裝訂線裝訂線PAGE2第1頁，共3頁民辦合肥濱湖職業技術學院《數據結構實驗》

2023-2024學年第二學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共30個小題，每小題1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、假設要實現一個可以快速查找兩個節點之間是否存在路徑的圖數據結構。以下哪種表示方法和搜索算法的組合最適合？（）A.鄰接矩陣和深度優先搜索B.鄰接表和廣度優先搜索C.鄰接矩陣和廣度優先搜索D.鄰接表和深度優先搜索2、設計一個簡單的語音識別系統，能夠識別特定的語音指令，并執行相應的操作，如開燈、關燈、播放音樂等。3、設計一個基于PLC的物料混合控制系統，能夠按照設定的比例自動混合多種物料。4、設計一個基于單片機的智能門禁系統，能夠通過指紋、密碼或刷卡進行身份驗證，控制門的開關。5、假設要在一個有序的整數數組中查找第一個大于給定值的元素。以下哪種搜索算法能夠最有效地完成這個任務？（）A.順序搜索B.二分查找C.深度優先搜索D.廣度優先搜索6、在數據結構的應用中，棧可以用于表達式求值。以下關于棧在表達式求值中的應用，說法不正確的是（）A.可以將中綴表達式轉換為后綴表達式，然后利用棧進行求值B.棧可以保存操作數和運算符，按照運算規則進行計算C.對于復雜的表達式，棧的使用可以簡化求值過程D.棧在表達式求值中只能用于中綴表達式，不能用于后綴表達式7、設計一個5V轉3.3V的DC-DC降壓電源模塊，輸出電流不小于1A，效率達到80%以上，給出原理圖和PCB設計。8、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。9、設計一個簡單的太陽能路燈控制器，能夠根據日照時間和環境亮度自動控制路燈的開啟和關閉。10、當需要存儲和處理一個無向圖的鄰接信息時，以下哪種數據結構通常被使用？（）A.鄰接矩陣B.鄰接表C.哈希表D.二叉樹11、設計一個正弦波信號發生器，輸出頻率在100kHz至1GHz連續可調，采用鎖相環技術實現，說明工作原理和硬件設計。12、想象一個需要對大量文本進行詞頻統計的任務，以下哪種數據結構可以高效地存儲和查詢詞頻信息？（）A.二叉樹，構建和查詢效率一般B.哈希表，能夠快速插入和查找詞頻C.鏈表，插入和查找操作效率低D.數組，不便于動態添加和查找不同的詞13、設計一個數字音頻處理中的音頻編碼碼率控制策略，分析對音質和帶寬的影響。14、設計一個數字頻率計多功能電路，能夠同時測量頻率、周期、占空比等參數，并且具有數據存儲和打印功能。15、考慮用數據結構來實現一個表達式求值的算法，例如計算中綴表達式的值。以下哪種數據結構組合可能是最有效的（）A.棧和隊列B.棧和二叉樹C.隊列和哈希表D.棧和鏈表16、在一個需要對一組數據進行去重操作的場景中，以下哪種數據結構可以有效地實現這個功能？（）A.集合，自動去除重復元素B.數組，需要額外的算法進行去重C.鏈表，去重操作復雜且效率低D.棧，不適合進行去重操作17、設計一個基于壓力傳感器和單片機的液位測量系統，實時監測容器內的液位高度。18、圖是一種復雜的數據結構，包含頂點和邊。假設存在一個無向圖，頂點分別為A、B、C、D、E，邊的集合為{(A,B),(A,C),(B,D),(C,D),(D,E)}。使用深度優先搜索算法從頂點A開始遍歷，以下哪個遍歷順序是可能的？（）A.A-B-C-D-EB.A-C-B-D-EC.A-B-D-C-ED.A-E-D-C-B19、在數據結構的研究中，算法分析是重要的環節。以下關于算法分析方法的描述，錯誤的是：（）A.可以通過數學推導計算算法的時間復雜度和空間復雜度B.可以通過實驗測試來評估算法在不同規模輸入下的性能C.算法分析只需要關注平均情況，不需要考慮最壞情況D.可以通過對比不同算法的性能來選擇最優算法20、設計一個基于數字信號處理器（DSP）的音頻濾波系統，能夠實現對音頻信號的低通、高通、帶通和帶阻濾波，濾波參數可調節。21、設計一個基于數字電位器和濾波器的音頻均衡調節系統，實現對音頻各頻段的靈活均衡調節。22、使用單片機設計一個智能灌溉系統，能夠根據土壤濕度自動控制灌溉設備的開啟和關閉，節約水資源。23、設計一個帶通橢圓濾波器電路，中心頻率為1kHz，帶寬為200Hz，通帶波紋小于0.3dB，阻帶衰減不小于60dB，輸入信號頻率范圍為0-2kHz。24、以下哪種排序算法在平均情況下和最壞情況下的時間復雜度差異最大？（）A.冒泡排序B.插入排序C.快速排序D.選擇排序25、平衡二叉樹是為了改進二叉搜索樹可能存在的不平衡問題而提出的。以下關于平衡二叉樹的說法，正確的是：（）A.平衡二叉樹在插入和刪除操作后，通過旋轉等操作始終保持樹的高度平衡B.平衡二叉樹的查找效率一定高于普通二叉搜索樹C.平衡二叉樹的構建和維護比較簡單，不需要復雜的算法D.所有的平衡二叉樹都是完全二叉樹26、設計一個5V轉1.8V的DC-DC降壓轉換器，輸出電流不小于1A，效率達到90%以上，給出原理圖和元件選型。27、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。28、設計一個基于Zynq的異構計算平臺，實現圖像處理和數據加密等功能，給出硬件架構和軟件編程模型。29、假設要實現一個LRU（最近最少使用）緩存淘汰策略，用于管理有限的內存空間以存儲經常訪問的數據。為了有效地實現這個策略，以下哪種數據結構是關鍵？（）A.雙向鏈表結合哈希表B.棧結合數組C.隊列結合樹D.堆結合鏈表30、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。二、綜合題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）某在線電影票務系統需要處理影片信息、場次安排、座位預訂和票房統計。設計合適的數據結構和算法，實現票務銷售的高效管理。2、（本題5分）一個在線游戲的玩家信息管理系統需要存儲玩家的信息，如玩家編號、玩家昵稱、游戲等級、游戲積分、在線狀態等。系統要實現快速查找特定玩家、按照游戲積分對玩家進行排名、新增玩家、刪除玩家以及更新玩家的在線狀態和游戲等級。請確定合適的數據結構，并詳細說明算法和代碼實現，同時討論性能優化策略。3、（本題5分）某酒店的客房預訂系統需要管理客房信息，包含客房編號、房型、價格、入住狀態、預訂客人姓名等。系統要支持快速查找特定客房、按照價格對客房進行排序、新增客房預訂、取消預訂以及修改客房的入住狀態。請設計合理的數據結構和算法，并提供完整的代碼實現和性能分析。4、（本題5分）某電商倉庫的貨物管理系統需要記錄貨物的信息，包括貨物編號、貨物名稱、貨物類別、庫存數量、存放位置等。請設計數據結構來存儲貨物數據，實現貨物的快速查找、庫存盤點、位置調整，并統計各類貨物的庫存數量。5、（本題5分）一個在線視頻會議系統需要管理參會人員、會議主題、會議時間、會議記錄等信息。設計數據結構來實現會議的安排、人員的邀請、會議記錄的保存和查詢，支持多人同時在線交流和互動。三、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）深入探討在圖的存儲結構中，如何通過鄰接多重表來表示無向圖，并分析其與鄰接表的區別。2、（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。3、（本題5分）深入解釋在具有n個元素的鏈表中，如何查找鏈表的中間節點，并給出兩種不同的實現方法和代碼示例。4、（本題5分