辽宁大学《数据结构与算法分析实验》2021-2022学年第一学期期末试卷

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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20个小题，每小题2分，共40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、考虑到一个图像识别系统，需要对图像中的像素进行快速的邻域访问和操作，以检测图像的特征。以下哪种数据结构可以有效地支持这种邻域操作？（）A.二维数组B.十字链表C.邻接表D.矩阵2、设计一个通信系统扩频模块的性能测试方案，包括扩频增益、抗干扰能力等指标的测量。3、在树型数据结构中，二叉树是一种重要的类型。以下关于满二叉树的描述，不正确的是（）A.每一层上的节点数都达到最大值B.叶子节点都在最底层C.满二叉树一定是完全二叉树D.满二叉树的节点总数一定是奇数4、在数据结构中，查找操作是常见的需求。以下关于顺序查找的描述，不正确的是（）A.从数组或链表的开头依次比较每个元素，直到找到目标元素或遍历完整个数据结构B.顺序查找适用于无序的数据结构，时间复杂度为O(n)C.顺序查找在任何情况下都不是一种有效的查找方法D.顺序查找的实现简单，但效率较低5、设计一个基于单片机的温度控制系统，能够实时采集温度数据，通过PID算法进行控制，使温度稳定在设定值的±1℃范围内，给出硬件设计和软件流程。6、设计一个光耦隔离的数字输入输出接口电路，实现电气隔离和信号传输，给出电路设计和性能测试。7、设计一个提高通信系统信道容量的方案，考虑采用新的技术和方法，评估方案的可行性和有效性。8、栈是一种特殊的线性表，遵循特定的操作原则。以下关于栈的描述，不准确的是：（）A.栈的操作遵循后进先出（LIFO）原则，即最后入栈的元素最先出栈B.可以用数组或链表来实现栈，常见的操作有入栈、出栈和获取栈顶元素C.栈在函数调用、表达式求值、括号匹配等场景中有广泛应用D.栈的大小是无限的，可以随意入栈元素，不需要考虑栈满的情况9、设计一个数字温度计压力计电路，能够同时测量环境温度和压力，温度精度为±0.1℃，压力精度为±1kPa。10、设计一个基于单片机的温度监测系统，能够实时采集环境温度并通过液晶显示屏显示，当温度超过设定阈值时能够发出报警信号。11、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。12、设计一个基于DSP的图像压缩系统，实现对图像数据的高效压缩，给出系统的硬件实现和算法优化。13、设计一个音频均衡器自动预设电路，能够根据不同的音乐类型自动预设均衡器的参数，提高音频体验。14、设计一个基于运算放大器的电流源电路，输出电流稳定，精度高，可调节范围宽。15、链表是一种常见的链式存储结构，相比顺序存储，链表在插入和删除操作上具有优势。在单向链表中，每个节点包含数据域和指针域。如果要在链表的中间位置插入一个新节点，需要找到插入位置的前一个节点。以下关于在单向链表中查找插入位置前一个节点的描述，正确的是：（）A.时间复杂度为O(1)B.时间复杂度为O(logn)C.时间复杂度为O(n)D.时间复杂度与链表长度无关16、设计一个基于DSP的语音合成系统，能够将文本转换为自然流畅的语音，提供算法实现和性能评估。17、在图的算法中，最小生成树算法用于构建连通图的最小代价生成树，以下关于最小生成树算法的描述，正确的是：（）A.Prim算法和Kruskal算法都能得到图的最小生成树，但算法思想不同B.Prim算法从图中的任意一个节点开始构建生成树，Kruskal算法则从边的集合开始C.最小生成树的权值之和是唯一确定的，与算法的选择无关D.对于稠密图，Kruskal算法的效率高于Prim算法；对于稀疏图，Prim算法更优18、在数据结构中，数组是一种常见的存储结构。关于数组的特点和应用，以下描述不正确的是（）A.数组的元素在内存中是连续存储的，便于随机访问B.数组的大小在定义后通常不能改变C.二维数组在内存中是按行优先或列优先的顺序存储的D.数组只能用于存储相同类型的数据，不能存储不同类型的数据19、设计一个数字图像处理中图像特征提取和分类系统，分析特征的有效性和分类准确率。20、设计一个基于蓝牙低能耗（BLE）技术的健康监测手环，能够采集心率、血压、步数等生理数据，并将数据传输到手机APP。二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）分析在字符串匹配中，Sunday算法的工作原理和特点。2、（本题5分）解释数据结构中栈的应用场景，如表达式的前缀、中缀、后缀转换等，并说明其原理。3、（本题5分）解释线段树在处理区间最大值和最小值查询时的不同策略。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）设计一个程序，在有序数组中查找两个数之差的绝对值最小的组合，输出组合。2、（本题5分）设计一个平衡二叉树，实现插入操作并保持平衡，输出平衡后的树的结构。3、（本题5分）设计一个程序，使用堆结构实现对一组项目按照完成时间先后进行排序。4、（本题5分）使用双向链表和深度优先搜索算法，设计一个程序，找出一个社交网络中用户之间的最短兴趣路径。5、（本题5分）设计一个程序，使用Bellman-Ford算法求解给定有向图中某一顶点到其他顶点的最短路径，输出路径和距离。四、综合题（本大题共2个小题，共20分)1、（本题10分）一个在线论坛需要管理帖子的主题、内容、作者、发布时间和回复信息。设计数据结构来组织这些数据，方便用户浏览、搜索和回复帖子。2、（本题10分）某电商平台的