沈阳化工大学《数据结构与C语言》2023-2024学年第一学期期末试卷

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1页，共3页沈阳化工大学《数据结构与C语言》

2023-2024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、运用电子电路知识，设计一个用于工业自动化的压力传感器信号调理电路，将传感器输出信号转换为标准电压或电流信号。2、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3、设计一个太阳能路灯控制器智能调光与节能电路，能够根据环境光照强度和交通流量自动调节路灯亮度，实现节能的同时保证照明效果。4、设计一个数字温度计湿度计电路，能够同时测量环境温度和湿度，温度精度为±0.1℃，湿度精度为±2%RH。5、设计一个无线遥控器智能学习电路，能够学习其他遥控器的编码，实现一个遥控器控制多个设备。6、二叉树是一种重要的数据结构。在二叉树的性质中，以下描述哪一项是不准确的？（）A.二叉树的每个节点最多有两个子节点，分别称为左子节点和右子节点B.满二叉树是一种特殊的二叉树，所有的叶子节点都在同一层C.完全二叉树中，除了最后一层，其他层的节点都是满的，且最后一层的节点从左到右依次排列D.对于一棵深度为h的二叉树，其节点总数最多为2^h-1，最少为h7、考虑一个网络数据包的处理系统，需要按照数据包到达的先后顺序进行处理，同时能够在任意时刻获取最早到达的数据包。以下哪种数据结构可以满足这种需求？（）A.优先队列，根据优先级处理数据包B.链表，顺序存储数据包C.栈，先进后出处理数据包D.环形队列，实现先进先出且循环利用空间8、设计一个基于模拟乘法器和运放的有效值测量电路，能够测量交流信号的有效值。9、想象一个地图应用，需要存储不同地点之间的距离信息，并能够快速找到两个地点之间的最短路径。以下哪种数据结构和算法的组合可能是最有效的？（）A.邻接矩阵结合深度优先搜索算法，能表示完整的图结构，但对于大规模图效率较低B.邻接表结合广度优先搜索算法，节省空间，适合查找最短路径C.十字链表结合迪杰斯特拉算法，结构复杂，实现难度大D.哈希图结合A*算法，适用于复杂的启发式搜索，但对简单地图可能过于复杂10、运用通信网络原理，设计一个智能仓储物流的无线定位系统，实现货物和搬运设备的精确定位。11、设计一个简单的集成电路放大器，要求具有特定的增益、带宽和输入输出阻抗，分析其性能并优化设计以满足特定要求。12、设计一个基于单片机的智能灌溉控制器，能够根据土壤湿度和作物需水规律自动控制灌溉水量和时间。13、设计一个自动控制系统中的速度控制器，用于控制电机的转速，满足特定的动态和稳态性能指标。14、设计一个音频均衡器电路，能够对不同频段的音频信号进行独立的增益调节，以改善音频质量。15、设计一个无线传感器网络的节点定位系统，能够确定节点的位置信息，描述系统的原理和实现方法。16、设计一个基于物联网技术的智能工厂生产管理系统，实现生产过程的自动化监控和调度。17、设计一个数字图像处理中的图像压缩质量评估系统，包括客观和主观评估指标的测量。18、设计一个模拟集成电路中的运算放大器，满足特定的增益、带宽和输入输出阻抗要求，进行性能仿真。19、树是一种非线性数据结构，具有层次关系。以下关于树的描述，不正确的是：（）A.二叉树的每个节点最多有两个子节点，分为左子节点和右子节点B.二叉搜索树的左子树中的节点值小于根节点值，右子树中的节点值大于根节点值，便于快速查找、插入和删除C.平衡二叉树通过自动调整保持树的平衡，提高了查找效率，但插入和删除操作相对复杂D.树的遍历方式包括前序遍历、中序遍历和后序遍历，且每种遍历方式的时间复杂度都是相同的，与树的结构无关20、设计一个基于ZigBee技术的无线智能家居安防系统，能够实时监测门窗状态、烟雾浓度、入侵情况等，并进行报警。21、设计一个正弦波信号发生器，频率范围为10Hz至1MHz，输出幅度可调，失真度小于1%，说明电路原理和调试方法。22、在图这种数据结构中，邻接矩阵和邻接表是两种常见的存储方式。假设一个图的顶点数量很多，但边的数量相对较少。为了节省存储空间，以下哪种存储方式可能更优（）A.邻接矩阵B.邻接表C.十字链表D.都一样，没有区别23、设计一个高速串行通信系统，采用PCIe接口，传输速率达到10Gbps，说明硬件实现和协议栈。24、图是一种复杂的数据结构，可以用于表示各种关系。以下关于图的描述，不准确的是：（）A.图由顶点和边组成，边可以有权重，表示顶点之间的关系强度或距离B.图的存储方式有邻接矩阵和邻接表，邻接矩阵适合稠密图，邻接表适合稀疏图C.图的遍历方式有深度优先遍历和广度优先遍历，可用于解决路径搜索、连通性判断等问题D.对于有向图和无向图，其算法和应用场景完全相同，只是边的表示方式有所不同25、设计一个简易的数字频率计，能够测量1Hz至100kHz范围内的正弦波、方波和三角波的频率，精度达到0.1%，请详细说明系统设计方案，包括硬件和软件部分。二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）论述伸展树在数据局部性较好情况下的性能优势。2、（本题5分）解释二叉搜索树的概念和特点，分析其查找、插入和删除操作的时间复杂度，并讨论如何保持其平衡性。3、（本题5分）在一个二叉搜索树中，如何查找第k小的元素？4、（本题5分）论述在二叉树的平衡调整中，如何通过平衡因子的动态计算来决定调整策略。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，使用数据结构来存储一个超市的商品促销活动效果评估信息，包括销售额增长、客流量变化等。2、（本题5分）设计一个程序，使用归并排序对两个已排序的数组进行合并和排序。3、（本题5分）设计一个算法，在一个二叉树中找出所有节点的祖先节点。4、（本题5分）设计一个程序，使用弗洛伊德算法求一个有向网中任意两点之间的最短路径。5、（本题5分）设计一个算法，用邻接矩阵表示一个无向图，判断图中是否存在独立集。四、综合题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10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。2、（本题10分）某在线游