自覺遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無(wú)效密自覺遵守考場(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)東南大學(xué)

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)C1》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷院(系)_______班級(jí)_______學(xué)號(hào)_______姓名_______題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共30個(gè)小題，每小題1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)字鎖相環(huán)電路，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)輸入信號(hào)的頻率和相位跟蹤，給出電路結(jié)構(gòu)和參數(shù)計(jì)算。2、在一棵二叉樹中，度為0的節(jié)點(diǎn)（即葉子節(jié)點(diǎn)）個(gè)數(shù)為n0，度為2的節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)為n2，則該二叉樹的節(jié)點(diǎn)總數(shù)為？（）A.n0+n2B.2n0+n2-1C.2n0+n2+1D.n0+2n23、設(shè)計(jì)一個(gè)衛(wèi)星通信系統(tǒng)中上行鏈路和下行鏈路的功率分配方案，考慮鏈路預(yù)算和干擾情況。4、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電視信號(hào)的傳輸系統(tǒng)，包括調(diào)制、編碼和發(fā)射模塊，滿足特定的傳輸標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量要求。5、設(shè)計(jì)一個(gè)太陽(yáng)能熱水器控制器電路，能夠根據(jù)水溫自動(dòng)控制加熱和保溫，并且具有水位顯示和缺水報(bào)警功能。6、二叉樹的遍歷可以通過(guò)遞歸和非遞歸方式實(shí)現(xiàn)。對(duì)于中序遍歷，以下哪種非遞歸實(shí)現(xiàn)方式是常見的？（）A.使用棧來(lái)輔助B.使用隊(duì)列來(lái)輔助C.直接遍歷D.無(wú)法非遞歸實(shí)現(xiàn)7、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)8、歸并排序是一種基于分治思想的排序算法。以下關(guān)于歸并排序的描述，不正確的是（）A.將數(shù)組不斷分成兩半，分別排序后再合并B.歸并排序的時(shí)間復(fù)雜度始終為O(nlog?n)C.歸并排序是一種穩(wěn)定的排序算法D.歸并排序的空間復(fù)雜度較高，為O(n)9、設(shè)計(jì)一個(gè)基于DSP的語(yǔ)音信號(hào)處理系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)語(yǔ)音的采集、濾波和壓縮編碼，闡述系統(tǒng)框架和算法實(shí)現(xiàn)。10、設(shè)計(jì)一個(gè)具有相位補(bǔ)償功能的放大器電路，提高電路的穩(wěn)定性和帶寬，給出電路設(shè)計(jì)和相位補(bǔ)償分析。11、設(shè)計(jì)一個(gè)用于醫(yī)療儀器的信號(hào)放大器，能夠放大微弱的生理信號(hào)，如心電、腦電等，給出電路設(shè)計(jì)和噪聲抑制方法。12、根據(jù)通信原理，設(shè)計(jì)一個(gè)衛(wèi)星通信車載終端的收發(fā)系統(tǒng)，能夠在移動(dòng)中保持穩(wěn)定的通信連接。13、設(shè)計(jì)一個(gè)無(wú)線通信系統(tǒng)中的抗衰落接收電路，能夠有效應(yīng)對(duì)多徑衰落，提高信號(hào)接收質(zhì)量，并進(jìn)行性能測(cè)試。14、基于通信協(xié)議的自適應(yīng)調(diào)整技術(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)，能夠根據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀況自動(dòng)優(yōu)化傳輸參數(shù)。15、想象一個(gè)需要快速判斷一個(gè)字符串是否為回文的場(chǎng)景。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法的組合可能是最有效的？（）A.利用棧將字符串逆序，然后與原字符串比較B.使用雙指針從字符串兩端向中間移動(dòng)進(jìn)行比較C.將字符串存儲(chǔ)在樹中，進(jìn)行遍歷比較D.通過(guò)哈希函數(shù)計(jì)算字符串的特征值進(jìn)行判斷16、設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的智能灌溉控制器，能夠根據(jù)土壤濕度和作物需水規(guī)律自動(dòng)控制灌溉水量和時(shí)間。17、設(shè)計(jì)一個(gè)音頻混音控制臺(tái)，能夠同時(shí)處理多路音頻輸入，實(shí)現(xiàn)音量調(diào)節(jié)、平衡控制等功能，給出系統(tǒng)方案和電路實(shí)現(xiàn)。18、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字溫度計(jì)液位計(jì)智能監(jiān)測(cè)電路，能夠自動(dòng)監(jiān)測(cè)溫度和液位的變化，并給出預(yù)警提示。19、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字移相器，能夠?qū)崿F(xiàn)0至360度的相移，精度為1度，給出電路結(jié)構(gòu)和控制邏輯。20、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)行邊緣檢測(cè)，并輸出邊緣圖像。21、設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)正反轉(zhuǎn)、調(diào)速和定位控制功能。22、根據(jù)數(shù)字信號(hào)處理知識(shí)，設(shè)計(jì)一個(gè)音頻均衡器的自動(dòng)調(diào)整系統(tǒng)，根據(jù)音頻內(nèi)容自動(dòng)優(yōu)化頻率響應(yīng)。23、設(shè)計(jì)一個(gè)基于Wi-Fi的智能家居安防系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)入侵檢測(cè)、視頻監(jiān)控和報(bào)警功能，闡述系統(tǒng)組成和網(wǎng)絡(luò)配置。24、設(shè)計(jì)一個(gè)電子秤電路，能夠測(cè)量物體的重量，測(cè)量范圍為0kg到10kg，精度為±0.01kg。25、設(shè)計(jì)一個(gè)基于ZigBee技術(shù)的無(wú)線智能家居安防系統(tǒng)，能夠檢測(cè)門窗入侵、煙霧和燃?xì)庑孤┑惹闆r，并及時(shí)報(bào)警，說(shuō)明系統(tǒng)組成和網(wǎng)絡(luò)配置。26、假設(shè)要實(shí)現(xiàn)一個(gè)可以快速查找前K個(gè)最大值的算法，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最適合的？（）A.最大堆，每次取出堆頂元素即為最大值B.最小堆，維護(hù)一個(gè)大小為K的堆，堆頂為第K大的值C.二叉搜索樹，遍歷獲取最大值，效率較低D.鏈表，查找最大值操作復(fù)雜27、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字頻率計(jì)，采用計(jì)數(shù)法和測(cè)周期法相結(jié)合，測(cè)量范圍為1Hz至100MHz，給出系統(tǒng)方案和誤差分析。28、二叉樹在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中具有重要地位。以下關(guān)于二叉樹應(yīng)用的敘述，不正確的是：（）A.二叉樹可以用于實(shí)現(xiàn)二叉搜索樹，提高查找效率B.二叉樹可以用于表達(dá)式的存儲(chǔ)和計(jì)算C.二叉樹可以用于實(shí)現(xiàn)哈夫曼編碼，進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮D.二叉樹只能用于存儲(chǔ)和處理數(shù)值型數(shù)據(jù)29、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的遞歸操作中，需要注意遞歸的終止條件和?？臻g的使用。假設(shè)我們正在使用遞歸解決一個(gè)問(wèn)題。以下關(guān)于遞歸的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.遞歸函數(shù)必須有明確的終止條件，否則會(huì)導(dǎo)致無(wú)限遞歸B.遞歸調(diào)用會(huì)使用系統(tǒng)的?？臻g來(lái)保存中間結(jié)果和返回地址C.對(duì)于一些問(wèn)題，使用迭代實(shí)現(xiàn)比遞歸實(shí)現(xiàn)效率更高D.遞歸總是比迭代更容易理解和實(shí)現(xiàn)，應(yīng)該優(yōu)先使用遞歸30、利用電力電子技術(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)太陽(yáng)能充電控制器，實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)能電池板輸出的電能進(jìn)行有效管理和存儲(chǔ)。二、綜合題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）某城市的公交系統(tǒng)需要對(duì)公交線路和站點(diǎn)進(jìn)行管理。線路和站點(diǎn)信息以有向無(wú)環(huán)圖的形式存儲(chǔ)。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)算法實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）查找從起點(diǎn)到終點(diǎn)經(jīng)過(guò)最少站點(diǎn)的公交線路；（2）判斷兩條公交線路是否存在交叉站點(diǎn)；（3）新增一條公交線路時(shí)，如何更新整個(gè)公交網(wǎng)絡(luò)；（4）計(jì)算每個(gè)站點(diǎn)的客流量。分析算法的時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。2、（本題5分）某醫(yī)院的藥品庫(kù)存管理系統(tǒng)需要存儲(chǔ)藥品信息，如藥品編號(hào)、藥品名稱、藥品規(guī)格、庫(kù)存數(shù)量、有效期等。系統(tǒng)要能夠快速查找特定藥品、按照庫(kù)存數(shù)量對(duì)藥品進(jìn)行排序、進(jìn)行藥品的入庫(kù)和出庫(kù)操作、提醒即將過(guò)期藥品。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)合理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，并提供代碼實(shí)現(xiàn)和性能分析。3、（本題5分）一個(gè)在線點(diǎn)餐系統(tǒng)需要記錄菜品信息和訂單信息。菜品包括菜品ID、菜品名稱、價(jià)格、圖片、描述等，訂單包括訂單ID、用戶ID、菜品列表、總價(jià)、下單時(shí)間等。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)這些數(shù)據(jù)，能夠快速查詢菜品、生成訂單、更新訂單狀態(tài)，并統(tǒng)計(jì)每種菜品的銷售數(shù)量。4、（本題5分）一個(gè)學(xué)校的教師教學(xué)評(píng)價(jià)管理系統(tǒng)需要存儲(chǔ)教師評(píng)價(jià)信息，如教師編號(hào)、教師姓名、評(píng)價(jià)課程、評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)、評(píng)價(jià)內(nèi)容等。系統(tǒng)要能夠快速查找特定教師的評(píng)價(jià)、按照評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)對(duì)教師進(jìn)行排序、新增評(píng)價(jià)、修改評(píng)價(jià)以及刪除評(píng)價(jià)。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，并給出代碼實(shí)現(xiàn)和性能分析。5、（本題5分）一個(gè)在線考試系統(tǒng)需要管理考試信息，包括考試編號(hào)、考試名稱、考試時(shí)間、考生名單等。系統(tǒng)要能夠快速查找特定考試、按照考試時(shí)間對(duì)考試進(jìn)行排序、新增考試、刪除考試以及添加和刪除考生。請(qǐng)選擇恰當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并詳細(xì)說(shuō)明算法和代碼實(shí)現(xiàn)，以及性能評(píng)估。三、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）詳細(xì)闡述在一個(gè)具有n個(gè)元素的二叉搜索樹中，如何刪除一個(gè)只有左子樹或只有右子樹的節(jié)點(diǎn)。2、（本題5分）詳細(xì)說(shuō)明如何在一個(gè)具有n個(gè)頂點(diǎn)的圖中，使用鄰接矩陣存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)判斷兩個(gè)頂點(diǎn)之間是否存在邊，并分析其時(shí)間復(fù)雜度。3、（本題5分）詳細(xì)說(shuō)明希爾排序算法的基本思想和步驟，并分析其性能特點(diǎn)。4、（本題5分）說(shuō)明