广东女子职业技术学院《数据结构与算法实践》2023-2024学年第二学期期末试卷

学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号…………密…………封…………线…………内…………不…………要…………答…………题…………第2页，共2页广东女子职业技术学院《数据结构与算法实践》

2023-2024学年第二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、运用电子电路知识，设计一个具有过流保护和短路保护功能的直流电源电路。2、利用电力电子技术设计一个不间断电源（UPS）系统，在市电中断时能够为负载提供持续的电力供应。3、设计一个卫星通信系统中上行链路和下行链路的功率分配方案，考虑链路预算和干扰情况。4、设计一个集成电路制造工艺中的离子注入工艺参数优化方案，提高注入的均匀性和准确性。5、假设要实现一个函数，判断一个字符串是否是另一个字符串的子序列。例如，“ace”是“abcde”的子序列。以下哪种数据结构和算法的组合可能是最有效的？（）A.双指针法，分别在两个字符串上移动指针进行比较，简单直接B.哈希表，将字符串的字符存储并进行查找，效率较低C.栈，存储已匹配的字符，操作复杂D.队列，用于存储待匹配的字符，不太适合此场景6、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7、以下哪种数据结构适合用于实现LRU（最近最少使用）页面置换算法？（）A.队列B.栈C.哈希表D.双向链表8、设计一个基于STM8的智能车库门控制系统，能够实现自动开关、遥控和防夹功能，阐述系统组成和控制策略。9、运用集成电路设计方法，设计一款用于电动汽车的电池管理芯片，具备电池状态监测、充电控制和均衡功能。10、设计一个基于CPLD的数字信号发生器，能够产生多种复杂的数字信号，包括信号类型选择和参数设置。11、假设要实现一个高效的缓存淘汰策略，除了LRU之外，还有一种常见的策略是FIFO（FirstInFirstOut）。以下哪种数据结构可以方便地实现FIFO策略？（）A.队列，先进先出的特性符合FIFO要求B.栈，后进先出，不符合FIFO策略C.堆，用于优先级排序，不适合FIFOD.链表，需要额外的逻辑来实现FIFO12、设计一个基于PLC的工业机器人控制系统，能够实现机器人的运动控制、轨迹规划和任务执行。13、设计一个基于传感器的智能车位检测系统，能够实时检测车位的占用情况，并将信息显示在显示屏上。14、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。15、在数据结构的实际应用中，优先队列常用于处理具有优先级的任务。以下关于优先队列的实现方式，错误的是：（）A.可以用堆来实现优先队列，插入和删除操作的时间复杂度都较低B.可以用有序数组来实现优先队列，但插入操作的时间复杂度较高C.可以用无序数组来实现优先队列，查找最大（或最小）元素的时间复杂度为O(1)D.无论采用哪种数据结构实现优先队列，其性能都相同二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）解释堆的概念，包括大根堆和小根堆，给出堆的调整算法步骤，并说明堆在排序算法中的应用。2、（本题5分）在数据结构中，阐述如何使用跳表进行范围查询，给出算法步骤和实现代码，并分析其性能特点。3、（本题5分）简述数据结构中栈的定义、特点及基本操作，并举例说明栈在实际中的应用。4、（本题5分）对于一个用链表实现的栈，如何实现获取栈中元素的最小值操作，要求时间复杂度为O(1)，给出算法思路和实现代码。三、综合题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）某城市的公交卡充值管理系统需要存储充值记录，包括充值编号、卡号、充值金额、充值时间等。系统要实现快速查找特定卡号的充值记录、按照充值金额对记录进行排序、新增充值、删除错误充值记录。请确定合适的数据结构，并详细阐述算法和代码实现，同时讨论性能优化策略。2、（本题5分）一个超市的促销活动管理系统需要存储促销活动的信息，如活动编号、活动名称、活动时间、优惠方式、参与商品等。系统要支持快速查找特定促销活动、按照活动时间对活动进行排序、新增促销活动、修改活动规则、结束活动。请确定恰当的数据结构，并详细阐述算法和代码实现，以及性能优化策略。3、（本题5分）一个在线心理咨询平台需要管理咨询师信息、咨询案例、用户问题和咨询记录等。设计一种数据结构来存储这些信息，支持咨询师的注册和信息管理，咨询案例的分类和存储，用户问题的提交和咨询记录的保存，并能够保护用户隐私和提供咨询效果的评估。4、（本题5分）某电商平台的售后服务系统需要记录用户的售后申请、处理进度、解决方案和用户反馈等。设计一种数据结构来存储这些信息，支持售后申请的提交和受理，处理进度的更新，解决方案的记录和用户反馈的收集，并能够分析售后数据以改进服务质量。5、（本题5分）在一个物流配送系统中，需要记录每个订单的详细信息，包括订单号、客户信息、商品清单、配送地址、预计送达时间等。设计一种数据结构来存储订单信息，实现订单的添加、删除、查找和更新操作，并能够根据配送地址和预计送达时间进行高效的排序和查询。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，使用深度优先遍历和广度优先遍历算法对给定的图进行遍历，并输出遍历结果。2、（本题10分）设计一个程序，模拟B树的插入、删除操作