云南民族大学《数据结构实验W》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页云南民族大学《数据结构实验W》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、设计一个温度传感器网络远程监控与预警电路，能够通过互联网远程监控温度传感器网络的工作状态，当温度异常时发出预警信号。2、设计一个基于DSP的音频特效处理系统，如混响、回声等，给出算法流程和效果展示。3、设计一个用于电动汽车的电池管理系统（BMS），能够监测电池电压、电流、温度等参数，实现均衡充电和过充过放保护，阐述系统架构和控制策略。4、根据通信网络原理，设计一个校园无线网络覆盖方案，确保校园内各个区域都能稳定接入无线网络。5、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。6、使用集成电路设计一个音频功率放大器，要求输出功率达到一定值，同时具有良好的音质和低噪声。7、想象一个需要存储大量学生成绩数据，并能够快速找出最高成绩和最低成绩的应用场景。同时，还需要支持成绩的插入和更新操作。在这种情况下，以下哪种数据结构可能最为合适？（）A.二叉搜索树，能快速查找、插入和删除元素，但平衡情况影响性能B.堆，特别是最大堆和最小堆，能快速获取最大或最小元素，插入和更新操作相对复杂C.哈希表，查找特定成绩效率高，但不便于直接找出最大和最小成绩D.红黑树，自平衡的二叉搜索树，保证了较高的查找和插入效率8、设计一个基于FPGA的视频图像处理系统，能够实现视频图像的缩放、旋转、色彩调整等功能。9、对于一个栈，进行入栈和出栈操作时，如果栈顶指针top初始值为-1，当进行了一系列操作后，top的值为0，此时栈的状态是？（）A.栈为空B.栈中只有一个元素C.栈已满D.栈出错10、设计一个集成电路测试中的故障模拟和诊断系统，提高故障检测率和定位精度。11、设计一个基于光电传感器的自动化仓储货架系统，能够自动存取货物并进行库存管理。12、设计一个基于ZigBee技术的无线传感器网络节点，能够采集环境参数（如温度、湿度、光照等）并将数据传输到协调器。13、在树的遍历方式中，前序遍历、中序遍历和后序遍历是常见的三种方式。对于这三种遍历方式，以下描述哪一项是不正确的？（）A.前序遍历首先访问根节点，然后递归地遍历左子树和右子树B.中序遍历首先递归地遍历左子树，然后访问根节点，最后递归地遍历右子树C.后序遍历首先递归地遍历左子树和右子树，然后访问根节点D.对于同一棵树，无论采用哪种遍历方式，得到的节点序列都是相同的14、假设要实现一个高效的字符串匹配算法，能够在一个长文本中快速找到给定的模式字符串的所有出现位置。以下哪种数据结构和算法的组合是常见的解决方案？（）A.KMP算法结合数组B.暴力匹配算法结合链表C.后缀树D.字典树结合贪心算法15、对于一个具有n个节点的带权无向图，使用Prim算法生成最小生成树，其时间复杂度为：（）A.O(n)B.O(nlogn)C.O(n^2)D.O(ne)16、设计一个基于单片机的水位控制系统，能够自动控制水泵的启停，保持水位在设定范围内。17、哈希表是一种通过哈希函数实现快速查找的数据结构。以下关于哈希表的叙述中，错误的是（）A.哈希函数的设计直接影响哈希表的性能B.哈希冲突可以通过开放地址法或链地址法解决C.哈希表的查找时间复杂度为O(1)，在任何情况下都是最优的D.哈希表在装填因子较小时，性能较好18、设计一个用于智能电表的通信模块，支持GPRS或NB-IoT通信方式，能够实现数据远程传输和抄表功能，给出硬件设计和通信协议实现。19、在哈希表的性能优化中，处理哈希冲突是关键。以下关于哈希冲突处理方法的比较，错误的是（）A.开放地址法在装填因子较小时性能较好B.链地址法在处理冲突时不需要探查空闲位置C.开放地址法的空间利用率通常高于链地址法D.链地址法在删除元素时比开放地址法更复杂20、设计一个基于FPGA的数字信号加密传输系统，保障数据在传输过程中的安全性。二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）详细说明如何利用队列实现层次遍历二叉树，给出算法步骤和实现代码，并分析其时间复杂度。2、（本题5分）阐述在一个循环队列中，如何判断队空和队满的条件，并解释为什么需要这样判断，以及可能会出现的误判情况和解决方法。3、（本题5分）阐述最小生成树的概念和常见算法（如Prim算法和Kruskal算法）的原理和步骤，比较它们的时间复杂度和适用场景。4、（本题5分）在图的遍历中，如何处理大规模图的并行计算问题？有哪些并行算法和技术适用于大规模图的遍历？5、（本题5分）阐述后缀树在文本压缩中的潜在应用和优势。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，利用后缀数组结构快速查找文本中最长公共子串。2、（本题5分）设计一个程序，使用深度优先遍历和广度优先遍历算法对给定的图进行遍历，并输出遍历结果。3、（本题5分）设计一个程序，利用数组实现快速排序的随机化版本，提高排序效率并展示过程和结果。4、（本题5分）设计一个程序，使用基数排序算法对一个手机号码数组进行排序。5、（本题5分）以链表为基础，设计一个旅游景点门票预订管理系统，支持门票的预订和退票。四、综合题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）一个学校的社团管理系统需要存储社团的信息，如社团编号、社团名称、社团负责人、社团成员名单、活动安排等。系统要支持快速查找特定社团、按照社团成员数量对社团进行排序、社团纳新和退社操作、修改社团活动安排。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。2、（本题10分）一个在线健身课程平台需要管理课程视频、学员的学习进度、打卡记录和