湖南农业大学《数据结构与算法（Python）》2022-2023学年第一学期期末试卷

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2022-2023学年第一学期期末试卷院(系)_______班级_______学号_______姓名_______题号一二三四总分得分批阅人一、单选题（本大题共15个小题，每小题1分，共15分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．）1、设计一个音频功率放大器，采用甲乙类放大方式，输出功率为50W，负载为8Ω，给出电路原理图和元件参数选择。2、设计一个程控滤波器，带宽和中心频率可程控调节，给出电路实现和控制逻辑。3、归并排序是一种基于分治思想的排序算法。以下关于归并排序的叙述，错误的是：（）A.归并排序将待排序序列分成若干个子序列，然后将子序列合并成有序序列B.归并排序在最坏、平均和最好情况下的时间复杂度均为O(nlogn)C.归并排序是一种稳定的排序算法D.归并排序的空间复杂度较高4、设计一个数字信号调制解调多模式电路，能够支持多种调制解调方式，提高通信的灵活性。5、在数据结构的应用中，假设需要存储和操作一个学生成绩的集合，并且能够快速查找某个学生的成绩、计算平均成绩等操作。以下哪种数据结构可能是最合适的（）A.栈B.队列C.二叉搜索树D.哈希表6、设计一个基于光电传感器的自动门控制系统，当有人靠近时自动开门，一段时间后自动关门。7、在一个实时操作系统中，任务调度是一个关键问题，需要根据任务的优先级、截止时间等因素进行快速的调度决策。以下哪种数据结构和算法常用于实时任务调度？（）A.优先级队列和调度算法B.栈和后进先出调度C.队列和先进先出调度D.集合和随机调度8、设计一个低通椭圆滤波器电路，截止频率为1kHz，通带波纹小于0.5dB，阻带衰减不小于60dB，输入信号频率范围为0-5kHz。9、对一组数据进行排序，以下哪种排序算法在最坏情况下的时间复杂度最低？（）A.冒泡排序B.插入排序C.选择排序D.归并排序10、在一个字符串处理程序中，需要快速判断一个字符串是否是另一个字符串的子串。以下哪种算法和数据结构的组合可能是最有效的？（）A.暴力匹配算法，使用数组存储字符串B.KMP算法，基于有限自动机原理C.哈希算法，将字符串映射为哈希值D.二分查找算法，在有序字符串中查找11、设计一个基于数字信号处理器（DSP）的音频滤波系统，能够实现对音频信号的低通、高通、带通和带阻滤波，滤波参数可调节。12、设计一个液晶显示的驱动电源，能够提供稳定的电压和电流，具有过压、过流保护功能。13、设计一个电子密码锁电路，要求具有密码设置、密码输入、密码验证和开锁功能，密码长度为6位数字。14、设计一个温度控制系统扩展电路，能够增加温度控制的精度和稳定性，并且具有远程控制功能。15、设计一个通信系统信道编码的性能评估方案，包括不同编码方式的误码率测试和纠错能力分析。二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）论述在哈希表中，当冲突发生时，如何选择合适的冲突解决方法以提高性能。2、（本题5分）对于一个用顺序存储的完全二叉树，说明如何通过数组下标快速确定节点的父节点、左子节点和右子节点的位置。3、（本题5分）分析在字符串匹配中，基于字典树的改进算法和应用。4、（本题5分）分析在数据结构中，如何利用堆进行Top-K问题的求解。三、综合题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）某外卖配送平台需要根据骑手的位置和订单信息进行任务分配，确保高效配送。设计合适的数据结构和算法，实现订单的合理分配和配送路径规划。2、（本题5分）某在线游戏的道具管理系统需要记录道具信息、玩家拥有情况和道具交易记录。道具信息包括道具ID、道具名称、道具描述、道具价值，玩家拥有情况包括玩家ID、道具ID、数量，道具交易记录包括交易ID、买家ID、卖家ID、道具ID、交易时间、交易价格。请设计数据结构来管理道具数据，实现道具的查询、玩家道具的管理、道具交易的处理，并统计道具的流通情况。3、（本题5分）某电商仓库的货物管理系统需要记录货物的信息，包括货物编号、货物名称、货物类别、库存数量、存放位置等。请设计数据结构来存储货物数据，实现货物的快速查找、库存盘点、位置调整，并统计各类货物的库存数量。4、（本题5分）某小区的物业管理系统需要存储房屋信息，如房屋编号、业主姓名、房屋面积、物业费缴纳情况等。系统要能够快速查找特定房屋、按照房屋面积对房屋进行排序、新增房屋、修改业主信息、催缴物业费。请设计合适的数据结构和算法，并给出代码实现和性能评估。5、（本题5分）某在线音乐教学平台需要记录课程信息、学生信息、学习进度、作业完成情况等。设计数据结构来支持教学过程的管理，实现课程安排、学生学习情况跟踪、作业批改和成绩统计，能够为学生提供个性化的学习方案。四、设计题（本大题共4个小题，共40分)1、（本题10分）设计一个程序，使用普里姆算法和克鲁斯卡尔算法分别构建给定无向图的最小生成树，并比较结果。2、（本题10分）设计一个程序，利用后缀树和优先队列的结合，快速找出文本中长度大于给定值的所有子串。3、（本题