自覺(jué)遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無(wú)效密自覺(jué)遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無(wú)效密封線第1頁(yè)，共3頁(yè)煙臺(tái)大學(xué)

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級(jí)_______學(xué)號(hào)_______姓名_______題號(hào)一二三四總分得分一、單選題（本大題共20個(gè)小題，每小題1分，共20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)電子血壓計(jì)數(shù)據(jù)分析與預(yù)警電路，能夠?qū)ρ獕河?jì)測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，當(dāng)血壓異常時(shí)發(fā)出預(yù)警信號(hào)。2、在圖的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，鄰接矩陣和鄰接表是兩種常見的存儲(chǔ)方式。關(guān)于這兩種存儲(chǔ)方式，以下描述哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.鄰接矩陣使用二維數(shù)組來(lái)表示圖中節(jié)點(diǎn)之間的關(guān)系，空間復(fù)雜度較高B.鄰接表使用鏈表或數(shù)組來(lái)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)的鄰接節(jié)點(diǎn)，適用于稀疏圖C.對(duì)于稠密圖，鄰接表的存儲(chǔ)方式比鄰接矩陣更節(jié)省空間D.無(wú)論是鄰接矩陣還是鄰接表，在判斷兩個(gè)節(jié)點(diǎn)是否相鄰時(shí)，時(shí)間復(fù)雜度都是O(1)3、使用集成電路設(shè)計(jì)一個(gè)乘法器，給出乘法運(yùn)算的速度和精度要求，并進(jìn)行電路設(shè)計(jì)和優(yōu)化。4、設(shè)計(jì)一個(gè)基于微控制器的智能小車控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)小車的自動(dòng)避障、循跡和速度控制等功能。5、采用模擬電子技術(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)寬帶放大器，能夠在較寬的頻率范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)信號(hào)放大。6、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字音頻處理中的音頻時(shí)頻分析和特征提取系統(tǒng)，分析特征的有效性。7、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的圖像邊緣檢測(cè)系統(tǒng)，能夠?qū)斎氲幕叶葓D像進(jìn)行實(shí)時(shí)邊緣檢測(cè)，采用Sobel算子，給出硬件架構(gòu)和Verilog代碼實(shí)現(xiàn)。8、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的數(shù)字頻率計(jì)，能夠測(cè)量輸入信號(hào)的頻率，具有較高的測(cè)量精度和較寬的測(cè)量范圍。9、設(shè)計(jì)一個(gè)基于光電傳感器和計(jì)數(shù)器的物體運(yùn)動(dòng)速度測(cè)量系統(tǒng)，準(zhǔn)確測(cè)量物體的運(yùn)動(dòng)速度。10、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電壓表高精度測(cè)量電路，能夠?qū)崿F(xiàn)更高精度的直流電壓測(cè)量，精度達(dá)到±0.01V。11、考慮一個(gè)搜索引擎的索引構(gòu)建過(guò)程，需要對(duì)大量的網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容進(jìn)行分詞、索引和存儲(chǔ)，以便能夠快速地根據(jù)用戶的查詢關(guān)鍵詞返回相關(guān)的網(wǎng)頁(yè)。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法常用于搜索引擎的索引構(gòu)建和查詢處理？（）A.倒排索引和分詞算法B.正排索引和冒泡排序C.索引鏈表和選擇排序D.索引數(shù)組和插入排序12、設(shè)計(jì)一個(gè)基于運(yùn)算放大器的儀表放大器電路，增益可調(diào)，共模抑制比大于100dB。13、設(shè)計(jì)一個(gè)圖像處理中的顏色空間轉(zhuǎn)換模塊，能夠在不同顏色模型之間進(jìn)行準(zhǔn)確轉(zhuǎn)換，進(jìn)行誤差分析。14、假設(shè)要設(shè)計(jì)一個(gè)算法來(lái)計(jì)算表達(dá)式的值，例如“(2+3)*4-5”，需要一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)操作數(shù)和運(yùn)算符，并按照正確的順序進(jìn)行計(jì)算。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最合適的？（）A.隊(duì)列，先進(jìn)先出，難以處理表達(dá)式的優(yōu)先級(jí)B.棧，能夠方便地處理運(yùn)算符的優(yōu)先級(jí)和計(jì)算順序C.數(shù)組，存儲(chǔ)固定數(shù)量的元素，不利于表達(dá)式的靈活計(jì)算D.哈希表，主要用于快速查找，不適合表達(dá)式的計(jì)算15、設(shè)計(jì)一個(gè)基于RFID技術(shù)的門禁系統(tǒng)，能夠識(shí)別合法的RFID標(biāo)簽并控制門的開關(guān)，描述系統(tǒng)的硬件組成和軟件流程。16、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的高速并行數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，能夠快速處理大量的數(shù)據(jù)，闡述硬件架構(gòu)和并行處理算法。17、設(shè)計(jì)一個(gè)基于DSP的語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)特定語(yǔ)音指令的識(shí)別和響應(yīng)，給出系統(tǒng)的硬件架構(gòu)和識(shí)別算法。18、平衡二叉樹是為了改進(jìn)二叉搜索樹在某些情況下退化為鏈表的情況而設(shè)計(jì)的。AVL樹是一種常見的平衡二叉樹，通過(guò)旋轉(zhuǎn)操作來(lái)保持樹的平衡。當(dāng)在AVL樹中插入一個(gè)新節(jié)點(diǎn)導(dǎo)致失衡時(shí)，可能需要進(jìn)行單旋轉(zhuǎn)或雙旋轉(zhuǎn)操作來(lái)恢復(fù)平衡。以下關(guān)于AVL樹旋轉(zhuǎn)操作的描述，錯(cuò)誤的是：（）A.旋轉(zhuǎn)操作可以保持二叉樹的性質(zhì)B.旋轉(zhuǎn)操作的目的是調(diào)整節(jié)點(diǎn)的位置，使樹重新平衡C.單旋轉(zhuǎn)和雙旋轉(zhuǎn)操作一定能使樹的高度降低D.旋轉(zhuǎn)操作的時(shí)間復(fù)雜度為O(1)19、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電壓表，測(cè)量范圍為0至50V，精度為0.1V，采用ADC芯片實(shí)現(xiàn)，說(shuō)明硬件電路和軟件算法。20、設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)字信號(hào)傳輸系統(tǒng)，采用差錯(cuò)控制編碼提高傳輸可靠性，包括編碼和解碼電路設(shè)計(jì)以及性能測(cè)試。二、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（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。2、（本題5分）詳細(xì)闡述哈夫曼樹的構(gòu)建過(guò)程和原理，說(shuō)明哈夫曼編碼的生成方法以及其在數(shù)據(jù)壓縮中的優(yōu)勢(shì)。3、（本題5分）對(duì)于一個(gè)具有n個(gè)頂點(diǎn)和e條邊的帶權(quán)無(wú)向圖，如何使用克魯斯卡爾（Kruskal）算法構(gòu)造最小生成樹？4、（本題5分）詳細(xì)解釋在一個(gè)具有n個(gè)元素的二叉樹中，如何進(jìn)行后序遍歷的非遞歸實(shí)現(xiàn)。5、（本題5分）詳細(xì)闡述如何在一個(gè)帶權(quán)有向圖中判斷是否存在負(fù)權(quán)回路。三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，判斷給定的鏈表是否存在環(huán)，若存在，找出環(huán)的入口節(jié)點(diǎn)。2、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，使用鏈表實(shí)現(xiàn)棧的復(fù)制功能，輸入一個(gè)棧進(jìn)行復(fù)制并展示結(jié)果。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，使用迪杰斯特拉算法求一個(gè)有向帶權(quán)圖中指定頂點(diǎn)到其他頂點(diǎn)的最短路徑。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，使用歸并排序算法對(duì)一個(gè)無(wú)向圖的頂點(diǎn)進(jìn)行排序。5、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，使用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)一個(gè)電商平臺(tái)的用戶評(píng)價(jià)信息（評(píng)價(jià)編號(hào)、用戶ID、商品ID、評(píng)價(jià)內(nèi)容、評(píng)分等），并實(shí)現(xiàn)評(píng)價(jià)的查詢、統(tǒng)計(jì)和篩選功能。四、綜合題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）某電商平臺(tái)的優(yōu)惠券管理系統(tǒng)需要存儲(chǔ)優(yōu)惠券信息，如優(yōu)惠券編號(hào)、優(yōu)惠金額、使用條件、有效期等。系統(tǒng)要能夠快速查找特定優(yōu)惠券、按照優(yōu)惠金額對(duì)優(yōu)惠券進(jìn)行排序、發(fā)放優(yōu)惠券、使用優(yōu)惠券以及刪除過(guò)期優(yōu)惠券。請(qǐng)選擇恰當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并詳細(xì)闡述實(shí)現(xiàn)這些功能的算法和代碼，以及性能考量。2、（本題10分）某電商平臺(tái)的商品推薦系統(tǒng)需要根據(jù)用戶的瀏覽和購(gòu)買歷史為用戶推薦商品。系統(tǒng)需要存儲(chǔ)用戶的行為數(shù)據(jù)，包括用戶編號(hào)、商品編號(hào)、瀏覽時(shí)間、購(gòu)買時(shí)間等。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，能夠快速分析用戶行為，為用戶生成個(gè)性化的商品推薦，并給出代碼實(shí)現(xiàn)和性能評(píng)估。3、（