丽水职业技术学院《数据结构理论教学》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《数据结构理论教学》2023-2024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、基于通信中的频谱资源管理技术设计一个动态频谱分配系统，提高频谱利用率。2、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。3、设计一个基于PLC的纺织厂织布机控制系统，实现织布机的速度控制、张力调节和故障诊断。4、假设在一个算法竞赛中，需要在有限的时间内解决一个涉及大量数据处理和复杂逻辑的问题。在选择数据结构时，以下哪个因素通常是最关键的考虑因素？（）A.空间复杂度B.时间复杂度C.代码实现的难度D.数据结构的通用性5、设计一个基于蓝牙5.0的音频传输系统，能够实现高质量的无线音频传输，传输距离不小于20米，支持双声道。6、在数据结构的应用中，栈可以用于表达式求值。以下关于栈在表达式求值中的作用，哪一项描述是不正确的？（）A.栈可以用来存储操作数和运算符，按照特定的规则进行计算B.遇到运算符时，从栈中弹出相应数量的操作数进行运算，将结果压入栈中C.对于中缀表达式，直接使用栈进行求值，无需进行任何转换D.栈在处理括号和优先级时发挥重要作用，能够正确计算复杂的表达式7、当处理一个具有层次结构的数据，例如文件系统中的目录和文件，以下哪种数据结构能够清晰地表示这种关系并方便地进行遍历？（）A.栈B.队列C.树D.链表8、利用模拟电路技术，设计一个用于音频前置放大器的噪声抑制电路，降低背景噪声。9、考虑一个图的最短路径问题，迪杰斯特拉（Dijkstra）算法是一种常见的求解方法。假设图中存在负权边，以下关于Dijkstra算法的适用性，哪个说法是正确的（）A.仍然适用，可以求出最短路径B.可能会得到错误的结果C.无法运行D.会自动将负权边转换为正权边10、设计一个基于运算放大器的积分器电路，积分时间常数可调，用于对输入信号进行积分运算。11、对于一个具有n个节点的完全二叉树，其叶子节点的个数大约为？（）A.n/2B.n/4C.log2nD.n/2-112、设计一个数字存储示波器电路，能够测量输入信号的波形、频率、幅度等参数，并且具有存储和回放功能。13、运用集成电路设计流程，设计一款用于智能手机的音频编解码器芯片，支持多种音频格式的解码和编码。14、设计一个太阳能路灯控制器，能够根据环境光强自动控制路灯的开关和亮度，描述电路原理和控制策略。15、在一个具有n个节点的二叉排序树中，查找一个特定元素的平均时间复杂度为：（）A.O(n)B.O(logn)C.O(nlogn)D.O(n^2)二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）论述在字符串操作中，如何实现字符串的反转、拼接和比较等常见操作。2、（本题5分）解释在一个具有n个顶点的图中，如何使用深度优先搜索找出所有的连通分量。3、（本题5分）详细说明在并查集的改进中，除了路径压缩，还有哪些优化方法可以提高性能。4、（本题5分）详细阐述在一个具有n个顶点的无向图中，如何判断是否为二部图。三、综合题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）一个学校的选课系统需要管理课程和学生的选课信息，包括课程编号、课程名称、授课教师、选课学生名单等。系统要支持快速查找特定课程的选课情况、按照选课人数对课程进行排序、学生选课和退课操作。请设计合理的数据结构和算法，并提供代码实现和性能分析。2、（本题5分）某在线购物平台的优惠券管理系统需要记录优惠券信息、发放记录和使用记录。优惠券信息包括优惠券ID、优惠券类型、面额、使用条件，发放记录包括发放ID、优惠券ID、用户ID、发放时间，使用记录包括使用ID、优惠券ID、订单ID、使用时间。设计数据结构来管理优惠券数据，实现优惠券的发放、使用、查询，并统计优惠券的使用情况和效果。3、（本题5分）某电商平台的商家管理系统需要存储商家的信息，如商家编号、商家名称、主营商品、信誉评级、销售额等。系统要能够快速查找特定商家、按照销售额对商家进行排序、新增商家、修改商家信息、对违规商家进行处理。请设计合适的数据结构和算法，并给出代码实现和性能评估。4、（本题5分）一个快递公司的包裹跟踪系统需要记录包裹的单号、运输路径、当前位置和预计送达时间。设计合适的数据结构来实现包裹状态的实时查询和跟踪。5、（本题5分）某在线旅游平台的景点评价系统需要记录景点信息、评价内容和评价分数。景点信息包括景点ID、景点名称、景点介绍，评价内容包括评价ID、景点ID、用户ID、评价内容、评价时间，评价分数包括分数ID、景点ID、用户ID、分数。设计数据结构来管理评价数据，实现景点评价的查询、统计平均分数、筛选优质评价，并根据评价推荐景点。四、设计题（本大题共4个小题，共40分)1、（本题10分）设计一个算法，在有序数组中进行二分查找的同时统计目标值出现的次数，输出次数。2、（本题10分）给定一个链表，设计算法将其排