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。…………密………………封………………線…………第1頁，共1頁四川電子機械職業技術學院《數據結構與算法分析》

2023-2024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、在數據結構的應用中，解決沖突是一個常見的問題。以下關于沖突解決的描述，不正確的是：（）A.在哈希表中，當多個元素映射到同一個位置時就會發生沖突B.除了開放尋址法和鏈地址法，還有其他一些沖突解決方法，如再哈希法C.沖突解決的好壞直接影響哈希表的性能，但對其他數據結構沒有影響D.選擇合適的沖突解決方法需要綜合考慮數據分布、操作頻率等因素2、設計一個簡單的數字音頻解碼器，能夠解碼常見的音頻格式如MP3、WAV等，給出硬件設計和解碼算法。3、設計一個基于FPGA的數字信號加密系統，實現對數字信號的加密和解密，闡述加密算法和硬件實現。4、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5、在一個算法中，需要頻繁地在一個有序序列中插入新的元素，并保持序列的有序性。以下哪種數據結構能夠最有效地實現這個功能？（）A.冒泡排序后的數組B.插入排序后的數組C.鏈表，逐個節點插入D.二叉搜索樹，自動調整保持有序6、設計一個基于STM8的電機調速系統，采用PWM控制方式，能夠實現正反轉和調速功能，描述系統組成和控制算法。7、基于通信協議的自適應調整技術設計一個動態網絡通信系統，能夠根據網絡狀況自動優化傳輸參數。8、設計一個基于運算放大器的儀表放大器電路，具有高共模抑制比和高輸入阻抗，給出電路結構和參數計算。9、設計一個數字頻率計多功能顯示電路，能夠同時顯示頻率、周期、占空比等參數，并且具有圖形顯示功能。10、在數據結構的遞歸操作中，需要注意遞歸的終止條件和棧空間的使用。假設我們正在使用遞歸解決一個問題。以下關于遞歸的描述，哪一項是不準確的？（）A.遞歸函數必須有明確的終止條件，否則會導致無限遞歸B.遞歸調用會使用系統的棧空間來保存中間結果和返回地址C.對于一些問題，使用迭代實現比遞歸實現效率更高D.遞歸總是比迭代更容易理解和實現，應該優先使用遞歸11、設計一個基于單片機的智能家居控制系統，能夠實現對燈光、窗簾、空調等設備的遠程控制和智能場景切換功能。12、設計一個基于DSP的數字濾波器，能夠對音頻信號進行低通濾波，截止頻率為2kHz，給出算法實現和代碼優化。13、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。14、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。15、考慮到一個文件系統的目錄結構管理，需要快速查找、插入和刪除文件和文件夾，并能夠方便地遍歷整個目錄層次。以下哪種數據結構適合用于實現文件系統的目錄結構？（）A.三叉樹B.四叉樹C.N叉樹D.線段樹16、利用電力電子技術設計一個三相交流逆變器，將直流電轉換為三相交流電，用于驅動電機等負載。17、設計一個基于FPGA的數字信號濾波系統，支持在線參數調整和實時濾波，給出硬件設計和濾波算法優化。18、設計一個鎖相環（PLL）頻率合成器，輸出特定頻率的穩定信號，分析其相位噪聲和鎖定時間。19、設計一個電子秤數據存儲電路，能夠將電子秤的測量數據存儲在本地或云端，方便查詢和分析。20、設計一個簡單的數字時鐘電路，使用數碼管顯示時間，具備小時、分鐘和秒的顯示功能，同時能夠通過按鍵進行時間的調整和設置。二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）描述二叉樹的遍歷算法在二叉樹的垂直遍歷問題中的應用。2、（本題5分）詳細闡述如何在一個帶權無向圖中計算任意兩個頂點之間路徑的平均權值。3、（本題5分）詳細說明如何在一個具有n個元素的循環鏈表中，進行刪除操作，并分析其時間復雜度和空間復雜度。4、（本題5分）分析在數據結構中，如何利用堆進行中位數的查找。5、（本題5分）詳細闡述在一個具有n個元素的二叉樹中，如何求所有節點的平均值。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，計算給定有向圖的強連通分量，輸出每個強連通分量的節點。2、（本題5分）設計一個程序，使用二叉樹結構存儲電影的分類和名稱，實現按照分類進行查找和統計。3、（本題5分）設計一個算法，在一個有序鏈表中進行二分查找。4、（本題5分）設計一個算法，利用哈希表存儲網站的用戶賬號和密碼，實現登錄驗證和密碼修改。5、（本題5分）設計一個程序，使用合適的數據結構存儲一個學校的學生選課沖突檢測系統，避免學生選課時間沖突。四、綜合題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）一個健身房的會員管理系統需要存儲會員信息，如會員編號、會員姓名、會員類型、會員期限、消費記錄等。系統要能夠快速查找特定會員、按照消費金額對會員進行排序、新增會員、修改會員信息以及刪除會員。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）某公司的文檔管理系統需要存儲各類文檔，包括文檔名稱、作者、創建時間、修改時間、文檔內容等信息。請設計合適的數據結構來高效地存儲和檢索這些文檔，支持按作者、創建時間、文檔類型等條件進行快速查詢，并能方便地進行文檔的添加