站名：站名：年級專業(yè)：姓名：學號：凡年級專業(yè)、姓名、學號錯寫、漏寫或字跡不清者，成績按零分記?！堋狻€…………第1頁，共1頁朔州陶瓷職業(yè)技術學院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法（C描述）》

2023-2024學年第二學期期末試卷題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共25個小題，每小題1分，共25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、設計一個基于光電傳感器的自動門控制系統(tǒng)，當有人靠近時自動開門，一段時間后自動關門。2、假設要對一組整數(shù)進行排序，這些整數(shù)的范圍較小（例如0到100），并且數(shù)據(jù)量較大。以下哪種排序算法在這種情況下可能表現(xiàn)最佳？（）A.冒泡排序B.插入排序C.快速排序D.計數(shù)排序3、設計一個光通信收發(fā)系統(tǒng)，包括光源的驅(qū)動電路、光探測器的接收電路以及信號處理電路，評估系統(tǒng)的性能指標。4、設計一個射頻電路中的功率放大器，工作在特定頻段，具有較高的輸出功率和效率，進行穩(wěn)定性分析。5、設計一個基于單片機的電子秤系統(tǒng)，能夠準確測量物體的重量，測量范圍為0-10kg，精度為1g。6、設計一個基于運放的音頻前置放大器，具有高輸入阻抗、低噪聲和一定的增益，用于提升音頻信號質(zhì)量。7、設計一個集成電路制造中光刻膠的選擇和涂覆工藝優(yōu)化方案，提高光刻質(zhì)量。8、考慮到一個航班預訂系統(tǒng)，需要快速查找和預訂特定日期和航線的航班座位。同時，還需要能夠根據(jù)座位的可用性進行靈活的分配和調(diào)整。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)能夠滿足這樣復雜的需求？（）A.線段樹B.二叉堆C.哈希表結(jié)合鏈表D.跳表結(jié)合平衡樹9、設計一個通信系統(tǒng)中的數(shù)字調(diào)制與解調(diào)電路，支持ASK、FSK、PSK等調(diào)制方式，能夠?qū)斎氲臄?shù)字信號進行調(diào)制，并準確解調(diào)恢復出原始信號，詳細說明設計方案和實現(xiàn)過程。10、設計一個基于LDO的低壓差線性穩(wěn)壓器，輸出電壓為3.3V，最大輸出電流為1A，給出電路原理圖和性能分析。11、假設要實現(xiàn)一個優(yōu)先級隊列，其中元素的優(yōu)先級可以動態(tài)改變。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和操作組合最適合？（）A.最大堆和堆調(diào)整操作B.最小堆和堆刪除操作C.鏈表和排序操作D.數(shù)組和插入排序操作12、在查找算法中，順序查找適用于各種情況。以下關于順序查找的描述，不正確的是：（）A.順序查找從數(shù)組的第一個元素開始，依次比較每個元素B.順序查找的時間復雜度為O(n)C.順序查找適用于有序和無序的數(shù)組D.順序查找在元素較多的情況下效率很高13、跳表是一種基于鏈表的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。關于跳表的特點，以下描述哪一項是不正確的？（）A.跳表通過在鏈表中增加多層索引來提高查找效率B.插入和刪除操作在平均情況下的時間復雜度為O(logn)C.跳表的空間復雜度比普通鏈表高，但低于平衡二叉搜索樹D.跳表的性能不受數(shù)據(jù)分布的影響，始終保持較好的查找效率14、設計一個基于FPGA的視頻流處理系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)視頻的壓縮、傳輸和顯示，闡述硬件設計和視頻處理算法。15、設計一個基于單片機的太陽能充電控制器，能夠?qū)崿F(xiàn)對太陽能電池板的最大功率跟蹤和蓄電池的充電管理。16、堆是一種特殊的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，常用于實現(xiàn)優(yōu)先隊列。關于堆的性質(zhì)和操作，以下描述哪一項是不正確的？（）A.堆分為最大堆和最小堆，最大堆中父節(jié)點的值大于子節(jié)點的值，最小堆中父節(jié)點的值小于子節(jié)點的值B.可以使用數(shù)組來實現(xiàn)堆，通過特定的公式計算節(jié)點的位置C.向堆中插入一個元素和刪除堆頂元素的時間復雜度均為O(logn)，其中n是堆中元素的數(shù)量D.堆排序是基于堆的一種排序算法，其時間復雜度為O(n^2)17、設計一個衛(wèi)星通信系統(tǒng)中上行鏈路和下行鏈路的功率分配方案，考慮鏈路預算和干擾情況。18、設計一個基于ARM的工業(yè)控制計算機，實現(xiàn)對工業(yè)生產(chǎn)過程的實時監(jiān)控和控制，描述計算機的硬件架構(gòu)和軟件系統(tǒng)。19、設計一個電子血壓計數(shù)據(jù)分析電路，能夠?qū)ρ獕河嫓y量的數(shù)據(jù)進行分析和統(tǒng)計，為醫(yī)療診斷提供參考。20、設計一個基于物聯(lián)網(wǎng)技術的智能物流跟蹤系統(tǒng)，能夠?qū)崟r跟蹤貨物的位置和狀態(tài)，提供物流信息查詢服務。21、設計一個數(shù)字信號編碼方案，如曼徹斯特編碼或差分曼徹斯特編碼，分析編碼效率和抗干擾能力。22、設計一個音頻放大器噪聲抑制電路，能夠降低放大器的噪聲水平，提高音頻質(zhì)量。23、設計一個基于單片機的太陽能路燈控制器，根據(jù)光照和時間自動控制路燈的開關和亮度。24、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的實現(xiàn)可以使用多種編程語言。以下關于不同編程語言中數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)的特點，不正確的是：（）A.C語言實現(xiàn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)通常需要手動管理內(nèi)存B.Java中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)具有自動內(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)的實現(xiàn)原理和效果完全相同25、想象一個需要對大量浮點數(shù)進行排序的任務，并且要求排序的穩(wěn)定性（即相同值的元素相對順序保持不變）。以下哪種排序算法可能是最合適的？（）A.冒泡排序，穩(wěn)定但效率低B.快速排序，不穩(wěn)定，效率較高C.歸并排序，穩(wěn)定且在大數(shù)據(jù)量時效率較好D.選擇排序，不穩(wěn)定且效率一般二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）什么是二叉搜索樹的迭代器實現(xiàn)？如何實現(xiàn)二叉搜索樹的迭代器？2、（本題5分）論述如何使用堆優(yōu)化迪杰斯特拉算法求解單源最短路徑問題的性能。3、（本題5分）數(shù)組的排序算法有哪些？分別闡述它們的時間復雜度和空間復雜度。4、（本題5分）對于一個用鏈表實現(xiàn)的棧，如何實現(xiàn)獲取棧中元素的最大值操作，要求時間復雜度為O(1)，給出算法思路和實現(xiàn)代碼。三、設計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設計一個基于數(shù)組的循環(huán)隊列，實現(xiàn)插入、刪除和獲取隊列長度的操作。2、（本題5分）設計一個程序，使用雙向鏈表存儲一組結(jié)構(gòu)體（包含商品的名稱和價格），實現(xiàn)按照價格降序排列。3、（本題5分）設計一個程序，利用線段樹和優(yōu)先隊列的結(jié)合，處理多個區(qū)間的最大覆蓋問題。4、（本題5分）設計一個程序，使用雙向鏈表存儲一組字符串，實現(xiàn)字符串的合并和排序。5、（本題5分）研究線段樹在處理動態(tài)插入和刪除區(qū)間時的困難，提出解決方案。四、綜合題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）假設一個電商平臺要進行促銷活動，需要根據(jù)用戶的購買歷史和瀏覽記錄為其推薦相關商品。請設計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲用戶的行為數(shù)據(jù)，并實現(xiàn)推薦算法，能夠快速為用戶生成個性化的商品推薦列表。2、（本題10分）一個在線圖書館系統(tǒng)需要管理大量的圖書信息，包括書名、作者、ISBN號、出版年份、館藏數(shù)量等。設計一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲這些圖書信息，實現(xiàn)圖書的添加、刪除、查找、借閱和歸還操作，并能夠快速統(tǒng)計各類圖書的