學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁武漢商學院《數據結構與算法課程設計》

2021-2022學年第一學期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共20個小題，每小題1分，共20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、設計一個電磁波發射與接收系統，工作頻率在特定頻段，能夠實現一定距離內的有效通信，并分析其傳播特性。2、假設在一個操作系統的內存管理中，需要動態地分配和回收內存塊，并且避免內存碎片的產生。以下哪種數據結構和算法可以用于實現有效的內存管理？（）A.伙伴系統B.分頁存儲管理C.分段存儲管理D.段頁式存儲管理3、二叉搜索樹是一種特殊的二叉樹，在查找和操作上具有一定的優勢。對于二叉搜索樹的特點，以下描述哪一項是不正確的？（）A.左子樹上所有節點的值均小于根節點的值，右子樹上所有節點的值均大于根節點的值B.中序遍歷二叉搜索樹可以得到一個有序的序列C.插入、刪除和查找操作在平均情況下的時間復雜度均為O(logn)，其中n是節點數量D.二叉搜索樹一定是平衡的，即左右子樹的高度差不超過14、當處理一個動態增長和收縮的數據集合時，例如一個不斷有元素插入和刪除的集合，以下哪種數據結構在空間利用和操作效率上可能表現更優（）A.數組B.鏈表C.哈希表D.二叉搜索樹5、設計一個簡單的無線充電器，能夠為手機等設備進行無線充電，給出充電器的電路原理和設計參數。6、運用通信網絡技術，設計一個智能工廠的5G專網方案，滿足工業生產中對低延遲、高可靠通信的需求。7、在數據結構的實際應用中，可能需要對不同的數據結構進行組合和改進。以下關于數據結構組合和改進的描述，不正確的是：（）A.可以將哈希表和鏈表結合起來，解決哈希沖突時采用鏈表存儲沖突元素，提高空間利用率B.可以在二叉搜索樹的基礎上增加平衡機制，如AVL樹或紅黑樹，提高查找和插入的效率C.對圖進行優化時，可以使用鄰接多重表來代替鄰接表，以減少存儲空間和提高操作效率D.數據結構的組合和改進是沒有限制的，可以隨意創造新的數據結構，而不需要考慮其合理性和實用性8、設計一個簡單的無線數據傳輸系統，采用Zigbee技術，實現多個節點之間的通信，描述系統的硬件組成和軟件流程。9、設計一個基于數字電位器的音量調節系統，能夠實現對音頻信號音量的連續調節，且調節范圍可設定。10、設計一個基于數字電路的交通信號燈控制系統，要求能夠實現紅、綠、黃三種燈的交替閃爍，并且可以根據不同時間段調整信號燈的工作模式。11、設計一個基于STM32微控制器的電機調速系統，支持PWM調速和閉環控制，實現對直流電機或步進電機的精確調速，提供控制算法和程序框架。12、設計一個基于USB3.1接口的高速數據傳輸系統，能夠實現大數據量的快速傳輸，包括接口電路設計和傳輸協議。13、在一個大規模的社交網絡分析中，需要快速找出兩個用戶之間的最短路徑以及共同的好友。為了有效地解決這類問題，以下哪種數據結構是常用的選擇？（）A.迪杰斯特拉算法使用的優先隊列B.弗洛伊德算法使用的矩陣C.廣度優先搜索使用的隊列D.深度優先搜索使用的棧14、根據傳感器原理，設計一個用于智能家居的人體紅外感應系統，能夠實現自動開燈、關空調等智能控制。15、設計一個低通濾波器電路，截止頻率為1kHz，通帶波紋小于1dB，阻帶衰減大于40dB，采用無源或有源濾波器實現，并比較兩者的優缺點。16、設計一個簡單的觸摸顯示屏控制系統，能夠實現觸摸操作的響應和顯示內容的更新，闡述硬件電路和軟件驅動的實現方法。17、設計一個基于STM32的智能手環，能夠監測心率、血壓、運動步數等健康數據，并通過藍牙與手機進行數據同步。18、設計一個數字通信中的多址接入方案，如CDMA，實現多個用戶的同時通信，分析系統容量和干擾情況。19、設計一個基于模擬乘法器的調幅（AM）信號發生器，能夠產生幅度調制的正弦波信號，并分析其調制深度和失真度。20、設計一個程控放大器，增益可在1至100倍之間程控調節，精度為1%，給出電路設計和控制邏輯。二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）闡述并查集中如何處理大規模數據的合并和查詢操作。2、（本題5分）比較堆排序和選擇排序在穩定性方面的差異。3、（本題5分）說明二叉樹的遍歷算法在二叉樹的節點刪除問題變種、樹的結構修改問題中的應用。4、（本題5分）在一個具有n個元素的鏈表中，如何實現鏈表的反轉操作，給出算法步驟和時間復雜度分析。5、（本題5分）解釋如何在一個有序數組中進行二分查找的同時統計目標值出現的次數。三、設計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設計后綴樹在生物信息學中的具體應用算法，分析其性能。2、（本題5分）設計一個程序，使用堆結構實現對一組任務按照資源需求進行優先級排序。3、（本題5分）設計一個程序，使用鏈表實現對一組數據的插入、刪除和遍歷操作，用戶可以動態地進行數據管理。4、（本題5分）構建一個算法，在一個鏈表中找出所有節點值的乘積為正數的連續子鏈表。5、（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。四、綜合題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）一個在線訂餐系統需要處理餐廳的菜單信息、用戶訂單、配送地址和支付狀態。設計合適的數據結構和算法，實現訂單的快速處理和配送優化。2、（本題10分）某高校的課程管理系統需要對課程的選課信息進行處理。選課信息包括課程編號、課程名稱、授課教師、選課學生名單等。這些信息以隊列和棧的組合形式存儲。請設計算法實現以下功能：（1）按照選課先后順序輸出選課學生名單；（2）撤銷某個學生的選課；（3）統計每門課程的選課人數；（4）調整選課順序，將優先選