裝訂線裝訂線PAGE2第1頁，共3頁重慶理工大學(xué)

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及應(yīng)用》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)一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個(gè)小題，每小題1分，共15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)光通信中的摻鉺光纖放大器（EDFA）驅(qū)動(dòng)電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)EDFA的穩(wěn)定驅(qū)動(dòng)和增益控制。2、設(shè)計(jì)一個(gè)基于霍爾效應(yīng)的磁場(chǎng)測(cè)量儀，能夠測(cè)量0-1T的磁場(chǎng)強(qiáng)度，精度達(dá)到0.01T。3、利用模擬電路技術(shù)，設(shè)計(jì)一個(gè)用于舞臺(tái)燈光控制的調(diào)光器，能夠?qū)崿F(xiàn)燈光的平滑調(diào)節(jié)和多種燈光效果。4、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字信號(hào)調(diào)制解調(diào)糾錯(cuò)電路，能夠?qū)φ{(diào)制解調(diào)過程中的錯(cuò)誤進(jìn)行檢測(cè)和糾正，提高通信的可靠性。5、使用集成電路設(shè)計(jì)一個(gè)視頻放大器，能夠?qū)斎氲囊曨l信號(hào)進(jìn)行放大和處理，保證圖像質(zhì)量。6、設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)字信號(hào)處理的音頻濾波器，實(shí)現(xiàn)對(duì)特定頻率范圍的音頻信號(hào)進(jìn)行濾波，分析濾波效果。7、基于可編程邏輯器件（如FPGA）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字時(shí)鐘系統(tǒng)，具備時(shí)分秒顯示、設(shè)置時(shí)間和鬧鐘功能，闡述設(shè)計(jì)思路和實(shí)現(xiàn)過程。8、設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的數(shù)字時(shí)鐘電路，要求能夠顯示小時(shí)、分鐘和秒，并且具有設(shè)置時(shí)間和鬧鐘功能。9、設(shè)計(jì)一個(gè)無線通信中的認(rèn)知無線電頻譜感知和接入方案，分析頻譜利用效率。10、設(shè)計(jì)一個(gè)圖像處理中的圖像壓縮率失真優(yōu)化方案，分析壓縮效率和圖像質(zhì)量的平衡。11、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字溫度計(jì)，采用熱電偶傳感器，能夠測(cè)量-50℃至150℃的溫度范圍，精度為0.5℃，說明硬件連接和信號(hào)調(diào)理。12、設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）的圖像邊緣檢測(cè)系統(tǒng)，能夠快速準(zhǔn)確地檢測(cè)出圖像的邊緣信息。13、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用中，棧和隊(duì)列常用于表達(dá)式求值。假設(shè)我們要計(jì)算一個(gè)算術(shù)表達(dá)式的值。以下關(guān)于表達(dá)式求值的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.中綴表達(dá)式轉(zhuǎn)換為后綴表達(dá)式后，使用?？梢苑奖愕剡M(jìn)行求值計(jì)算B.后綴表達(dá)式求值時(shí)，遇到操作數(shù)入棧，遇到操作符則對(duì)棧頂元素進(jìn)行相應(yīng)運(yùn)算C.棧在表達(dá)式求值中主要用于保存操作數(shù)和中間結(jié)果D.無論表達(dá)式的復(fù)雜程度如何，使用棧和隊(duì)列進(jìn)行求值的效率都是相同的14、在圖的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)中，鄰接矩陣和鄰接表各有優(yōu)缺點(diǎn)，以下關(guān)于它們的比較，錯(cuò)誤的是：（）A.鄰接矩陣適合表示稠密圖，存儲(chǔ)空間開銷較大；鄰接表適合表示稀疏圖，存儲(chǔ)空間較節(jié)省B.對(duì)于判斷兩個(gè)節(jié)點(diǎn)是否有邊相連，鄰接矩陣的效率高于鄰接表C.在進(jìn)行圖的遍歷操作時(shí)，鄰接表的效率總是高于鄰接矩陣D.鄰接矩陣的空間復(fù)雜度為O(n^2)，鄰接表的空間復(fù)雜度與邊的數(shù)量有關(guān)15、在一個(gè)圖的表示和處理中，如果圖的邊數(shù)相對(duì)較少，并且需要快速判斷兩個(gè)頂點(diǎn)之間是否存在邊，以下哪種圖的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)可能是最優(yōu)的？（）A.鄰接矩陣，直觀表示頂點(diǎn)之間的關(guān)系B.鄰接表，節(jié)省存儲(chǔ)空間C.十字鏈表，方便進(jìn)行頂點(diǎn)和邊的操作D.邊集數(shù)組，集中存儲(chǔ)邊的信息二、簡答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）解釋插入排序算法在基本有序和完全無序情況下的性能差異，說明其適用場(chǎng)景和優(yōu)化方法。2、（本題5分）詳細(xì)論述在利用二叉樹進(jìn)行先序線索化的過程中，如何建立線索和遍歷線索二叉樹，并給出相應(yīng)的算法步驟和代碼示例。3、（本題5分）對(duì)于一個(gè)具有n個(gè)頂點(diǎn)的無向圖，如何使用廣度優(yōu)先搜索算法計(jì)算各個(gè)頂點(diǎn)的最短路徑長度？4、（本題5分）詳細(xì)闡述在拓?fù)渑判虻男阅軆?yōu)化中，如何減少不必要的比較和操作。三、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）一個(gè)在線投票系統(tǒng)需要對(duì)投票項(xiàng)目和投票人的選擇進(jìn)行管理。投票項(xiàng)目信息包括項(xiàng)目編號(hào)、項(xiàng)目名稱、選項(xiàng)等，投票人信息包括投票人編號(hào)、選擇的選項(xiàng)等。這些信息以線段樹的形式存儲(chǔ)。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)算法實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）統(tǒng)計(jì)某個(gè)投票項(xiàng)目各個(gè)選項(xiàng)的票數(shù)；（2）新增一個(gè)投票項(xiàng)目；（3）修改投票人的選擇；（4）查詢票數(shù)最多的選項(xiàng)。分析算法的時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。3、（本題5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。4、（本題5分）一個(gè)圖書館的圖書采購管理系統(tǒng)需要存儲(chǔ)采購計(jì)劃的信息，如采購編號(hào)、圖書名稱、作者、出版社、預(yù)計(jì)采購數(shù)量、采購進(jìn)度等。系統(tǒng)要支持快速查找特定采購計(jì)劃、按照預(yù)計(jì)采購數(shù)量對(duì)計(jì)劃進(jìn)行排序、新增采購計(jì)劃、修改采購進(jìn)度、取消采購計(jì)劃。請(qǐng)確定恰當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并詳細(xì)闡述算法和代碼實(shí)現(xiàn)，以及性能優(yōu)化策略。5、（本題5分）某公司的員工管理系統(tǒng)需要存儲(chǔ)員工的個(gè)人信息，如姓名、工號(hào)、部門、職位、薪資等。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲(chǔ)員工信息，支持按部門、職位等條件進(jìn)行快速查詢和排序，并能夠方便地進(jìn)行員工信息的添加、刪除和修改操作。四、設(shè)計(jì)題（本大題共4個(gè)小題，共40分)1、（本題10分）給定一個(gè)整數(shù)數(shù)組，設(shè)計(jì)算法找出其中連續(xù)子數(shù)組的最大乘積。2、（本題10分）設(shè)計(jì)一個(gè)哈希表，