江苏工程职业技术学院《数据结构Ⅰ》2025-2026学年第一学期期末试卷

自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密封线第1页，共3页江苏工程职业技术学院《数据结构Ⅰ》2025-2026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20个小题，每小题1分，共20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、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2、利用模拟电路技术，设计一个用于医疗仪器的精密电流源，提供稳定、精确的电流输出。3、设计一个基于数字逻辑的电梯控制系统，实现电梯的上下运行、楼层停靠和超重报警等功能。4、设计一个基于ARM的嵌入式图像识别系统，能够对特定目标进行识别和分类，阐述系统的硬件架构和算法实现。5、设计一个数字鉴相器，能够测量两个输入信号的相位差，精度达到1度，给出电路结构和工作原理。6、设计一个用于工业机器人的力传感器接口电路，能够准确测量力和力矩信息，给出电路设计和信号处理方法。7、队列也是一种特殊的线性表，与栈的操作原则不同。以下关于队列的描述，错误的是：（）A.队列遵循先进先出（FIFO）原则，即最先入队的元素最先出队B.环形队列可以有效地解决顺序队列中假溢出的问题，提高存储空间的利用率C.队列在任务调度、消息传递、缓冲区管理等方面有重要作用D.队列的插入和删除操作只能在队头和队尾进行，不能在队列中间进行，且其操作效率总是低于栈8、设计一个基于STM8S的智能家电控制器，能够实现远程控制和智能场景切换，给出硬件电路和通信协议。9、在数据结构的应用中，栈可以用于表达式求值。对于中缀表达式转后缀表达式的过程，以下描述错误的是（）A.操作数直接输出B.遇到左括号时入栈C.遇到右括号时，将栈顶元素依次弹出，直到遇到左括号D.运算符的优先级不会影响转换过程10、设计一个基于单片机的温度控制系统，能够实时监测环境温度，并通过控制加热或制冷设备将温度稳定在设定范围内，给出硬件电路和软件程序设计。11、设计一个用于工业机器人的运动控制系统，能够实现点位控制、轨迹规划和速度控制，说明控制算法和驱动器选型。12、考虑一个在线游戏排行榜系统，需要实时更新玩家的得分和排名，并能够快速地获取前几名玩家的信息。对于这样的需求，以下哪种数据结构和算法的结合是最恰当的？（）A.快速排序和数组，实现得分排序和排名更新B.归并排序和链表，处理玩家得分数据C.插入排序和栈，更新玩家排名D.堆排序和优先队列，高效维护排行榜13、二叉搜索树是一种特殊的二叉树，在查找和操作上具有一定的优势。对于二叉搜索树的特点，以下描述哪一项是不正确的？（）A.左子树上所有节点的值均小于根节点的值，右子树上所有节点的值均大于根节点的值B.中序遍历二叉搜索树可以得到一个有序的序列C.插入、删除和查找操作在平均情况下的时间复杂度均为O(logn)，其中n是节点数量D.二叉搜索树一定是平衡的，即左右子树的高度差不超过114、设计一个基于传感器的智能火灾报警系统，能够实时监测环境中的烟雾浓度和温度，当达到报警阈值时发出声光报警信号。15、选择排序也是一种基本的排序算法。以下关于选择排序的描述，错误的是（）A.每一轮从待排序序列中选择最小的元素，放到已排序序列的末尾B.选择排序的时间复杂度为O(n²)，但在某些情况下比冒泡排序性能好C.选择排序是一种不稳定的排序算法D.选择排序不需要额外的存储空间，空间复杂度为O(1)16、设计一个低通滤波器电路，截止频率为1kHz，通带波纹小于1dB，阻带衰减大于40dB，采用无源或有源滤波器实现，并比较两者的优缺点。17、运用通信网络技术，设计一个企业内部局域网，满足多台计算机之间的高速数据传输和资源共享需求。18、设计一个通信系统扩频模块的性能测试方案，包括扩频增益、抗干扰能力等指标的测量。19、设计一个射频识别系统中的防碰撞算法实现方案，分析算法的效率和系统响应时间。20、设计一个无线通信中的频谱感知性能评估系统，包括检测概率和虚警概率等指标。二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）详细阐述最小生成树的概念，分别说明普里姆算法和克鲁斯卡尔算法构造最小生成树的基本步骤和特点。2、（本题5分）论述如何使用动态规划算法解决最长上升子序列问题。3、（本题5分）详细说明在一个具有n个顶点和e条边的带权无向图中，如何使用克鲁斯卡尔算法构造最小生成树，并分析算法的时间复杂度。4、（本题5分）详细说明如何在一个有向图中进行拓扑排序的并行算法，给出算法步骤和实现代码，并分析其性能优势。5、（本题5分）阐述如何在一个循环队列中实现元素的入队和出队操作，给出算法步骤和实现代码，并分析其时间复杂度和空间复杂度。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）设计一个程序，用邻接矩阵表示一个带权无向图，实现A*算法求最短路径。2、（本题5分）设计一个程序，使用堆排序算法对一个结构体数组进行排序，结构体包含学生的姓名和成绩。3、（本题5分）设计一个基于链表的栈结构，实现入栈、出栈和获取栈顶元素的操作。4、（本题5分）研究伸展树在频繁随机插入和删除操作下的性能，设计优化方案。5、（本题5分）设计一个算法，在一个有向图中，找出所有顶点的入度和出度。四、综合题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）在一个社交媒体平台中，需要管理用户的关注关系和发布的动态信息。设计一种数据结构来存储用户之间的关注关系和动态信息，支持快速查询用户的关注者和被关注者列表，以及获取用户发布的最新动态，并能够高效地推送动态给关注者。2、（本题10分）在一个在线考试培训系统中，需要管理课程资料、练习题、模拟考试和学员成绩等。设计一种数据结构来存储这些信息，支持课程资料的上传和更新，练习题和模拟考试的生成和批改，学员成绩的统计和分析，并能够根据学员的学习情况进行针对性的辅导和建议