站名：站名：年級(jí)專業(yè)：姓名：學(xué)號(hào)：凡年級(jí)專業(yè)、姓名、學(xué)號(hào)錯(cuò)寫、漏寫或字跡不清者，成績按零分記?！堋狻€…………第1頁，共1頁三峽大學(xué)

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與C語言》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分一、單選題（本大題共25個(gè)小題，每小題1分，共25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)基于ZigBee技術(shù)的智能電表抄表系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。2、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。3、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的視頻壓縮系統(tǒng)，采用H.264或H.265編碼標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)的壓縮。4、設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）和攝像頭的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測系統(tǒng)，實(shí)時(shí)檢測視頻中的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)。5、二叉樹的遍歷可以通過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.使用棧來輔助B.使用隊(duì)列來輔助C.直接遍歷D.無法非遞歸實(shí)現(xiàn)6、設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)字鎖相環(huán)和分頻器的時(shí)鐘信號(hào)生成系統(tǒng)，產(chǎn)生各種頻率的時(shí)鐘信號(hào)。7、設(shè)計(jì)一個(gè)高通數(shù)字濾波器，截止頻率為1kHz，采樣頻率為4kHz，采用雙線性變換法進(jìn)行設(shè)計(jì)。8、在一個(gè)長度為n的順序表中，刪除第i個(gè)元素（1<=i<=n），需要移動(dòng)的元素個(gè)數(shù)為（）A.iB.n-iC.n-i+1D.n-i-19、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字信號(hào)調(diào)制解調(diào)擴(kuò)展電路，能夠增加調(diào)制解調(diào)的方式和速度，并且具有糾錯(cuò)功能。10、設(shè)計(jì)一個(gè)高速光纖通信系統(tǒng)，傳輸速率達(dá)到100Gbps，說明系統(tǒng)組成和關(guān)鍵器件選型。11、設(shè)計(jì)一個(gè)基于DSP的語音信號(hào)處理系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)語音的采集、濾波和壓縮編碼，闡述系統(tǒng)框架和算法實(shí)現(xiàn)。12、運(yùn)用電子信息工程知識(shí)，設(shè)計(jì)一個(gè)智能電網(wǎng)的分布式能源管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽能、風(fēng)能等分布式能源的有效整合和管理。13、設(shè)計(jì)一個(gè)基于微控制器（如STM32）的溫度監(jiān)測與控制系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)采集溫度數(shù)據(jù)，當(dāng)溫度超過設(shè)定閾值時(shí)進(jìn)行報(bào)警并啟動(dòng)降溫設(shè)備。14、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)、組織數(shù)據(jù)的方式。在眾多的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，線性表是一種基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。線性表具有多種存儲(chǔ)方式，如順序存儲(chǔ)和鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)。順序存儲(chǔ)的線性表在插入和刪除元素時(shí)，可能會(huì)面臨較大的移動(dòng)操作。假設(shè)一個(gè)順序存儲(chǔ)的線性表已經(jīng)存儲(chǔ)了大量元素，現(xiàn)在需要在中間位置插入一個(gè)新元素，以下關(guān)于這種操作的描述，正確的是：（）A.插入操作的時(shí)間復(fù)雜度為O(1)B.插入操作的時(shí)間復(fù)雜度為O(n)C.插入操作無需移動(dòng)元素D.插入操作的時(shí)間復(fù)雜度與元素個(gè)數(shù)無關(guān)15、設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的智能電表，能夠測量電能參數(shù)并進(jìn)行顯示和通信，給出電表的硬件電路和軟件程序。16、樹是一種非線性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，具有層次關(guān)系。以下關(guān)于樹的描述，不正確的是：（）A.二叉樹的每個(gè)節(jié)點(diǎn)最多有兩個(gè)子節(jié)點(diǎn)，分為左子節(jié)點(diǎn)和右子節(jié)點(diǎn)B.二叉搜索樹的左子樹中的節(jié)點(diǎn)值小于根節(jié)點(diǎn)值，右子樹中的節(jié)點(diǎn)值大于根節(jié)點(diǎn)值，便于快速查找、插入和刪除C.平衡二叉樹通過自動(dòng)調(diào)整保持樹的平衡，提高了查找效率，但插入和刪除操作相對(duì)復(fù)雜D.樹的遍歷方式包括前序遍歷、中序遍歷和后序遍歷，且每種遍歷方式的時(shí)間復(fù)雜度都是相同的，與樹的結(jié)構(gòu)無關(guān)17、利用電力電子技術(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的功率變換器，實(shí)現(xiàn)電能的穩(wěn)定輸出和并網(wǎng)。18、設(shè)計(jì)一個(gè)基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的智能家居系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)燈光控制、窗簾控制、家電控制等功能，給出系統(tǒng)的整體架構(gòu)和實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。19、以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)適合用于實(shí)現(xiàn)LRU（最近最少使用）頁面置換算法？（）A.隊(duì)列B.棧C.哈希表D.雙向鏈表20、設(shè)計(jì)一個(gè)音頻功率放大器的散熱系統(tǒng)，保證放大器在高功率輸出時(shí)的穩(wěn)定工作，給出散熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和熱分析。21、設(shè)計(jì)一個(gè)通信系統(tǒng)信道編碼的性能評(píng)估方案，包括不同編碼方式的誤碼率測試和糾錯(cuò)能力分析。22、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)可以使用多種編程語言。以下關(guān)于不同編程語言中數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn)，不正確的是：（）A.C語言實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)通常需要手動(dòng)管理內(nèi)存B.Java中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)具有自動(dòng)內(nèi)存管理和豐富的類庫支持C.Python中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)使用簡單，但性能可能不如其他語言D.不同編程語言中數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)原理和效果完全相同23、哈希表是一種用于快速查找的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。假設(shè)我們正在使用一個(gè)哈希表存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。以下關(guān)于哈希表的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.哈希函數(shù)用于將關(guān)鍵字映射到哈希表中的位置，理想情況下不同的關(guān)鍵字應(yīng)映射到不同的位置B.處理哈希沖突的常見方法有開放地址法和鏈地址法C.哈希表的查找、插入和刪除操作的平均時(shí)間復(fù)雜度均為O(1)D.哈希表的性能不受哈希函數(shù)的選擇和表的裝填因子的影響24、在一個(gè)實(shí)時(shí)交通監(jiān)控系統(tǒng)中，需要快速更新道路的擁堵狀態(tài)，并能夠查詢某條道路的當(dāng)前狀態(tài)。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最適合的？（）A.二叉平衡樹，能夠保持平衡，查找和更新效率較高，但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜B.跳表，通過多層索引提高查找和更新效率，實(shí)現(xiàn)相對(duì)簡單C.線段樹，常用于區(qū)間查詢和更新，但對(duì)于單個(gè)元素的操作相對(duì)復(fù)雜D.紅黑樹，自平衡的二叉搜索樹，保證了較好的性能25、設(shè)計(jì)一個(gè)溫度傳感器校準(zhǔn)電路，能夠?qū)囟葌鞲衅鬟M(jìn)行校準(zhǔn)，提高測量精度。二、簡答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）闡述如何在一個(gè)循環(huán)隊(duì)列中實(shí)現(xiàn)元素的入隊(duì)和出隊(duì)操作，給出算法步驟和實(shí)現(xiàn)代碼，并分析其時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。2、（本題5分）詳細(xì)闡述如何使用歸并排序算法對(duì)一個(gè)具有n個(gè)元素的數(shù)組進(jìn)行排序，給出算法步驟和時(shí)間復(fù)雜度分析。3、（本題5分）詳細(xì)闡述如何在一個(gè)具有n個(gè)元素的雙向鏈表中，實(shí)現(xiàn)將鏈表按節(jié)點(diǎn)值的奇偶性進(jìn)行拆分，給出算法步驟和時(shí)間復(fù)雜度分析。4、（本題5分）比較快速排序和插入排序在對(duì)重復(fù)元素較多的數(shù)據(jù)處理情況。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)基于斐波那契堆的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)插入、刪除最小元素和減少關(guān)鍵字操作。2、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用于存儲(chǔ)健身房課程安排信息，包括課程名稱、時(shí)間、教練等，支持課程的查詢和預(yù)約。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)算法，用鄰接矩陣和鄰接表兩種方式存儲(chǔ)圖結(jié)構(gòu)，并實(shí)現(xiàn)從一種存儲(chǔ)方式轉(zhuǎn)換到另一種的功能。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)算法，在有序鏈表中查找中位數(shù)節(jié)點(diǎn)，輸出節(jié)點(diǎn)值。5、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法，解決最長上升子序列問題，輸出子序列和長度。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)的商品推薦系統(tǒng)需要根據(jù)用戶的瀏覽和購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、購買時(shí)間等。請?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。2、（本題10分）一個(gè)大型企業(yè)的人力資源管理系統(tǒng)需要存儲(chǔ)員工的基本信息、工作經(jīng)歷、培訓(xùn)記錄和績效考核等。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來組織這些數(shù)據(jù)，以便能夠快速地查詢員工信息、生成各類報(bào)表，并支持員工信息的更新和刪除操作。3、（