華東理工大學《數(shù)據(jù)結構與算法課程設計》2023-2024學年第二學期期末試卷

學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁華東理工大學《數(shù)據(jù)結構與算法課程設計》

2023-2024學年第二學期期末試卷題號一二三四總分得分一、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、設計一個音頻降噪電路，能夠有效降低環(huán)境噪聲對音頻信號的影響，給出電路設計和降噪效果測試。2、在數(shù)據(jù)結構的操作中，可能會出現(xiàn)時間和空間的權衡。以下關于時間和空間權衡的描述，不準確的是：（）A.有時候為了提高操作的時間效率，可能需要犧牲一些存儲空間，例如使用緩存來加速數(shù)據(jù)訪問B.某些數(shù)據(jù)結構在節(jié)省空間的同時，可能會導致操作的時間復雜度增加，例如壓縮存儲的數(shù)組C.在任何情況下，都應該優(yōu)先考慮時間效率，而忽略空間的消耗，因為時間往往比空間更寶貴D.時間和空間的權衡需要根據(jù)具體的應用場景和需求來決定，沒有絕對的最優(yōu)策略3、設計一個4G通信模塊的接口電路，能夠實現(xiàn)與微處理器的通信，詳細說明硬件連接和通信協(xié)議。4、設計一個太陽能充電控制器電路，能夠對太陽能電池板的輸出進行最大功率點跟蹤（MPPT），并對蓄電池進行合理充電管理，給出電路原理和控制策略。5、設計一個無線通信模塊擴展電路，能夠提高無線通信的距離和數(shù)據(jù)傳輸速率，并且具有加密功能。6、設計一個數(shù)字圖像處理中基于深度學習的圖像去噪系統(tǒng)，分析去噪效果和模型復雜度。7、設計一個數(shù)字信號處理器（DSP）音頻處理電路，能夠實現(xiàn)音頻信號的混音、特效等處理功能。8、二叉搜索樹是一種特殊的二叉樹，具有特定的性質和用途。以下關于二叉搜索樹的描述，錯誤的是：（）A.左子樹上所有節(jié)點的值均小于根節(jié)點的值，右子樹上所有節(jié)點的值均大于根節(jié)點的值B.對二叉搜索樹進行中序遍歷，可以得到一個有序的序列C.二叉搜索樹的查找、插入和刪除操作的平均時間復雜度都是O(logn)D.二叉搜索樹一定是平衡的，即左右子樹的高度差不超過19、設計一個通信系統(tǒng)中的多輸入多輸出（MIMO）傳輸方案，分析系統(tǒng)容量和誤碼率性能。10、在數(shù)據(jù)結構的選擇中，需要考慮多種因素。以下關于數(shù)據(jù)結構選擇的考慮因素，不正確的是：（）A.數(shù)據(jù)的規(guī)模和操作的頻繁程度B.存儲空間的限制C.算法的復雜度和效率D.只根據(jù)個人喜好選擇，不考慮實際需求11、設計一個基于STM32微控制器的電機調速系統(tǒng)，支持PWM調速和閉環(huán)控制，實現(xiàn)對直流電機或步進電機的精確調速，提供控制算法和程序框架。12、設計一個簡單的無線通信收發(fā)系統(tǒng)，工作在特定頻段，采用合適的調制解調方式，實現(xiàn)短距離的數(shù)據(jù)傳輸，并分析其性能。13、設計一個數(shù)字頻率計，采用計數(shù)法和測周期法相結合，測量范圍為1Hz至100MHz，給出系統(tǒng)方案和誤差分析。14、根據(jù)數(shù)字電路原理，設計一個具有自動計數(shù)和顯示功能的電子計數(shù)器，可用于工業(yè)生產(chǎn)中的產(chǎn)品計數(shù)。15、設計一個音頻濾波器電路，能夠對輸入的音頻信號進行低通、高通、帶通和帶阻濾波，濾波頻率可調節(jié)。二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）解釋最小生成樹的概念，比較普里姆算法和克魯斯卡爾算法在構建最小生成樹時的不同策略和效率。2、（本題5分）探討在一個具有n個頂點的有向圖中，如何計算頂點的拓撲排序序列。3、（本題5分）詳細闡述棧和隊列這兩種數(shù)據(jù)結構的特點，舉例說明它們在實際生活中的應用場景，并分析其操作的時間復雜度。4、（本題5分）詳細論述在一個具有n個頂點的無向圖中，如何進行最小代價生成樹的變形問題，如限制邊的數(shù)量。三、綜合題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）一個在線點餐系統(tǒng)需要管理菜品信息、菜單、用戶訂單和支付信息等。設計一種數(shù)據(jù)結構來存儲這些信息，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段的大量訂單和優(yōu)化配送路線。2、（本題5分）在一個在線投票系統(tǒng)中，需要記錄每個投票選項的票數(shù)，并實時顯示投票結果。設計一種數(shù)據(jù)結構和算法，能夠高效地處理投票操作，防止重復投票，并快速地統(tǒng)計和展示投票結果。3、（本題5分）一個物流配送中心需要對貨物的運輸路徑進行規(guī)劃，已知各個城市之間的距離和運輸成本。設計一種數(shù)據(jù)結構和算法，能夠找到從起始城市到目標城市的最短路徑和最低成本路徑。4、（本題5分）在一個在線游戲中，玩家的角色信息需要被實時更新和存儲。角色信息包括角色ID、角色名、等級、經(jīng)驗值、裝備列表、技能列表等。設計一種數(shù)據(jù)結構來存儲這些角色數(shù)據(jù)，以便能夠快速查詢角色的詳細信息、按照等級進行排序、更新角色的經(jīng)驗值和裝備，并處理多個玩家同時進行的操作。5、（本題5分）一個物流配送中心需要對貨物的配送路徑進行規(guī)劃。配送地點以圖的形式表示，邊的權重表示兩地之間的距離。請設計算法實現(xiàn)以下功能：（1）使用迪杰斯特拉算法找到從起點到終點的最短路徑；（2）判斷圖中是否存在負權邊，如果有，如何處理；（3）使用弗洛伊德算法計算所有點對之間的最短路徑；（4）如果新增一個配送地點，如何更新最短路徑。分析算法的時間復雜度和空間復雜度。四、設計題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）設計一個哈希表程序，采用鏈表處理哈希沖突，支持刪除操作后鏈表的整理，避免出現(xiàn)過多空鏈表。2、（本題10分）分