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《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法》2021-2022學(xué)年第一學(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(shè)計一個電子秤擴展電路，能夠增加電子秤的測量范圍和精度，并且具有去皮和累計功能。2、利用射頻技術(shù)設(shè)計一個無線充電器，能夠為特定設(shè)備進(jìn)行高效的無線充電，分析充電效率和安全性。3、考慮一個圖的最短路徑問題，迪杰斯特拉（Dijkstra）算法是一種常見的求解方法。假設(shè)圖中存在負(fù)權(quán)邊，以下關(guān)于Dijkstra算法的適用性，哪個說法是正確的（）A.仍然適用，可以求出最短路徑B.可能會得到錯誤的結(jié)果C.無法運行D.會自動將負(fù)權(quán)邊轉(zhuǎn)換為正權(quán)邊4、設(shè)計一個程控衰減器，衰減量可在0至60dB范圍內(nèi)程控調(diào)節(jié)，精度為1dB，給出電路實現(xiàn)和控制邏輯。5、設(shè)計一個音頻混音器，能夠處理8路音頻輸入，實現(xiàn)音量、平衡和效果調(diào)節(jié)，給出系統(tǒng)方案和電路實現(xiàn)。6、設(shè)計一個基于編碼器和驅(qū)動器的伺服電機控制系統(tǒng)，實現(xiàn)高精度的位置和速度控制。7、設(shè)計一個基于USBType-C接口的電源傳輸系統(tǒng)，支持PD快充協(xié)議，能夠提供不同的電壓和電流輸出，給出硬件設(shè)計和協(xié)議實現(xiàn)。8、設(shè)計一個基于單片機的智能電表系統(tǒng)，能夠測量電壓、電流、功率、電量等參數(shù)，并具備遠(yuǎn)程抄表功能。9、哈希表的裝填因子越大，發(fā)生沖突的可能性就越大。假設(shè)一個哈希表的容量為10，當(dāng)前存儲了8個元素，裝填因子是多少？（）A.0.8B.0.2C.8D.210、在一個大型電商平臺的數(shù)據(jù)庫中，需要高效地存儲和檢索商品信息，包括商品名稱、價格、庫存數(shù)量等。同時，要能夠快速地根據(jù)價格范圍、庫存狀態(tài)等條件進(jìn)行查詢和排序。為了實現(xiàn)這些功能，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最合適的選擇？（）A.鏈表，便于動態(tài)地插入和刪除商品信息B.棧，按照后進(jìn)先出的原則存儲商品數(shù)據(jù)C.隊列，先進(jìn)入的商品信息先被處理D.二叉搜索樹，能夠快速地進(jìn)行查找、插入和刪除操作，并支持排序11、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)中，實踐是非常重要的。以下關(guān)于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實踐的描述，錯誤的是：（）A.通過實際編程實現(xiàn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以加深對其理解B.可以通過解決實際問題來應(yīng)用所學(xué)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)知識C.實踐只需要在電腦上完成，不需要在現(xiàn)實場景中思考D.實踐過程中可以發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的優(yōu)點和不足12、設(shè)計一個基于藍(lán)牙的智能門鎖系統(tǒng)，能夠通過手機藍(lán)牙開鎖，并記錄開鎖日志，描述系統(tǒng)硬件和軟件設(shè)計。13、設(shè)計一個基于光電傳感器的生產(chǎn)線產(chǎn)品計數(shù)與分揀系統(tǒng)，能夠自動計數(shù)和分揀不同規(guī)格的產(chǎn)品。14、插入排序也是一種基本的排序算法。對于插入排序的特點和性能，以下描述錯誤的是（）A.插入排序?qū)⒋判蛟夭迦氲揭雅判蛐蛄械暮线m位置B.插入排序在平均情況下的時間復(fù)雜度為O(n^2)C.插入排序在數(shù)據(jù)基本有序時性能較好D.插入排序是一種不穩(wěn)定的排序算法15、利用電子信息工程知識，設(shè)計一個智能家居安防系統(tǒng)，包括入侵檢測、火災(zāi)報警和遠(yuǎn)程監(jiān)控等功能。二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）詳細(xì)論述在具有n個節(jié)點的完全二叉樹中，如何通過節(jié)點編號快速計算其父節(jié)點和子節(jié)點的編號。2、（本題5分）描述二叉樹的層次遍歷方法，并說明其實現(xiàn)思路。3、（本題5分）詳細(xì)闡述圖的深度優(yōu)先搜索（DFS）和廣度優(yōu)先搜索（BFS）算法的步驟和特點，并舉例說明它們的應(yīng)用。4、（本題5分）詳細(xì)闡述在圖的廣度優(yōu)先遍歷算法中，如何使用隊列來實現(xiàn)，并說明其應(yīng)用場景。三、綜合題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）某電商平臺的推薦系統(tǒng)需要根據(jù)用戶的購買歷史、瀏覽記錄和收藏夾等信息為用戶推薦商品。設(shè)計一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲用戶行為信息，實現(xiàn)商品的推薦算法，并能夠?qū)崟r更新推薦結(jié)果以適應(yīng)用戶興趣的變化。2、（本題5分）某在線招聘網(wǎng)站需要記錄職位信息和求職者的簡歷信息。職位信息包括職位ID、職位名稱、公司名稱、工作地點、薪資范圍等，簡歷信息包括求職者ID、姓名、聯(lián)系方式、教育背景、工作經(jīng)歷等。設(shè)計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲這些信息，能夠快速匹配職位和簡歷、查詢特定職位和求職者信息、更新職位狀態(tài)和簡歷內(nèi)容，并統(tǒng)計熱門職位。3、（本題5分）某物流企業(yè)的貨物跟蹤系統(tǒng)需要記錄貨物的發(fā)貨地、收貨地、運輸路徑、當(dāng)前位置、預(yù)計到達(dá)時間等信息。設(shè)計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來實時更新貨物運輸狀態(tài)，支持按發(fā)貨地、收貨地等條件進(jìn)行查詢，能夠及時處理運輸過程中的異常情況。4、（本題5分）在一個在線考試系統(tǒng)中，需要管理考試科目、試題、考生答案和成績等信息。設(shè)計一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲這些信息，實現(xiàn)考試科目的添加、刪除、查找和修改，試題的錄入和更新，考生答案的存儲和成績的計算，并能夠快速查詢考生的成績和排名。5、（本題5分）在一個大型在線游戲中，需要管理玩家的角色信息、裝備信息和游戲進(jìn)程。設(shè)計合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲這些數(shù)據(jù)，使得能夠快速地查詢玩家狀態(tài)、更新裝備屬性，并處理大量玩家同時進(jìn)行的操作。四、設(shè)計題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）實現(xiàn)一個算法，計算一個圖的團。2、（本題10分）使用順序存儲的方式設(shè)計一個循環(huán)隊列，模擬