江南大学《数据结构课程实验》2021-2022学年第一学期期末试卷

自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密封线第1页，共3页江南大学

《数据结构课程实验》2021-2022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、设计一个基于51单片机的智能安防系统，能够检测门窗的开关状态、人体红外信号，并通过GSM模块发送报警短信。2、设计一个基于Wi-Fi技术的无线视频监控系统，实现视频的采集、传输和实时观看，描述系统的硬件组成和软件实现。3、设计一个基于单片机的智能电表系统，能够准确测量电能消耗，并具有数据存储、远程通信等功能。4、设计一个基于PLC的电梯控制系统，能够实现电梯的上升、下降、停靠、开门、关门等功能，并具备超载报警和故障诊断功能。5、设计一个基于单片机的智能车库照明系统，根据车辆进出自动控制灯光的开启和关闭。6、设计一个简易的智能小车控制系统，能够通过遥控器或自动模式实现前进、后退、转弯等动作，包括电机驱动电路和控制算法设计。7、在数据结构的实际应用中，根据不同的需求选择合适的数据结构非常重要。以下场景中，不适合使用链表的是（）A.需要频繁在表头或表尾进行插入和删除操作B.对数据的随机访问要求较高C.数据量不确定，需要动态分配内存D.存储空间有限，需要节省内存8、设计一个数字电压表，测量范围为0至200V，采用分压电阻实现，精度为1V，说明硬件电路和软件算法。9、运用通信网络原理，设计一个企业数据中心的网络布线方案，确保高速、可靠的数据传输。10、设计一个基于锁相环技术的频率合成器，输出频率范围为100kHz-1GHz，频率分辨率为1kHz。11、设计一个基于单片机的智能灌溉系统，根据土壤湿度和气象条件自动控制灌溉水量和时间。12、二叉堆是一种特殊的二叉树，常用于实现优先队列。假设我们正在使用一个最大堆。以下关于二叉堆的描述，哪一项是不准确的？（）A.最大堆的根节点值是堆中所有节点值中的最大值B.向最大堆中插入一个元素后，需要通过调整保持堆的性质C.最大堆常用于实现排序算法，如堆排序D.二叉堆只能是完全二叉树，不能是不完全二叉树13、设计一个高频功率放大器电路，工作频率在100MHz以上，输出功率不小于10W，效率不低于50%，给出电路结构和调试方法。14、快速排序也是一种常用的排序算法。假设我们正在使用快速排序对数组进行排序。以下关于快速排序的描述，哪一项是不准确的？（）A.快速排序通过选择一个基准元素，将数组分成两部分，然后对这两部分分别排序B.快速排序在平均情况下的时间复杂度为O(nlogn)，但在最坏情况下会退化为O(n^2)C.选择合适的基准元素可以提高快速排序的性能，通常选择数组的中间元素作为基准D.快速排序是一种稳定的排序算法，能够保证相同元素的相对顺序不变15、设计一个数字信号处理中窗函数的选择和应用方案，分析不同窗函数对信号处理结果的影响。二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）详细阐述如何使用基数排序对多位数进行排序，分析其性能优势和适用情况。2、（本题5分）详细说明如何在一个具有n个元素的顺序表中，进行删除操作，并分析其时间复杂度和空间复杂度。3、（本题5分）论述如何使用回溯法解决数独问题，给出算法的核心思想和步骤。4、（本题5分）简述哈希表的负载因子是什么，以及它对哈希表性能的影响。三、综合题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）某旅游公司的旅游线路管理系统需要存储旅游线路的信息，如线路编号、线路名称、行程安排、价格、成团人数等。系统要能够快速查找特定线路、按照价格对线路进行排序、新增旅游线路、修改线路信息、删除冷门线路。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。2、（本题5分）某医院的病人管理系统需要存储病人的基本信息、病历、诊断结果和治疗方案等。请设计合适的数据结构来存储病人信息，实现病人信息的添加、删除、查找和修改操作，并能够根据病情严重程度对病人进行排序和优先处理。3、（本题5分）一个学校的考场安排管理系统需要存储考场的信息，如考场编号、考场位置、容纳人数、考试科目、考试时间等。系统要支持快速查找特定考场、按照容纳人数对考场进行排序、新增考场安排、修改考试时间、删除不再使用的考场。请选择恰当的数据结构，并详细说明算法和代码实现，以及性能评估。4、（本题5分）某电商仓库管理系统需要存储货物的种类、数量、存放位置和入库出库时间等信息。请设计合适的数据结构来存储货物信息，支持货物的入库、出库、盘点和库存查询操作，并能够根据货物的入库时间和保质期进行优先出库处理。5、（本题5分）一家快递公司需要管理大量的快递包裹信息，包括包裹单号、发件人信息、收件人信息、重量、运输状态等。请设计合适的数据结构来存储这些包裹数据，实现包裹的快速录入、跟踪查询、状态更新，以及统计不同地区的包裹数量和运输情况。四、设计题（本大题共4个小题，共40分)1、（本题10分）基于字典树和平衡二叉树的结合，设计一个程序，快速查找和管理大量用户的登录信息。2、（本题10分）设计一个数据结构，用于存储电商平台的售