個(gè)基于D/A轉(zhuǎn)換器的方波信號(hào)發(fā)生器電路，輸出頻率范圍為100Hz-10kHz，占空比可調(diào)。3、選擇排序也是一種簡(jiǎn)單的排序算法。以下關(guān)于選擇排序的特點(diǎn)，描述錯(cuò)誤的是（）A.每一輪選擇未排序部分的最小元素與當(dāng)前位置交換B.時(shí)間復(fù)雜度始終為O(n^2)C.是一種不穩(wěn)定的排序算法D.不需要額外的存儲(chǔ)空間4、運(yùn)用通信網(wǎng)絡(luò)原理，設(shè)計(jì)一個(gè)智慧農(nóng)業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)方案，實(shí)現(xiàn)農(nóng)田環(huán)境數(shù)據(jù)的采集和遠(yuǎn)程控制。5、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)，能夠根據(jù)不同的時(shí)間段和車流量自動(dòng)調(diào)整信號(hào)燈的時(shí)長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)智能化交通控制。6、基于通信中的同步技術(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字通信接收系統(tǒng)，保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確接收和同步。7、設(shè)計(jì)一個(gè)基于STM8微控制器的智能溫度傳感器，能夠通過(guò)I2C接口與上位機(jī)通信，給出硬件電路和驅(qū)動(dòng)程序。8、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，排序算法是非常重要的一部分。冒泡排序是一種簡(jiǎn)單的排序算法，它通過(guò)反復(fù)比較相鄰的元素并交換位置來(lái)將數(shù)組排序。對(duì)于一個(gè)包含n個(gè)元素的數(shù)組，冒泡排序的最壞時(shí)間復(fù)雜度為：（）A.O(n)B.O(nlogn)C.O(n^2)D.O(logn)9、基于通信協(xié)議棧設(shè)計(jì)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)通信模塊，支持多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的收發(fā)和處理。10、設(shè)計(jì)一個(gè)通信系統(tǒng)功率控制模塊，能夠根據(jù)信道條件動(dòng)態(tài)調(diào)整發(fā)射功率，分析功率控制的精度和響應(yīng)速度。11、設(shè)計(jì)一個(gè)通信系統(tǒng)中均衡器收斂速度和失調(diào)的優(yōu)化方案，分析對(duì)系統(tǒng)性能的改善。12、設(shè)計(jì)一個(gè)基于ZigBee技術(shù)的智能工廠環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)溫度、濕度、粉塵濃度等環(huán)境參數(shù)。13、設(shè)計(jì)一個(gè)音頻混音器，能夠?qū)⒍鄠€(gè)音頻輸入信號(hào)進(jìn)行混合，并調(diào)節(jié)各通道的音量，給出電路設(shè)計(jì)和混音算法。14、對(duì)于一個(gè)需要快速判斷兩個(gè)字符串是否相似（例如編輯距離較?。┑臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)問(wèn)題。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法的結(jié)合可能是有效的？（）A.哈希表和字符串比較B.后綴樹(shù)和字符串匹配C.二叉搜索樹(shù)和字符串遍歷D.堆和字符串排序15、設(shè)計(jì)一個(gè)用于工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)點(diǎn)位控制、軌跡規(guī)劃和速度控制，說(shuō)明控制算法和驅(qū)動(dòng)器選型。二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）闡述如何在一個(gè)具有n個(gè)頂點(diǎn)的有向圖中，使用Floyd算法求解任意兩點(diǎn)之間的最短路徑問(wèn)題，并分析其時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。2、（本題5分）詳細(xì)闡述如何在一個(gè)具有n個(gè)元素的二叉搜索樹(shù)中刪除一個(gè)具有兩個(gè)子節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)，并保持二叉搜索樹(shù)的性質(zhì)。3、（本題5分）解釋如何在一個(gè)鏈表中刪除所有值為指定值的節(jié)點(diǎn)，給出算法步驟和實(shí)現(xiàn)代碼，并分析其時(shí)間復(fù)雜度。三、綜合題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）某城市的公交卡充值管理系統(tǒng)需要存儲(chǔ)充值記錄，包括充值編號(hào)、卡號(hào)、充值金額、充值時(shí)間等。系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)快速查找特定卡號(hào)的充值記錄、按照充值金額對(duì)記錄進(jìn)行排序、新增充值、刪除錯(cuò)誤充值記錄。請(qǐng)確定合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并詳細(xì)闡述算法和代碼實(shí)現(xiàn)，同時(shí)討論性能優(yōu)化策略。2、（本題5分）一個(gè)物流配送中心需要對(duì)貨物的配送路徑進(jìn)行規(guī)劃。配送地點(diǎn)以圖的形式表示，邊的權(quán)重表示兩地之間的距離。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)算法實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）使用迪杰斯特拉算法找到從起點(diǎn)到終點(diǎn)的最短路徑；（2）判斷圖中是否存在負(fù)權(quán)邊，如果有，如何處理；（3）使用弗洛伊德算法計(jì)算所有點(diǎn)對(duì)之間的最短路徑；（4）如果新增一個(gè)配送地點(diǎn)，如何更新最短路徑。分析算法的時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。3、（本題5分）某學(xué)校的選課系統(tǒng)需要記錄課程和學(xué)生的選課信息。課程有課程ID、課程名稱、授課教師、容量等，學(xué)生選課信息包括學(xué)生ID、課程ID。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)管理選課數(shù)據(jù)，能夠快速查詢課程余量、學(xué)生選課情況、退選和補(bǔ)選操作，并統(tǒng)計(jì)每門(mén)課程的選課人數(shù)。4、（本題5分）某金融機(jī)構(gòu)需要對(duì)客戶的交易記錄進(jìn)行分析，以檢測(cè)異常交易行為。交易記錄包括交易時(shí)間、金額、交易類型等。設(shè)計(jì)合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，能夠快速地篩選出異常交易，并進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。5、（本題5分）一個(gè)在線點(diǎn)餐系統(tǒng)需要管理菜品信息、菜單、用戶訂單和支付信息等。設(shè)計(jì)一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)這些信息，支持菜品的添加、刪除和修改，菜單的生成，用戶訂單的處理和支付信息的記錄，并能夠快速處理高峰時(shí)段的大量訂單和優(yōu)化配送路線。四、設(shè)計(jì)題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）設(shè)