濮陽石油化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程設(shè)計》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁濮陽石油化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程設(shè)計》

2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷院(系)_______班級_______學(xué)號_______姓名_______題號一二三四總分得分批閱人一、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(shè)計一個基于光電編碼器的電機(jī)位置測量系統(tǒng)，能夠精確測量電機(jī)的轉(zhuǎn)動角度和位置。2、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用中，圖算法有著廣泛的用途。假設(shè)我們正在使用圖算法解決問題。以下關(guān)于圖算法的描述，哪一項是不準(zhǔn)確的？（）A.最短路徑算法（如Dijkstra算法和Floyd算法）可以用于求解圖中兩點之間的最短路徑B.最小生成樹算法（如Prim算法和Kruskal算法）可以用于構(gòu)建圖的最小代價連通子圖C.拓?fù)渑判蛩惴梢杂糜谂袛嘁粋€有向圖是否存在環(huán)D.所有的圖算法的時間復(fù)雜度都相同，與圖的類型和規(guī)模無關(guān)3、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的選擇中，需要考慮時間復(fù)雜度、空間復(fù)雜度和操作的便捷性等因素。以下情況中，優(yōu)先選擇數(shù)組而不是鏈表的是（）A.頻繁進(jìn)行插入和刪除操作B.事先不知道數(shù)據(jù)的規(guī)模大小C.需要快速隨機(jī)訪問元素D.內(nèi)存空間有限4、對于一個具有n個頂點和e條邊的無向圖，如果采用鄰接表存儲，其空間復(fù)雜度主要取決于：（）A.nB.eC.n+eD.n^25、運(yùn)用集成電路知識，設(shè)計一款用于智能門鎖的指紋識別芯片，具備快速準(zhǔn)確的識別能力和高安全性。6、設(shè)計一個數(shù)字頻率計，能夠測量輸入信號的頻率，精度達(dá)到一定要求，給出硬件電路設(shè)計和軟件算法流程。7、設(shè)計一個智能溫度傳感器，能夠通過數(shù)字接口輸出溫度數(shù)據(jù)，并具有低功耗特性，闡述傳感器的原理和電路設(shè)計。8、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)于這兩種算法的描述中，不正確的是（）A.深度優(yōu)先搜索使用棧來實現(xiàn)，廣度優(yōu)先搜索使用隊列來實現(xiàn)B.深度優(yōu)先搜索可能會陷入死循環(huán)，廣度優(yōu)先搜索不會C.對于同一個圖，深度優(yōu)先搜索和廣度優(yōu)先搜索得到的遍歷結(jié)果一定相同D.這兩種算法都可以用于求解圖的連通性問題9、設(shè)計一個基于藍(lán)牙Mesh網(wǎng)絡(luò)的智能家居控制系統(tǒng)，實現(xiàn)多個設(shè)備的協(xié)同控制，描述網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和控制策略。10、隊列也是一種特殊的線性表，遵循先進(jìn)先出的原則。在實際應(yīng)用中，隊列常用于（）A.操作系統(tǒng)的作業(yè)調(diào)度B.圖的廣度優(yōu)先搜索算法C.緩存數(shù)據(jù)的管理D.以上都是11、設(shè)計一個簡單的太陽能充電控制器，能夠?qū)⑻柲茈姵匕遢敵龅碾娔苡行У卮鎯Φ叫铍姵刂?，并防止過充和過放。12、插入排序在小型數(shù)據(jù)集上表現(xiàn)較好。以下關(guān)于插入排序的描述，不正確的是（）A.將待排序元素插入到已排序部分的合適位置B.插入排序的平均時間復(fù)雜度為O(n2)，但在近乎有序的情況下性能較好C.插入排序是一種穩(wěn)定的排序算法D.插入排序在處理大規(guī)模數(shù)據(jù)時效率很高13、設(shè)計一個基于單片機(jī)的水質(zhì)凈化設(shè)備控制系統(tǒng)，能夠根據(jù)水質(zhì)參數(shù)自動控制凈化過程。14、設(shè)計一個智能溫度傳感器，能夠?qū)崟r測量環(huán)境溫度并通過無線方式將數(shù)據(jù)傳輸?shù)浇邮斩?，具備低功耗和高精度的特點。15、運(yùn)用電子電路知識，設(shè)計一個用于新能源汽車的電池管理系統(tǒng)（BMS）的硬件電路，實現(xiàn)電池狀態(tài)監(jiān)測和保護(hù)功能。16、設(shè)計一個基于音頻功率放大器的舞臺音響系統(tǒng)，輸出功率不小于500W，具備音效調(diào)節(jié)功能。17、設(shè)計一個光耦隔離電路，實現(xiàn)輸入輸出信號的電氣隔離，給出電路參數(shù)和應(yīng)用場景。18、在一個需要頻繁進(jìn)行插入和刪除操作，并且數(shù)據(jù)量較大的場景中，如果對查找操作的要求相對較低，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最優(yōu)的選擇？（）A.鏈表，插入和刪除操作方便，查找效率相對較低B.二叉搜索樹，查找效率較高，但插入和刪除可能導(dǎo)致樹的調(diào)整C.數(shù)組，插入和刪除操作復(fù)雜，不適合頻繁操作D.棧，不符合頻繁插入和刪除的需求19、設(shè)計一個音頻均衡器，能夠?qū)σ纛l信號進(jìn)行5段均衡調(diào)節(jié)，給出系統(tǒng)方案和濾波器參數(shù)計算。20、根據(jù)傳感器技術(shù)，設(shè)計一個用于農(nóng)業(yè)溫室的環(huán)境參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)，包括溫度、濕度、光照和二氧化碳濃度等。二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）詳細(xì)闡述哈希表的基本原理，包括哈希函數(shù)的設(shè)計和沖突解決方法（開放定址法、鏈地址法等）。2、（本題5分）詳細(xì)闡述深度優(yōu)先搜索和廣度優(yōu)先搜索算法在圖中的實現(xiàn)過程，以及它們的時間復(fù)雜度和應(yīng)用。3、（本題5分）簡述哈希表的性能優(yōu)化方法，包括哈希函數(shù)的改進(jìn)、處理哈希沖突的策略調(diào)整等。4、（本題5分）在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，解釋線索二叉樹的概念和作用，說明如何構(gòu)建線索二叉樹，并舉例說明其在遍歷中的應(yīng)用。5、（本題5分）詳細(xì)說明如何使用非遞歸算法實現(xiàn)二叉樹的中序遍歷，分析所使用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法步驟。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，利用伸展樹和深度優(yōu)先搜索算法的結(jié)合，找出一個圖中所有長度為k的路徑。2、（本題5分）設(shè)計一個算法，判斷二叉樹是否為滿二叉樹，輸出判斷結(jié)果。3、（本題5分）實現(xiàn)一個算法，計算一個圖的最小生成森林。4、（本題5分）設(shè)計一個哈希表程序，采用開放尋址法的并行版本處理哈希沖突，提高性能并展示操作過程和結(jié)果。5、（本題5分）設(shè)計一個算法，在一個字符串中查找所有出現(xiàn)的指定子串，并統(tǒng)計其出現(xiàn)的次數(shù)。四、綜合題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）某旅游公司的旅游線路管理系統(tǒng)需要存儲旅游線路的信息，如線路編號、線路名稱、行程安排、價格、成團(tuán)人數(shù)等。系統(tǒng)要能夠快速查找特定線路、按照價格對線路進(jìn)行排序、新增旅游線路、修改線路信息、刪除冷門線路。請設(shè)計合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，并給出代碼實現(xiàn)和性能評估。2、（本題10分）某電商平臺的促銷活動規(guī)則管理系統(tǒng)需要定義不同的促銷活動類型、適用商品、優(yōu)惠條件、活動時間等。設(shè)計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲和管理促銷活動規(guī)則，支持活動的創(chuàng)建、修改