昆明城市学院《数据结构》2021-2022学年第一学期期末试卷

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《数据结构》2021-2022学年第一学期期末试卷题号一二三四总分得分批阅人一、单选题（本大题共25个小题，每小题1分，共25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、在有向图的最短路径算法中，迪杰斯特拉算法具有一定的特点。以下关于迪杰斯特拉算法的描述，错误的是（）A.它能求出从源点到其他所有顶点的最短路径B.每次都选择距离源点最近的未确定最短路径的顶点进行扩展C.算法的时间复杂度为O(V²)，其中V是顶点的数量D.该算法不能处理带有负权边的图2、对于一个用数组实现的循环队列，当队尾指针rear等于数组的最大下标时，若要进行入队操作，需要进行的处理是？（）A.rear重置为0B.rear保持不变C.扩充数组容量D.无法再入队3、设计一个数字鉴频器，能够测量输入信号的频率变化，精度达到10Hz，给出电路结构和工作原理。4、设计一个基于STM32的智能家居控制系统，能够实现对灯光、窗帘、空调等设备的控制，描述系统的硬件架构和软件编程。5、设计一个基于ZigBee技术的智能仓储货物定位系统，能够实时获取货物的位置信息。6、设计一个基于单片机的水质净化设备控制系统，能够根据水质参数自动控制净化过程。7、设计一个基于数字信号处理的语音加密与解密系统，保障语音通信的安全。8、利用数字电路技术，设计一个电梯控制系统，实现电梯的上下运行、楼层停靠和超载报警等功能。9、设计一个数字时钟收音机电路，能够显示时间、接收广播信号并播放音频，具有闹钟和定时关机功能。10、利用数字逻辑电路设计一个电梯控制系统，实现电梯的上下运行、楼层停靠和超载检测等功能。11、设计一个简单的数字电视信号接收器，能够接收和解码数字电视信号，给出硬件设计和解码算法。12、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。13、假设正在开发一个视频编码系统，需要对视频帧进行压缩和存储，并能够快速地读取和解码。在这种情况下，以下哪种数据结构可能对视频数据的组织和处理最有帮助？（）A.树状数组，优化数据的存储和访问B.跳表，支持快速的帧查找和操作C.链表，顺序存储视频帧数据D.数组，直接映射视频帧的存储位置14、对于一个有n个顶点的无向图，如果采用邻接矩阵存储，其空间复杂度为？（）A.O(n)B.O(nlogn)C.O(n^2)D.O(n^3)15、设计一个基于运放的仪表放大器电路，增益可调范围为1-1000倍，共模抑制比不小于80dB，输入阻抗不小于1MΩ。16、链表是另一种重要的数据结构，与数组相比具有不同的特点。以下关于链表的描述，不正确的是：（）A.链表中的元素通过指针链接在一起，存储位置可以是不连续的，插入和删除操作只需修改指针，效率较高B.单向链表只能从表头向表尾遍历，而双向链表可以从表头和表尾双向遍历，更加灵活C.链表的查找操作需要从头节点依次遍历，效率相对较低，但在不知道元素位置的情况下仍能进行插入和删除D.链表不需要预先分配连续的存储空间，因此不会出现存储空间浪费的情况，且其内存使用效率总是高于数组17、设计一个数字图像处理系统，能够对输入图像进行灰度化、滤波、边缘检测等基本操作，显示处理结果。18、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19、设计一个无线通信中的认知无线电频谱感知和接入方案，分析频谱利用效率。20、在一个大型企业的员工管理系统中，需要存储员工的基本信息，如姓名、工号、部门、职位等，并且能够按照部门快速查找和统计员工数量。为了实现这样的功能，以下哪种数据结构是比较合适的选择？（）A.字典树B.堆C.跳表D.并查集21、在一个有n个顶点的带权有向图中，使用迪杰斯特拉（Dijkstra）算法求从源点到其他各顶点的最短路径，其时间复杂度为？（）A.O(n)B.O(nlogn)C.O(n^2)D.O(n^3)22、设计一个智能水质监测系统，能够实时监测水质参数如pH值、溶解氧等，并进行数据传输和分析，阐述系统的硬件架构和软件功能。23、设计一个音频放大器扩展电路，能够增加放大器的输出功率和音质，并且具有失真检测功能。24、设计一个音频均衡器，能够对音频信号进行5段均衡调节，给出系统方案和滤波器参数计算。25、在数据结构的教学中，案例分析是一种有效的方法。以下关于案例分析的描述，不准确的是：（）A.选择实际的应用案例，如学生成绩管理系统、图书管理系统等，展示数据结构的应用B.通过对案例的分析，让学生理解如何根据需求选择合适的数据结构和算法C.案例分析可以帮助学生将抽象的数据结构概念与具体的问题解决联系起来D.案例分析只适用于简单的数据结构，对于复杂的数据结构和算法不适用二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）深入探讨在一个具有n个元素的二叉搜索树中，如何求第k小的元素。2、（本题5分）在一个二叉搜索树中，如何实现删除操作并保证树的性质不变？3、（本题5分）详细阐述二叉树的前序、中序和后序遍历的递归和非递归实现方法，并举例说明其应用场景。4、（本题5分）详细阐述如何在一个具有n个元素的无序数组中，使用快速选择算法查找第k小的元素，分析其时间复杂度。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）构建一个算法，在一个链表中找出中间节点。2、（本题5分）设计一个程序，使用基数排序对给定的一组数字字符串进行排序，输出排序后的字符串数组。3、（本题5分）基于Trie树结构，设计一个程序，用于快速验证手机号码的合法性。4、（本题5分）设计一个双向链表，用于存储员工的工作经历信息，包括公司名称、工作时间和职位，实现链表的遍历、插入和删除节点的功能。5、（本题5分）使用链表和克鲁斯卡尔算法，设计一个程序，为一个通信网络构建最小成本的连接方案。四、综合题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）一家电商平台的评论管理系统需要记录商品的评论信息，包括评论ID、商品ID、用户ID、评论内容、评论时间、评分等。设计数据结构来存储评论数据，能够快速查找商品的评论、按评分排序、删除不良评论，并统计商品的平均评分。2、（本题10分）一个城市的公共交通系统需要实时跟踪公交车的位置和行驶路线，为乘客提供准确的到