自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁中國礦業大學徐海學院《數據結構實踐》

2022-2023學年第一學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______題號一二三四總分得分批閱人一、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、設計一個光纖通信系統中光纖的選型方案，考慮傳輸距離、帶寬和成本等因素，進行性能和成本評估。2、設計一個數字音頻處理中的音頻降噪系統，分析降噪效果和對音質的影響。3、設計一個數字電壓表自動校準電路，能夠定期自動對電壓表進行校準，提高測量精度。4、在樹的遍歷方式中，前序遍歷、中序遍歷和后序遍歷是常見的三種方式。對于這三種遍歷方式，以下描述哪一項是不正確的？（）A.前序遍歷首先訪問根節點，然后遞歸地遍歷左子樹和右子樹B.中序遍歷首先遞歸地遍歷左子樹，然后訪問根節點，最后遞歸地遍歷右子樹C.后序遍歷首先遞歸地遍歷左子樹和右子樹，然后訪問根節點D.對于同一棵樹，無論采用哪種遍歷方式，得到的節點序列都是相同的5、設計一個基于FPGA的交通信號燈控制系統，能夠根據不同的時間段和車流量自動調整信號燈的時長，實現智能化交通控制。6、棧是一種特殊的線性表，其操作遵循后進先出的原則。在實際應用中，棧有著廣泛的用途。以下關于棧的敘述中，不正確的是（）A.棧可以用于表達式求值B.棧可以用來實現遞歸函數的調用C.棧的存儲結構只能是順序存儲D.棧頂元素是最后入棧的元素，也是最先出棧的元素7、設計一個基于無線通信技術的智能農業灌溉控制系統，根據土壤濕度和氣象條件自動控制灌溉。8、在動態數組的實現中，當數組容量不足時需要進行擴容。關于動態數組的擴容策略，以下描述哪一項是不正確的？（）A.常見的擴容策略是按照一定的比例增加數組的容量，如擴大為原來的兩倍B.擴容操作會涉及到數據的復制，可能會影響性能C.為了避免頻繁擴容，可以在創建動態數組時預留一定的額外空間D.擴容操作的時間復雜度總是O(n)，其中n是數組中的元素數量9、根據通信原理，設計一個數字對講機的語音加密系統，保障通信內容的安全性。10、設計一個基于PLC的自動化生產線控制系統，能夠實現對多個工位的順序控制、邏輯控制和故障診斷，提供控制程序和I/O分配表。11、設計一個基于光電傳感器的自動化立體車庫車輛檢測與引導系統，提高車庫的空間利用率和停車效率。12、設計一個基于51單片機的智能交通燈控制系統，能夠根據車流量自動調整紅綠燈時間，提高道路通行效率。13、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14、設計一個基于PLC的自動化立體倉庫堆垛機控制系統，實現堆垛機的水平和垂直運動控制。15、在一個實時交通監控系統中，需要快速更新道路的擁堵狀態，并能夠查詢某條道路的當前狀態。以下哪種數據結構可能是最適合的？（）A.二叉平衡樹，能夠保持平衡，查找和更新效率較高，但結構較復雜B.跳表，通過多層索引提高查找和更新效率，實現相對簡單C.線段樹，常用于區間查詢和更新，但對于單個元素的操作相對復雜D.紅黑樹，自平衡的二叉搜索樹，保證了較好的性能16、設計一個音頻均衡器參數自動調整與存儲電路，能夠根據輸入音頻信號自動調整均衡器參數，并將參數存儲起來供下次使用。17、設計一個數字圖像處理中圖像特征提取和分類系統，分析特征的有效性和分類準確率。18、設計一個基于光電傳感器的自動化生產線質量檢測系統，能夠檢測產品的外觀缺陷和尺寸精度。19、在圖的遍歷算法中，深度優先搜索和廣度優先搜索是兩種基本方法。以下關于深度優先搜索的描述，不正確的是（）A.采用棧來實現B.可能會出現重復訪問節點的情況C.對于連通圖，能遍歷到所有節點D.可以用于求解圖的連通分量20、運用電子電路知識，設計一個用于工業機器人的運動控制系統，實現機器人的精確運動控制。二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）在最短路徑問題中，解釋Dijkstra算法和Floyd算法的基本思想和實現步驟，比較它們在不同類型圖上的應用和效率。2、（本題5分）解釋數據結構中棧的應用場景，如表達式的前綴、中綴、后綴轉換等，并說明其原理。3、（本題5分）詳細闡述AVL樹的旋轉操作，包括單旋轉和雙旋轉，以及在插入節點時如何進行平衡調整。4、（本題5分）詳細闡述在一個具有n個頂點的無向圖中，如何判斷是否為二部圖。5、（本題5分）論述如何在二叉搜索樹中進行插入、刪除和查找操作，以及如何保持其平衡以提高性能。三、設計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設計一個程序，利用數組實現計數排序算法，輸入一組數據進行排序并展示過程和結果。2、（本題5分）設計一個算法，使用深度優先搜索判斷給定圖是否為連通圖，若不連通，輸出連通分量。3、（本題5分）以哈希表為基礎，設計一個在線考試系統的考生答題情況統計模塊，能夠快速統計各題的正確率。4、（本題5分）設計一個動態規劃算法，求解最長公共子序列問題，輸出最長公共子序列及其長度。5、（本題5分）設計一個基于數組的循環隊列，實現插入、刪除和獲取隊列長度的操作。四、綜合題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）某醫院的藥品庫存管理系統需要存儲藥品信息，如藥品編號、藥品名稱、藥品規格、庫存數量、有效期等。系統要能夠快速查找特定藥品、按照庫存數量對藥品進行排序、進行藥品的入庫和出庫操作、提醒即將過期藥品。請設計合理的數據結構和算法，并提供代碼實現和性能分析。2、（本題10分）某在線招聘網站需要記錄職位信息和求職者的簡歷信息。職位信息包括職位ID、職位名稱、公司名稱、工作地點、薪資范圍等，簡歷信息包括求職者ID、姓名、聯系方式、教育背景、工作經歷等。設計數據結構來存儲這些信息，能夠快速匹配職位和簡歷、查詢特定職位和求職者信息、更新職位狀態和簡歷內容，并統計熱門職位。3、（本題10分）某電商平臺需要對用戶的購買記錄進行分析，