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《數據結構實驗》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15個小題，每小題2分，共30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、設計一個基于數字信號處理的語音增強系統，能夠在噪聲環境下提高語音的清晰度和可懂度。2、在一個圖的表示和處理中，如果圖的邊數相對較少，并且需要快速判斷兩個頂點之間是否存在邊，以下哪種圖的存儲結構可能是最優的？（）A.鄰接矩陣，直觀表示頂點之間的關系B.鄰接表，節省存儲空間C.十字鏈表，方便進行頂點和邊的操作D.邊集數組，集中存儲邊的信息3、設計一個基于藍牙Mesh網絡的智能家居控制系統，實現多個設備的協同控制，描述網絡架構和控制策略。4、選擇排序是另一種常見的排序算法。以下關于選擇排序的說法中，不正確的是（）A.選擇排序每次從待排序序列中選擇最小（或最大）的元素放到已排序序列的末尾B.選擇排序在最壞情況下的時間復雜度為O(n^2)C.選擇排序的空間復雜度為O(1)D.選擇排序是一種穩定的排序算法5、設計一個自動控制系統中的速度控制器，用于控制電機的轉速，滿足特定的動態和穩態性能指標。6、根據數字信號處理理論，設計一個音頻頻譜分析儀，能夠顯示音頻信號的頻譜分布。7、設計一個音頻DAC轉換器電路，實現高保真音頻輸出，給出電路結構和性能指標。8、設計一個基于運算放大器的求和放大器電路，能夠實現多個輸入信號的加權求和。9、設計一個基于單片機的智能車位引導系統，能夠實時顯示停車場內的車位占用情況，并引導車輛快速找到空閑車位。10、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)11、在圖的應用中，最小生成樹是一個重要的概念。關于最小生成樹的算法，以下說法錯誤的是（）A.Prim算法和Kruskal算法都可以用于求解最小生成樹B.Prim算法從一個頂點開始，逐步擴展生成樹C.Kruskal算法按照邊的權值從小到大選擇邊來構建生成樹D.最小生成樹是唯一的，無論使用哪種算法得到的結果都相同12、設計一個基于ADC和微控制器的風速測量系統，能夠測量0-30m/s的風速，精度達到0.1m/s。13、歸并排序是一種基于分治思想的排序算法。對于歸并排序的過程和特點，以下描述哪一項是不正確的？（）A.歸并排序將數組不斷地分成兩半，分別進行排序，然后將排序好的兩部分合并起來B.歸并排序在任何情況下的時間復雜度均為O(nlogn)，空間復雜度為O(n)C.歸并排序是一種穩定的排序算法，能夠保持相同元素的相對順序D.歸并排序在處理大規模數據時，性能不如快速排序和冒泡排序14、設計一個基于霍爾傳感器的電機轉速測量系統，能夠實時測量電機的轉速并將數據顯示出來。15、在一個有向圖中，頂點表示城市，邊表示城市之間的道路，邊的權重表示道路的長度。如果要使用迪杰斯特拉算法找到從源頂點到其他所有頂點的最短路徑，以下哪個步驟是算法的核心？（）A.每次選擇距離源頂點最近的未訪問頂點B.從源頂點開始依次訪問所有頂點C.不斷更新頂點的距離值D.隨機選擇一個頂點作為起始點二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）對于一個用哈希表存儲的整數對集合，解釋如何設計哈希函數和處理沖突，給出具體的示例和代碼。2、（本題5分）闡述如何在一個循環隊列中實現元素的入隊和出隊操作，給出算法步驟和實現代碼，并分析其時間復雜度和空間復雜度。3、（本題5分）比較冒泡排序和快速排序在對小規模數據的處理速度。三、綜合題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）某公司的項目進度跟蹤系統需要記錄項目的各個階段、負責人、開始時間、預計結束時間、實際進度等信息。設計數據結構來直觀展示項目進度，支持項目階段的調整、負責人變更等操作，能夠及時發現項目延期風險并進行預警。2、（本題5分）一個在線視頻會議系統需要對參會人員的狀態和發言順序進行管理。參會人員信息包括人員編號、姓名、狀態（在線/離線）、發言順序等。這些信息以三元組表的形式存儲。請設計算法實現以下功能：（1）查詢在線參會人員名單；（2）調整參會人員的發言順序；（3）人員離線時更新狀態；（4）統計發言次數超過一定閾值的人員數量。分析算法的時間復雜度和空間復雜度。3、（本題5分）一個在線購物車系統需要對用戶添加的商品進行管理。商品信息包括商品ID、名稱、價格、數量等。購物車以棧和隊列的組合形式實現。請設計算法實現以下功能：（1）添加商品到購物車；（2）從購物車中刪除指定商品；（3）按照價格從高到低輸出購物車中的商品；（4）計算購物車中商品的總價。分析算法的時間復雜度和空間復雜度。4、（本題5分）一個在線點餐外賣系統需要管理餐廳信息、菜品信息、用戶訂單、配送信息等。設計數據結構來實現餐廳和菜品的添加、刪除、修改，用戶訂單的處理和配送狀態的跟蹤，能夠優化配送路線和提高訂單處理效率。5、（本題5分）某醫院的藥品庫存管理系統需要對藥品的種類、數量和有效期進行管理。藥品信息包括藥品編號、名稱、數量、有效期等。這些信息以哈希桶的形式存儲。請設計算法實現以下功能：（1）查詢某種藥品的庫存數量和有效期；（2）藥品入庫時添加信息；（3）藥品過期時刪除信息；（4）統計即將過期的藥品數量。分析算法的時間復雜度和空間復雜度。四、設計題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10