學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁南通理工學(xué)院

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)》2023-2024學(xué)年第二學(xué)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20個小題，每小題1分，共20分．在每小題給出的四個選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、棧是一種特殊的線性表，其操作遵循后進(jìn)先出的原則。在實(shí)際應(yīng)用中，棧有著廣泛的用途。以下關(guān)于棧的敘述中，不正確的是（）A.?？梢杂糜诒磉_(dá)式求值B.?？梢杂脕韺?shí)現(xiàn)遞歸函數(shù)的調(diào)用C.棧的存儲結(jié)構(gòu)只能是順序存儲D.棧頂元素是最后入棧的元素，也是最先出棧的元素2、設(shè)計一個基于PLC的自動化生產(chǎn)線控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對物料輸送、加工、裝配等環(huán)節(jié)的順序控制和故障報警。3、設(shè)計一個圖像處理中的圖像質(zhì)量主觀評價實(shí)驗(yàn)方案，包括評價人員的選擇和評價標(biāo)準(zhǔn)的制定。4、設(shè)計一個基于數(shù)字邏輯的搶答器系統(tǒng)，能夠準(zhǔn)確判斷多個選手的搶答順序，并進(jìn)行顯示和報警。5、設(shè)計一個溫度傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)分析電路，能夠?qū)囟葌鞲衅骶W(wǎng)絡(luò)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，并且具有預(yù)警功能。6、隊(duì)列也是一種常見的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，遵循先進(jìn)先出的原則。在計算機(jī)系統(tǒng)中，很多地方都會用到隊(duì)列，比如打印機(jī)的任務(wù)隊(duì)列、操作系統(tǒng)的進(jìn)程調(diào)度隊(duì)列等。假設(shè)有一個隊(duì)列，初始為空，然后依次進(jìn)行入隊(duì)操作：1、2、3、4?，F(xiàn)在要進(jìn)行兩次出隊(duì)操作，那么出隊(duì)的元素依次是：（）A.1、2B.2、3C.1、3D.3、47、設(shè)計一個基于ZigBee技術(shù)的智能電表抄表系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動抄表和數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。8、哈夫曼樹是一種最優(yōu)二叉樹，常用于數(shù)據(jù)壓縮。以下關(guān)于哈夫曼樹的特點(diǎn)，錯誤的是（）A.帶權(quán)路徑長度最小B.沒有度為1的節(jié)點(diǎn)C.權(quán)值越大的節(jié)點(diǎn)離根節(jié)點(diǎn)越近D.哈夫曼樹的構(gòu)建過程是唯一的9、根據(jù)數(shù)字信號處理理論，設(shè)計一個視頻壓縮編碼的硬件加速模塊，提高視頻處理速度。10、假設(shè)要實(shí)現(xiàn)一個優(yōu)先隊(duì)列，其中元素的優(yōu)先級可以動態(tài)改變，并且能夠快速調(diào)整隊(duì)列的順序。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以滿足這樣的需求？（）A.二叉堆B.斐波那契堆C.二項(xiàng)堆D.左偏樹11、利用數(shù)字電路技術(shù)，設(shè)計一個智能公交站牌系統(tǒng)，顯示車輛實(shí)時位置和預(yù)計到達(dá)時間。12、假設(shè)要實(shí)現(xiàn)一個字典數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，支持快速的插入、刪除和查找操作，并且能夠存儲大量的數(shù)據(jù)。以下哪種實(shí)現(xiàn)方式可能是最優(yōu)的？（）A.基于鏈表的實(shí)現(xiàn)B.基于數(shù)組的實(shí)現(xiàn)C.基于哈希表的實(shí)現(xiàn)D.基于樹的實(shí)現(xiàn)13、根據(jù)傳感器技術(shù)，設(shè)計一個用于室內(nèi)空氣質(zhì)量監(jiān)測的氣體傳感器系統(tǒng)，能夠檢測甲醛、苯等有害氣體濃度。14、設(shè)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(jìn)行調(diào)制，并準(zhǔn)確解調(diào)恢復(fù)出原始信號，詳細(xì)說明設(shè)計方案和實(shí)現(xiàn)過程。15、設(shè)計一個基于數(shù)字電位器的音量控制系統(tǒng)，能夠通過按鍵或旋轉(zhuǎn)編碼器調(diào)節(jié)音量大小。16、設(shè)計一個基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能停車場管理系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)車位檢測、車輛引導(dǎo)和收費(fèi)管理等功能。17、利用傳感器設(shè)計一個自動照明控制系統(tǒng)，根據(jù)環(huán)境光線強(qiáng)度自動控制燈光的開啟和關(guān)閉，并可以調(diào)節(jié)燈光亮度。18、根據(jù)通信原理，設(shè)計一個數(shù)字對講機(jī)的語音加密系統(tǒng)，保障通信內(nèi)容的安全性。19、假設(shè)正在設(shè)計一個資源分配系統(tǒng)，需要管理有限的資源，并根據(jù)請求的優(yōu)先級和時間進(jìn)行分配。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以有效地支持資源的分配和管理？（）A.最小堆，獲取最小優(yōu)先級的請求B.最大堆，處理最高優(yōu)先級的請求C.鏈表，順序分配資源D.數(shù)組，通過索引分配資源20、設(shè)計一個帶通有源濾波器電路，中心頻率為1kHz，帶寬為200Hz，通帶增益為5倍，通帶波紋小于0.8dB，阻帶衰減不小于40dB，輸入信號頻率范圍為0-2kHz。二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）詳細(xì)論述在利用堆進(jìn)行優(yōu)先級隊(duì)列操作時，如何支持修改元素的優(yōu)先級，并給出具體的算法步驟和代碼實(shí)現(xiàn)。2、（本題5分）深入分析在一個具有n個頂點(diǎn)和e條邊的無向圖中，采用鄰接矩陣和鄰接表存儲時的空間復(fù)雜度，并舉例說明在何種情況下選擇哪種存儲方式更優(yōu)。3、（本題5分）論述如何使用線段樹解決區(qū)間最值更新問題，分析其時間復(fù)雜度。4、（本題5分）描述二叉樹的遍歷算法在二叉樹的最近公共祖先問題中的應(yīng)用。5、（本題5分）詳細(xì)闡述在利用二叉搜索樹進(jìn)行查找操作時，如何優(yōu)化查找效率，以及在不平衡情況下如何進(jìn)行調(diào)整。三、設(shè)計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）分析AVL樹平衡調(diào)整操作對樹結(jié)構(gòu)和性能的長期影響，提出優(yōu)化建議。2、（本題5分）設(shè)計一個程序，使用鏈表實(shí)現(xiàn)隊(duì)列的復(fù)制功能，輸入一個隊(duì)列進(jìn)行復(fù)制并展示結(jié)果。3、（本題5分）實(shí)現(xiàn)一個算法，計算一個圖的歐拉回路。4、（本題5分）設(shè)計一個程序，使用二叉樹結(jié)構(gòu)存儲音樂文件的信息（如歌名、歌手、時長），實(shí)現(xiàn)按照時長進(jìn)行查找和排序。5、（本題5分）設(shè)計一個程序，以二叉樹的形式表示游戲中的角色技能樹，實(shí)現(xiàn)技能的查找和升級路徑展示功能。四、綜合題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）某航空公司的訂票系統(tǒng)需要對航班信息和乘客訂票情況進(jìn)行管理。航班信息包括航班號、起降時間、起降地點(diǎn)、座位數(shù)量等，乘客訂票信息包括乘客姓名、身份證號、航班號、座位號等。這些信息以哈希表和鏈表的組合形式存儲。請?jiān)O(shè)計算法實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）查詢某個航班的剩余座位數(shù)量；（2）為乘客預(yù)訂指定航班的座位；（3）取消乘客的訂票；（4）統(tǒng)計每個航班的訂票人數(shù)。分析算法的時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。2、（本題10分）假設(shè)一個在線投票系統(tǒng)需要記錄投票主題、選項(xiàng)和投票人的投票情況。投票主題包括主題ID、主題名稱、開始時間、結(jié)束時間，選項(xiàng)包括選項(xiàng)ID、主題ID、選項(xiàng)內(nèi)容，投票情況包括投票人ID、主題ID、選項(xiàng)ID。請?jiān)O(shè)計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲這些數(shù)據(jù)，能夠快速統(tǒng)計每個選項(xiàng)的票數(shù)、查詢投票結(jié)果、防止重復(fù)投票，并在投票結(jié)