自覺(jué)遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無(wú)效密自覺(jué)遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無(wú)效密封線(xiàn)第1頁(yè)，共3頁(yè)江蘇工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)Ⅰ》2025-2026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)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共20個(gè)小題，每小題1分，共20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、假設(shè)在一個(gè)算法競(jìng)賽中，需要在有限的時(shí)間內(nèi)解決一個(gè)涉及大量數(shù)據(jù)處理和復(fù)雜邏輯的問(wèn)題。在選擇數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)時(shí)，以下哪個(gè)因素通常是最關(guān)鍵的考慮因素？（）A.空間復(fù)雜度B.時(shí)間復(fù)雜度C.代碼實(shí)現(xiàn)的難度D.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的通用性2、利用模擬電路技術(shù)，設(shè)計(jì)一個(gè)用于醫(yī)療儀器的精密電流源，提供穩(wěn)定、精確的電流輸出。3、設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)字邏輯的電梯控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電梯的上下運(yùn)行、樓層?？亢统貓?bào)警等功能。4、設(shè)計(jì)一個(gè)基于ARM的嵌入式圖像識(shí)別系統(tǒng)，能夠?qū)μ囟繕?biāo)進(jìn)行識(shí)別和分類(lèi)，闡述系統(tǒng)的硬件架構(gòu)和算法實(shí)現(xiàn)。5、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字鑒相器，能夠測(cè)量?jī)蓚€(gè)輸入信號(hào)的相位差，精度達(dá)到1度，給出電路結(jié)構(gòu)和工作原理。6、設(shè)計(jì)一個(gè)用于工業(yè)機(jī)器人的力傳感器接口電路，能夠準(zhǔn)確測(cè)量力和力矩信息，給出電路設(shè)計(jì)和信號(hào)處理方法。7、隊(duì)列也是一種特殊的線(xiàn)性表，與棧的操作原則不同。以下關(guān)于隊(duì)列的描述，錯(cuò)誤的是：（）A.隊(duì)列遵循先進(jìn)先出（FIFO）原則，即最先入隊(duì)的元素最先出隊(duì)B.環(huán)形隊(duì)列可以有效地解決順序隊(duì)列中假溢出的問(wèn)題，提高存儲(chǔ)空間的利用率C.隊(duì)列在任務(wù)調(diào)度、消息傳遞、緩沖區(qū)管理等方面有重要作用D.隊(duì)列的插入和刪除操作只能在隊(duì)頭和隊(duì)尾進(jìn)行，不能在隊(duì)列中間進(jìn)行，且其操作效率總是低于棧8、設(shè)計(jì)一個(gè)基于STM8S的智能家電控制器，能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程控制和智能場(chǎng)景切換，給出硬件電路和通信協(xié)議。9、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用中，?？梢杂糜诒磉_(dá)式求值。對(duì)于中綴表達(dá)式轉(zhuǎn)后綴表達(dá)式的過(guò)程，以下描述錯(cuò)誤的是（）A.操作數(shù)直接輸出B.遇到左括號(hào)時(shí)入棧C.遇到右括號(hào)時(shí)，將棧頂元素依次彈出，直到遇到左括號(hào)D.運(yùn)算符的優(yōu)先級(jí)不會(huì)影響轉(zhuǎn)換過(guò)程10、設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)環(huán)境溫度，并通過(guò)控制加熱或制冷設(shè)備將溫度穩(wěn)定在設(shè)定范圍內(nèi)，給出硬件電路和軟件程序設(shè)計(jì)。11、設(shè)計(jì)一個(gè)用于工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)點(diǎn)位控制、軌跡規(guī)劃和速度控制，說(shuō)明控制算法和驅(qū)動(dòng)器選型。12、考慮一個(gè)在線(xiàn)游戲排行榜系統(tǒng)，需要實(shí)時(shí)更新玩家的得分和排名，并能夠快速地獲取前幾名玩家的信息。對(duì)于這樣的需求，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法的結(jié)合是最恰當(dāng)?shù)?？（）A.快速排序和數(shù)組，實(shí)現(xiàn)得分排序和排名更新B.歸并排序和鏈表，處理玩家得分?jǐn)?shù)據(jù)C.插入排序和棧，更新玩家排名D.堆排序和優(yōu)先隊(duì)列，高效維護(hù)排行榜13、二叉搜索樹(shù)是一種特殊的二叉樹(shù)，在查找和操作上具有一定的優(yōu)勢(shì)。對(duì)于二叉搜索樹(shù)的特點(diǎn)，以下描述哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.左子樹(shù)上所有節(jié)點(diǎn)的值均小于根節(jié)點(diǎn)的值，右子樹(shù)上所有節(jié)點(diǎn)的值均大于根節(jié)點(diǎn)的值B.中序遍歷二叉搜索樹(shù)可以得到一個(gè)有序的序列C.插入、刪除和查找操作在平均情況下的時(shí)間復(fù)雜度均為O(logn)，其中n是節(jié)點(diǎn)數(shù)量D.二叉搜索樹(shù)一定是平衡的，即左右子樹(shù)的高度差不超過(guò)114、設(shè)計(jì)一個(gè)基于傳感器的智能火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)環(huán)境中的煙霧濃度和溫度，當(dāng)達(dá)到報(bào)警閾值時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)。15、選擇排序也是一種基本的排序算法。以下關(guān)于選擇排序的描述，錯(cuò)誤的是（）A.每一輪從待排序序列中選擇最小的元素，放到已排序序列的末尾B.選擇排序的時(shí)間復(fù)雜度為O(n2)，但在某些情況下比冒泡排序性能好C.選擇排序是一種不穩(wěn)定的排序算法D.選擇排序不需要額外的存儲(chǔ)空間，空間復(fù)雜度為O(1)16、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，阻帶衰減大于40dB，采用無(wú)源或有源濾波器實(shí)現(xiàn)，并比較兩者的優(yōu)缺點(diǎn)。17、運(yùn)用通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，設(shè)計(jì)一個(gè)企業(yè)內(nèi)部局域網(wǎng)，滿(mǎn)足多臺(tái)計(jì)算機(jī)之間的高速數(shù)據(jù)傳輸和資源共享需求。18、設(shè)計(jì)一個(gè)通信系統(tǒng)擴(kuò)頻模塊的性能測(cè)試方案，包括擴(kuò)頻增益、抗干擾能力等指標(biāo)的測(cè)量。19、設(shè)計(jì)一個(gè)射頻識(shí)別系統(tǒng)中的防碰撞算法實(shí)現(xiàn)方案，分析算法的效率和系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間。20、設(shè)計(jì)一個(gè)無(wú)線(xiàn)通信中的頻譜感知性能評(píng)估系統(tǒng)，包括檢測(cè)概率和虛警概率等指標(biāo)。二、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）詳細(xì)闡述最小生成樹(shù)的概念，分別說(shuō)明普里姆算法和克魯斯卡爾算法構(gòu)造最小生成樹(shù)的基本步驟和特點(diǎn)。2、（本題5分）論述如何使用動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法解決最長(zhǎng)上升子序列問(wèn)題。3、（本題5分）詳細(xì)說(shuō)明在一個(gè)具有n個(gè)頂點(diǎn)和e條邊的帶權(quán)無(wú)向圖中，如何使用克魯斯卡爾算法構(gòu)造最小生成樹(shù)，并分析算法的時(shí)間復(fù)雜度。4、（本題5分）詳細(xì)說(shuō)明如何在一個(gè)有向圖中進(jìn)行拓?fù)渑判虻牟⑿兴惴ǎo出算法步驟和實(shí)現(xiàn)代碼，并分析其性能優(yōu)勢(shì)。5、（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。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)程序，用鄰接矩陣表示一個(gè)帶權(quán)無(wú)向圖，實(shí)現(xiàn)A*算法求最短路徑。2、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，使用堆排序算法對(duì)一個(gè)結(jié)構(gòu)體數(shù)組進(jìn)行排序，結(jié)構(gòu)體包含學(xué)生的姓名和成績(jī)。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)基于鏈表的棧結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)入棧、出棧和獲取棧頂元素的操作。4、（本題5分）研究伸展樹(shù)在頻繁隨機(jī)插入和刪除操作下的性能，設(shè)計(jì)優(yōu)化方案。5、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)算法，在一個(gè)有向圖中，找出所有頂點(diǎn)的入度和出度。四、綜合題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）在一個(gè)社交媒體平臺(tái)中，需要管理用戶(hù)的關(guān)注關(guān)系和發(fā)布的動(dòng)態(tài)信息。設(shè)計(jì)一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)用戶(hù)之間的關(guān)注關(guān)系和動(dòng)態(tài)信息，支持快速查詢(xún)用戶(hù)的關(guān)注者和被關(guān)注者列表，以及獲取用戶(hù)發(fā)布的最新動(dòng)態(tài)，并能夠高效地推送動(dòng)態(tài)給關(guān)注者。2、（本題10分）在一個(gè)在線(xiàn)考試培訓(xùn)系統(tǒng)中，需要管理課程資料、練習(xí)題、模擬考試和學(xué)員成績(jī)等。設(shè)計(jì)一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)這些信息，支持課程資料的上傳和更新，練習(xí)題和模擬考試的生成和批改，學(xué)員成績(jī)的統(tǒng)計(jì)和分析，并能夠根據(jù)學(xué)員的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行針對(duì)性的輔導(dǎo)和建議