自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁商丘醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)校

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法》2023-2024學(xué)年第一學(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、利用電力電子技術(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)交流-直流變換器（AC-DCConverter），實(shí)現(xiàn)將交流電源轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的直流電源輸出。2、設(shè)計(jì)一個(gè)音頻混音器電路，能夠?qū)⒍嗦芬纛l信號(hào)混合輸出，給出電路結(jié)構(gòu)和參數(shù)調(diào)整方法。3、設(shè)計(jì)一個(gè)基于D/A轉(zhuǎn)換器的正弦波信號(hào)發(fā)生器電路，輸出頻率范圍為10Hz-10kHz，幅度可調(diào)，失真度小于5%。4、假設(shè)要開發(fā)一個(gè)文本編輯軟件，需要實(shí)現(xiàn)撤銷和重做功能，能夠記錄用戶的一系列操作并在需要時(shí)進(jìn)行回退或恢復(fù)。為了實(shí)現(xiàn)這一功能，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是最適合的？（）A.環(huán)形緩沖區(qū)B.棧C.隊(duì)列D.雙端隊(duì)列5、二叉搜索樹是一種特殊的二叉樹，具有特定的性質(zhì)。對(duì)于二叉搜索樹的特點(diǎn)和操作，以下說法錯(cuò)誤的是（）A.左子樹上所有節(jié)點(diǎn)的值均小于根節(jié)點(diǎn)的值B.右子樹上所有節(jié)點(diǎn)的值均大于根節(jié)點(diǎn)的值C.插入和查找操作的平均時(shí)間復(fù)雜度為O(logn)D.二叉搜索樹一定是完全二叉樹6、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)。7、在選擇排序算法時(shí)，需要考慮多種因素，如數(shù)據(jù)規(guī)模、數(shù)據(jù)特點(diǎn)、時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度等。對(duì)于一個(gè)基本有序的數(shù)組，以下哪種排序算法的性能較好：（）A.冒泡排序B.快速排序C.插入排序D.選擇排序8、設(shè)計(jì)一個(gè)太陽能充電控制器，能夠?qū)?2V的蓄電池進(jìn)行充電管理，實(shí)現(xiàn)過充、過放保護(hù)，描述電路原理和控制策略。9、考慮隊(duì)列這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它遵循先進(jìn)先出的原則。假設(shè)一個(gè)銀行需要管理客戶的排隊(duì)等待服務(wù)，每個(gè)客戶按照到達(dá)的順序接受服務(wù)。為了有效地組織和管理客戶的等待過程，以下關(guān)于隊(duì)列的操作，哪個(gè)是最關(guān)鍵的（）A.隨機(jī)刪除隊(duì)列中的元素B.在隊(duì)列中間插入新的客戶C.讀取隊(duì)列頭部的客戶信息D.對(duì)隊(duì)列中的元素進(jìn)行排序10、在使用鏈表實(shí)現(xiàn)棧的操作時(shí)，假設(shè)需要彈出棧頂元素。以下關(guān)于鏈表?xiàng)５牟僮?，哪個(gè)是正確的（）A.直接刪除鏈表的頭節(jié)點(diǎn)B.從鏈表的尾部刪除節(jié)點(diǎn)C.遍歷鏈表找到棧頂節(jié)點(diǎn)并刪除D.以上操作都不正確11、設(shè)計(jì)一個(gè)音頻功率放大器保護(hù)電路，能夠在功放出現(xiàn)故障時(shí)自動(dòng)切斷電源，保護(hù)揚(yáng)聲器和功放電路。12、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）音頻處理電路，能夠?qū)崿F(xiàn)音頻信號(hào)的混音、特效等處理功能。13、運(yùn)用通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，設(shè)計(jì)一個(gè)遠(yuǎn)程醫(yī)療手術(shù)示教系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)高清視頻和數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸。14、設(shè)計(jì)一個(gè)音頻均衡器擴(kuò)展電路，能夠增加均衡器的頻段數(shù)量和調(diào)節(jié)精度，并且具有預(yù)設(shè)模式。15、設(shè)計(jì)一個(gè)低通濾波器電路，截止頻率為1kHz，通帶波紋小于1dB，阻帶衰減不小于40dB，輸入信號(hào)頻率范圍為0-5kHz。16、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)。17、設(shè)計(jì)一個(gè)基于霍爾傳感器的電機(jī)轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)測量電機(jī)的轉(zhuǎn)速并將數(shù)據(jù)顯示出來。18、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字通信中的多址接入方案，如CDMA，實(shí)現(xiàn)多個(gè)用戶的同時(shí)通信，分析系統(tǒng)容量和干擾情況。19、設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)字信號(hào)處理的語音合成系統(tǒng)，能夠?qū)⑽谋巨D(zhuǎn)換為自然流暢的語音。20、設(shè)計(jì)一個(gè)光纖通信系統(tǒng)中光纖的選型方案，考慮傳輸距離、帶寬和成本等因素，進(jìn)行性能和成本評(píng)估。21、設(shè)計(jì)一個(gè)太陽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。22、字典樹（Trie樹）常用于字符串的存儲(chǔ)和查找。假設(shè)我們正在使用字典樹處理字符串集合。以下關(guān)于字典樹的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.字典樹利用字符串的公共前綴來節(jié)省存儲(chǔ)空間和提高查找效率B.插入和查找操作在字典樹中的時(shí)間復(fù)雜度與字符串的長度有關(guān)C.字典樹可以方便地實(shí)現(xiàn)字符串的前綴匹配和搜索功能D.字典樹適合存儲(chǔ)大量短字符串，對(duì)于長字符串效果不佳23、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的數(shù)字濾波器，實(shí)現(xiàn)低通、高通、帶通和帶阻濾波功能，給出設(shè)計(jì)過程和資源利用分析。24、設(shè)計(jì)一個(gè)太陽能充電控制器，能夠?qū)μ柲茈姵匕宓妮敵鲞M(jìn)行控制和管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)蓄電池的有效充電和保護(hù)。25、采用模擬電子技術(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，能夠通過改變輸入電壓實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)，并保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。二、簡答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）詳細(xì)說明在字符串的模式匹配優(yōu)化中，如何利用后綴樹或后綴數(shù)組提高效率。2、（本題5分）在一個(gè)具有n個(gè)頂點(diǎn)的無向圖中，如何判斷兩個(gè)頂點(diǎn)之間是否存在簡單路徑，給出一種有效的算法并分析其時(shí)間復(fù)雜度。3、（本題5分）闡述在堆排序算法中，如何構(gòu)建初始堆以及如何進(jìn)行排序過程中的調(diào)整操作。4、（本題5分）解釋什么是線索二叉樹，并說明其作用和建立線索二叉樹的方法。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)算法，利用哈希表存儲(chǔ)電話號(hào)碼和對(duì)應(yīng)的聯(lián)系人姓名，實(shí)現(xiàn)快速查找和刪除。2、（本題5分）以鏈表為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)一個(gè)書店庫存管理系統(tǒng)，支持圖書的進(jìn)貨、銷售和庫存盤點(diǎn)。3、（本題5分）基于跳表和并查集的組合，設(shè)計(jì)一個(gè)程序，解決朋友圈的好友關(guān)系查詢問題。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)基于鏈表的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用于存儲(chǔ)學(xué)生的信息（學(xué)號(hào)、姓名、成績），實(shí)現(xiàn)添加、刪除、查找和修改學(xué)生信息的功能。5、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，使用堆結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì)一組項(xiàng)目按照優(yōu)先級(jí)和截止日期進(jìn)行排序。四、綜合題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）假設(shè)一個(gè)視頻網(wǎng)站需要存儲(chǔ)大量的視頻信息和用戶的觀看記錄，視頻信息包括視頻ID、視頻名稱、時(shí)長、上傳者、分類等，觀看記錄包括用戶ID、視頻ID、觀看時(shí)間、觀看進(jìn)度等。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來管理這些數(shù)據(jù)，能夠快速查找視頻、推薦相關(guān)視頻、統(tǒng)計(jì)視頻的觀看次數(shù)，并分析用戶的觀看偏好。2、（本題10分）某城市的公交路線管理系統(tǒng)需要存儲(chǔ)公交路線的信息，如路線編號(hào)、起點(diǎn)站、終點(diǎn)站、途經(jīng)站點(diǎn)、發(fā)車時(shí)間等。系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)快速查找特定路線、按照路線長度對(duì)路線進(jìn)行排序、新增和刪除路線、修改路線的發(fā)車時(shí)間等功能。請(qǐng)確定合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并詳細(xì)描述算法設(shè)計(jì)和代碼實(shí)現(xiàn)，同