遂宁能源职业学院《数据结构与算法（基于Python）》2023-2024学年第二学期期末试卷

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《数据结构与算法（基于Python）》2023-2024学年第二学期期末试卷院(系)_______班级_______学号_______姓名_______题号一二三四总分得分一、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、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。2、设计一个音频滤波器自动调节电路，能够根据输入音频信号的特点自动调节滤波器的参数，提高音频质量。3、设计一个基于无线通信技术的智能交通信号控制系统，能够根据实时交通流量优化信号灯时间。4、堆是一种特殊的树形数据结构，常用于实现优先队列。以下关于堆的描述，错误的是：（）A.大顶堆中每个节点的值都大于或等于其子节点的值，小顶堆则相反B.可以用数组来实现堆，通过计算索引可以方便地进行堆的操作C.堆排序利用堆的特性，将数组构建成堆，然后依次取出堆顶元素得到排序结果D.堆的插入和删除操作的时间复杂度都为O(logn)，且堆的空间复杂度总是高于其他线性数据结构5、设计一个简单的数字时钟电路，要求能够显示小时、分钟和秒，并且具有设置时间和闹钟功能。6、对于一个用数组实现的队列，当rear指针达到数组末尾时，为了实现循环队列，需要进行什么样的操作？（）A.rear指针重新指向数组开头B.扩大数组容量C.停止入队操作D.以上都不对7、设计一个基于STM32的智能农业灌溉系统，能够根据土壤湿度和气象数据自动控制灌溉设备的运行，实现精准灌溉和水资源节约。8、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。9、设计一个基于运放的求和放大器电路，能够实现多个输入信号的求和运算，增益可调。10、设计一个基于运算放大器的差分放大器电路，共模抑制比不小于80dB，用于放大差分信号并抑制共模干扰。11、在数据结构的实现中，动态内存分配是常见的操作。假设我们正在动态分配内存来存储数据结构。以下关于动态内存分配的描述，哪一项是不准确的？（）A.使用动态内存分配可以根据实际需求灵活地调整数据结构的大小B.动态内存分配需要注意内存泄漏和内存碎片的问题C.释放动态分配的内存时，必须使用对应的释放函数，否则会导致内存泄漏D.只要程序正常结束，动态分配的内存会自动释放，不需要手动处理12、设计一个数字电压表校准电路，能够对数字电压表进行校准，提高测量精度。13、假设在一个资源分配系统中，有多个资源请求同时到达，系统需要根据资源的可用性和请求的优先级进行分配。为了有效地管理资源和请求，以下哪种数据结构可以帮助实现高效的分配策略？（）A.集合B.映射C.链表集合D.树状数组14、设计一个基于FPGA的数字信号解调系统，能够实现对ASK、FSK、PSK等调制信号的解调。15、设计一个基于传感器网络的农业环境监测系统，能够实时监测土壤湿度、光照强度、风速等参数，为农业生产提供数据支持。16、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。17、设计一个基于PLC的自动化包装生产线控制系统，能够完成产品的包装、封口、贴标等操作。18、设计一个数字信号处理器（DSP）图像处理电路，能够实现图像的滤波、增强等处理功能。19、设计一个基于陀螺仪和加速度计的姿态测量系统，能够实时获取物体的姿态信息。20、当处理字符串操作时，KMP（Knuth-Morris-Pratt）算法用于字符串匹配。假设要在一个长文本中查找一个短模式串，以下关于KMP算法的优势，哪个是正确的（）A.减少不必要的字符比较B.不需要预处理模式串C.适用于所有类型的字符串D.以上都不对二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）解释如何在一个有序链表中查找中位数节点。2、（本题5分）解释什么是伸展树数据结构，说明其自调整的原理和优势，并阐述如何进行插入和查找操作。3、（本题5分）详细说明如何在一个图中判断两个节点是否连通，给出算法步骤和实现代码，并分析其时间复杂度。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）设计一个算法，在一个有向无环图中计算拓扑排序的所有可能结果。2、（本题5分）设计一个程序，使用链表实现循环链表的遍历和操作，展示循环链表的特点。3、（本题5分）探讨后缀树在文本压缩中的应用，设计压缩和解压缩算法。4、（本题5分）实现RK算法进行字符串匹配，分析其性能特点和适用场景。5、（本题5分）构建一个算法，在一个链表中找出中间节点。四、综合题（本大题共2个小题，共20分)1、（本题10分）某医院的药品库存管理系统需要存储药品信息，如药品编号、药品名称、药品规格、库存数量、有效期等。系统要能够快速查找特定药品、按照库存数量对药品进行排序、进行药品的入库和出库操作、提