厦门工学院《数据结构初步》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《数据结构初步》2023-2024学年第一学期期末试卷题号一二三四总分得分一、单选题（本大题共15个小题，每小题2分，共30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、设计一个基于音频功率放大器的舞台音响系统，输出功率不小于500W，具备音效调节功能。2、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3、设计一个数字通信中的码间干扰补偿电路，分析补偿效果和对系统性能的影响。4、设计一个基于红外传感器的自动感应水龙头控制系统，当检测到人手时自动出水，一段时间后自动停水。5、设计一个数字信号传输中的同步恢复电路，能够从接收信号中准确恢复出同步信息，分析恢复的精度和稳定性。6、设计一个基于单片机的智能空气质量监测系统，能够监测多种污染物浓度并进行报警。7、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。8、考虑一个搜索引擎的索引构建过程，需要对大量的网页内容进行分词、索引和存储，以便能够快速地根据用户的查询关键词返回相关的网页。以下哪种数据结构和算法常用于搜索引擎的索引构建和查询处理？（）A.倒排索引和分词算法B.正排索引和冒泡排序C.索引链表和选择排序D.索引数组和插入排序9、设计一个无线通信模块抗干扰与加密电路，能够提高无线通信的抗干扰能力，并对通信数据进行加密保护。10、设计一个简单的通信基站发射机前端电路，工作频率在900MHz，输出功率为10W，给出射频电路设计和功率放大器选型。11、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调节，给出电路结构和参数计算。12、设计一个射频电路中的功率放大器线性化方案，提高放大器的线性度和效率。13、设计一个基于模拟移相器和滤波器的相位补偿系统，改善系统的相位特性。14、设计一个数字信号发生器扩展电路，能够增加信号发生器的输出信号类型和参数调节范围，并且具有脉冲宽度调制功能。15、哈希表是一种高效的数据结构。以下关于哈希表的描述，不正确的是：（）A.哈希表通过哈希函数将关键字映射到存储位置B.哈希表的查找、插入和删除操作的平均时间复杂度都接近O(1)C.哈希冲突是指不同的关键字映射到了相同的存储位置D.哈希表不需要处理哈希冲突二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）解释如何在一个具有n个元素的最小堆中，找出第k小的元素，并分析其时间复杂度。2、（本题5分）详细说明如何在一个二叉搜索树中查找指定范围内的节点，给出算法步骤和实现代码，并分析其时间复杂度。3、（本题5分）解释在一个带权无向图中，如何通过普利姆算法构建最小生成树。三、综合题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）一个电商网站的推荐系统需要根据用户的浏览历史和购买行为为用户推荐相关商品。用户的行为数据以字符串的形式存储，使用后缀树来处理这些数据。请设计算法实现以下功能：（1）查找具有相似浏览历史的用户；（2）根据用户的当前浏览行为预测可能感兴趣的商品；（3）更新用户的行为数据；（4）处理大量用户数据时，如何优化后缀树的性能。分析算法的时间复杂度和空间复杂度。2、（本题5分）一个停车场管理系统需要存储车位信息，包括车位编号、位置、是否占用、车辆牌照等。系统要能够快速查找空闲车位、按照车位位置对车位进行排序、车辆入场和出场操作、修改车位的占用状态。请选择恰当的数据结构，并详细说明算法和代码实现，以及性能分析。3、（本题5分）一个仓库的货物分类管理系统需要对不同类型的货物进行分类存储和管理，包括货物编号、货物名称、货物类别、货物数量、存放位置等信息。系统要支持快速查找特定类别货物、按照货物数量对货物进行排序、新增货物类别、修改货物信息、删除货物。请选择恰当的数据结构，并详细说明算法和代码实现，以及性能分析。4、（本题5分）某电商仓库管理系统需要存储货物的种类、数量、存放位置和入库出库时间等信息。请设计合适的数据结构来存储货物信息，支持货物的入库、出库、盘点和库存查询操作，并能够根据货物的入库时间和保质期进行优先出库处理。5、（本题5分）某电商平台的物流配送路径规划系统需要存储配送地点和路径信息，包括地点编号、地点名称、经度、纬度、相邻地点等。系统要实现快速查找最短配送路径、按照距离对配送地点进行排序、新增配送地点、修改路径信息。请选择恰当的数据结构，并详细说明算法和代码实现，以及性能评估。四、设计题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）设计