站名：站名：年級專業：姓名：學號：凡年級專業、姓名、學號錯寫、漏寫或字跡不清者，成績按零分記?！堋狻€…………第1頁，共1頁昆明城市學院

《數據結構》2021-2022學年第一學期期末試卷題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共25個小題，每小題1分，共25分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的．）1、在有向圖的最短路徑算法中，迪杰斯特拉算法具有一定的特點。以下關于迪杰斯特拉算法的描述，錯誤的是（）A.它能求出從源點到其他所有頂點的最短路徑B.每次都選擇距離源點最近的未確定最短路徑的頂點進行擴展C.算法的時間復雜度為O(V2)，其中V是頂點的數量D.該算法不能處理帶有負權邊的圖2、對于一個用數組實現的循環隊列，當隊尾指針rear等于數組的最大下標時，若要進行入隊操作，需要進行的處理是？（）A.rear重置為0B.rear保持不變C.擴充數組容量D.無法再入隊3、設計一個數字鑒頻器，能夠測量輸入信號的頻率變化，精度達到10Hz，給出電路結構和工作原理。4、設計一個基于STM32的智能家居控制系統，能夠實現對燈光、窗簾、空調等設備的控制，描述系統的硬件架構和軟件編程。5、設計一個基于ZigBee技術的智能倉儲貨物定位系統，能夠實時獲取貨物的位置信息。6、設計一個基于單片機的水質凈化設備控制系統，能夠根據水質參數自動控制凈化過程。7、設計一個基于數字信號處理的語音加密與解密系統，保障語音通信的安全。8、利用數字電路技術，設計一個電梯控制系統，實現電梯的上下運行、樓層停靠和超載報警等功能。9、設計一個數字時鐘收音機電路，能夠顯示時間、接收廣播信號并播放音頻，具有鬧鐘和定時關機功能。10、利用數字邏輯電路設計一個電梯控制系統，實現電梯的上下運行、樓層?？亢统d檢測等功能。11、設計一個簡單的數字電視信號接收器，能夠接收和解碼數字電視信號，給出硬件設計和解碼算法。12、運用通信網絡原理，設計一個企業數據中心的網絡布線方案，確保高速、可靠的數據傳輸。13、假設正在開發一個視頻編碼系統，需要對視頻幀進行壓縮和存儲，并能夠快速地讀取和解碼。在這種情況下，以下哪種數據結構可能對視頻數據的組織和處理最有幫助？（）A.樹狀數組，優化數據的存儲和訪問B.跳表，支持快速的幀查找和操作C.鏈表，順序存儲視頻幀數據D.數組，直接映射視頻幀的存儲位置14、對于一個有n個頂點的無向圖，如果采用鄰接矩陣存儲，其空間復雜度為？（）A.O(n)B.O(nlogn)C.O(n^2)D.O(n^3)15、設計一個基于運放的儀表放大器電路，增益可調范圍為1-1000倍，共模抑制比不小于80dB，輸入阻抗不小于1MΩ。16、鏈表是另一種重要的數據結構，與數組相比具有不同的特點。以下關于鏈表的描述，不正確的是：（）A.鏈表中的元素通過指針鏈接在一起，存儲位置可以是不連續的，插入和刪除操作只需修改指針，效率較高B.單向鏈表只能從表頭向表尾遍歷，而雙向鏈表可以從表頭和表尾雙向遍歷，更加靈活C.鏈表的查找操作需要從頭節點依次遍歷，效率相對較低，但在不知道元素位置的情況下仍能進行插入和刪除D.鏈表不需要預先分配連續的存儲空間，因此不會出現存儲空間浪費的情況，且其內存使用效率總是高于數組17、設計一個數字圖像處理系統，能夠對輸入圖像進行灰度化、濾波、邊緣檢測等基本操作，顯示處理結果。18、在一個實時操作系統中，任務調度是一個關鍵問題，需要根據任務的優先級、截止時間等因素進行快速的調度決策。以下哪種數據結構和算法常用于實時任務調度？（）A.優先級隊列和調度算法B.棧和后進先出調度C.隊列和先進先出調度D.集合和隨機調度19、設計一個無線通信中的認知無線電頻譜感知和接入方案，分析頻譜利用效率。20、在一個大型企業的員工管理系統中，需要存儲員工的基本信息，如姓名、工號、部門、職位等，并且能夠按照部門快速查找和統計員工數量。為了實現這樣的功能，以下哪種數據結構是比較合適的選擇？（）A.字典樹B.堆C.跳表D.并查集21、在一個有n個頂點的帶權有向圖中，使用迪杰斯特拉（Dijkstra）算法求從源點到其他各頂點的最短路徑，其時間復雜度為？（）A.O(n)B.O(nlogn)C.O(n^2)D.O(n^3)22、設計一個智能水質監測系統，能夠實時監測水質參數如pH值、溶解氧等，并進行數據傳輸和分析，闡述系統的硬件架構和軟件功能。23、設計一個音頻放大器擴展電路，能夠增加放大器的輸出功率和音質，并且具有失真檢測功能。24、設計一個音頻均衡器，能夠對音頻信號進行5段均衡調節，給出系統方案和濾波器參數計算。25、在數據結構的教學中，案例分析是一種有效的方法。以下關于案例分析的描述，不準確的是：（）A.選擇實際的應用案例，如學生成績管理系統、圖書管理系統等，展示數據結構的應用B.通過對案例的分析，讓學生理解如何根據需求選擇合適的數據結構和算法C.案例分析可以幫助學生將抽象的數據結構概念與具體的問題解決聯系起來D.案例分析只適用于簡單的數據結構，對于復雜的數據結構和算法不適用二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）深入探討在一個具有n個元素的二叉搜索樹中，如何求第k小的元素。2、（本題5分）在一個二叉搜索樹中，如何實現刪除操作并保證樹的性質不變？3、（本題5分）詳細闡述二叉樹的前序、中序和后序遍歷的遞歸和非遞歸實現方法，并舉例說明其應用場景。4、（本題5分）詳細闡述如何在一個具有n個元素的無序數組中，使用快速選擇算法查找第k小的元素，分析其時間復雜度。三、設計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）構建一個算法，在一個鏈表中找出中間節點。2、（本題5分）設計一個程序，使用基數排序對給定的一組數字字符串進行排序，輸出排序后的字符串數組。3、（本題5分）基于Trie樹結構，設計一個程序，用于快速驗證手機號碼的合法性。4、（本題5分）設計一個雙向鏈表，用于存儲員工的工作經歷信息，包括公司名稱、工作時間和職位，實現鏈表的遍歷、插入和刪除節點的功能。5、（本題5分）使用鏈表和克魯斯卡爾算法，設計一個程序，為一個通信網絡構建最小成本的連接方案。四、綜合題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）一家電商平臺的評論管理系統需要記錄商品的評論信息，包括評論ID、商品ID、用戶ID、評論內容、評論時間、評分等。設計數據結構來存儲評論數據，能夠快速查找商品的評論、按評分排序、刪除不良評論，并統計商品的平均評分。2、（本題10分）一個城市的公共交通系統需要實時跟蹤公交車的位置和行駛路線，為乘客提供準確的到