裝訂線裝訂線PAGE2第1頁，共3頁六盤水職業技術學院

《數據結構2》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、設計一個數字圖像處理中的圖像壓縮算法，如JPEG，實現圖像的高效壓縮，比較壓縮前后的圖像質量。2、設計一個數字信號處理器（DSP）應用電路，能夠實現音頻信號的濾波、降噪等處理功能。3、平衡二叉樹是為了改進二叉搜索樹在某些情況下性能不佳而提出的。以下關于平衡二叉樹的敘述中，不正確的是（）A.平衡二叉樹通過旋轉操作保持樹的平衡B.平衡二叉樹的左右子樹高度差絕對值不超過1C.插入和刪除操作可能會導致平衡二叉樹失去平衡D.平衡二叉樹的查找效率一定高于二叉搜索樹4、設計一個基于FPGA的高速數據加密系統，支持AES或RSA加密算法，給出硬件實現和性能分析。5、根據數字電路原理，設計一個具有自動計數和顯示功能的電子計數器，可用于工業生產中的產品計數。6、設計一個基于熱電偶的溫度測量系統，能夠測量較高溫度范圍，并對測量結果進行冷端補償和線性化處理。7、設計一個基于FPGA的高速數據通信接口，支持PCIe或以太網接口，給出硬件設計和驅動開發。8、設計一個數字音頻編碼和解碼系統，采用特定的編碼算法，比較編碼前后的音頻質量和數據壓縮率。9、設計一個基于紅外傳感器的自動感應水龍頭控制系統，當檢測到人手時自動出水，一段時間后自動停水。10、在數據結構中，樹的遍歷方式有多種，以下關于樹的遍歷方式的描述，錯誤的是：（）A.前序遍歷先訪問根節點，然后遞歸遍歷左子樹和右子樹B.中序遍歷先遞歸遍歷左子樹，然后訪問根節點，最后遞歸遍歷右子樹C.后序遍歷先遞歸遍歷左子樹和右子樹，最后訪問根節點D.無論采用哪種遍歷方式，對同一棵樹得到的節點訪問順序都是相同的11、設計一個基于STM32的智能家居控制系統，能夠實現對燈光、窗簾、空調等設備的控制，描述系統的硬件架構和軟件編程。12、歸并排序是一種基于分治思想的排序算法。對于歸并排序的描述，不正確的是（）A.歸并排序將待排序序列不斷分成兩半，然后合并B.歸并排序在最壞、最好和平均情況下的時間復雜度均為O(nlogn)C.歸并排序需要額外的存儲空間來輔助排序D.歸并排序是一種不穩定的排序算法13、設計一個基于USBPD協議的快速充電器，能夠根據設備需求提供合適的電壓和電流，包括電路設計和協議實現。14、根據傳感器技術，設計一個用于環境監測的空氣質量檢測系統，能夠檢測多種污染物的濃度。15、在數據結構的性能評估中，除了時間復雜度和空間復雜度，還有其他指標。關于這些評估指標，以下描述哪一項是不正確的？（）A.平均查找長度常用于評估查找算法的性能B.算法的穩定性也是一個重要的評估指標，特別是在排序算法中C.數據結構的可維護性和可讀性在實際應用中通常不重要D.對于特定的應用場景，還需要考慮數據結構與其他部分的集成和協作效率16、設計一個數字信號發生器電路，能夠產生不同類型的數字信號，如脈沖信號、方波信號、正弦波信號等，信號頻率和幅度可調節。17、設計一個智能電表的通信接口電路，能夠與上位機進行數據通信，包括接口類型選擇和電路設計。18、假設要設計一個算法來找出一個整數數組中所有出現次數超過一半的元素。以下哪種數據結構和算法的結合可能是最有效的？（）A.哈希表記錄元素出現次數，然后篩選出次數超過一半的元素B.排序數組，然后通過遍歷找出出現次數超過一半的元素C.棧，存儲元素并進行比較，難以實現此功能D.隊列，先進先出，不適合統計元素出現次數19、考慮用數據結構來實現一個字典功能，要求能夠快速插入、刪除和查找元素。以下哪種數據結構可能是最合適的（）A.紅黑樹B.跳表C.堆D.以上數據結構都可以20、設計一個基于FPGA的CAN總線通信控制器，實現數據的收發和錯誤處理，給出硬件描述和測試方案。21、設計一個用于工業自動化的激光測距系統，測量精度達到毫米級，給出系統組成和測量算法。22、運用集成電路設計流程，設計一款用于工業控制的數字信號處理器芯片，滿足實時性和高精度要求。23、假設正在實現一個電話號碼簿程序，需要快速根據姓名查找對應的電話號碼。以下哪種數據結構和算法的組合可能是最有效的？（）A.二叉搜索樹，進行姓名查找B.冒泡排序后的數組，順序查找C.哈希表，直接定位電話號碼D.插入排序后的數組，二分查找24、設計一個基于數字信號處理器（DSP）的語音信號處理系統，能夠實現語音的采集、濾波、編碼和傳輸功能。25、設計一個基于數字信號處理的語音合成系統，能夠將文本轉換為自然流暢的語音。26、快速排序是一種高效的排序算法，具有較好的平均性能。以下關于快速排序的描述，錯誤的是：（）A.快速排序通過選擇一個基準元素，將數組分為小于和大于基準元素的兩部分，然后對這兩部分分別遞歸排序B.快速排序在最壞情況下的時間復雜度為O(n^2)，但這種情況很少出現C.快速排序的空間復雜度主要取決于遞歸調用的棧空間，通常為O(logn)D.快速排序是一種穩定的排序算法，能夠保證相同元素的相對順序不變27、在數據結構的選擇中，需要考慮時間復雜度、空間復雜度和操作的便捷性等因素。以下情況中，優先選擇數組而不是鏈表的是（）A.頻繁進行插入和刪除操作B.事先不知道數據的規模大小C.需要快速隨機訪問元素D.內存空間有限28、考慮一個航班預訂系統，需要存儲不同航班的信息，包括航班號、起降時間、座位數量等，并能夠快速地根據航班號、起降地點等條件進行查詢和預訂操作。在這種情況下，以下哪種數據結構和算法的組合可能是最優的？（）A.二分查找算法和二叉搜索樹B.哈希表和線性探測解決沖突C.冒泡排序和鏈表D.選擇排序和數組29、設計一個基于光電傳感器和計數器的物體運動速度測量系統，準確測量物體的運動速度。30、AVL樹是一種平衡二叉搜索樹。假設我們正在使用一個AVL樹。以下關于AVL樹的描述，哪一項是不準確的？（）A.AVL樹通過旋轉操作保持左右子樹的高度差不超過1，從而保證平衡B.插入和刪除節點后，可能需要進行多次旋轉操作來恢復AVL樹的平衡C.AVL樹的查找、插入和刪除操作的時間復雜度在最壞情況下均為O(logn)D.AVL樹的空間復雜度比普通二叉搜索樹高很多，不適合在內存受限的環境中使用二、綜合題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）某餐廳的菜單管理系統需要存儲菜品信息，如菜品編號、菜品名稱、菜品價格、菜品分類、銷量等。系統要實現快速查找特定菜品、按照銷量對菜品進行排序、新增菜品、修改菜品信息以及刪除菜品。請確定合適的數據結構，并詳細闡述算法和代碼實現，同時討論性能優化方法。2、（本題5分）某電商平臺的商家管理系統需要存儲商家的信息，如商家編號、商家名稱、主營商品、信譽評級、銷售額等。系統要能夠快速查找特定商家、按照銷售額對商家進行排序、新增商家、修改商家信息、對違規商家進行處理。請設計合適的數據結構和算法，并給出代碼實現和性能評估。3、（本題5分）某高校的選課系統需要處理學生的選課操作，確保課程容量不超員，同時滿足學生的選課需求。設計合適的數據結構和算法，實現選課過程的高效管理。4、（本題5分）在一個在線課程學習系統中，學生需要完成一系列的課程任務，每個任務有不同的要求和截止日期。設計數據結構來記錄學生的任務完成情況，包括已完成任務、未完成任務、任務提交時間、得分等，能夠實時跟蹤學生的學習進度并及時提醒學生即將到期的任務。5、（本題5分）一個在線課程平臺的作業管理系統需要記錄作業信息、學生提交情況和教師批改情況。作業信息包括作業ID、課程ID、作業內容、截止時間，學生提交情況包括學生ID、作業ID、提交時間、提交內容，教師批改情況包括作業ID、批改時間、批改分數、評語。請設計數據結構來管理作業數據，實現作業的發布、提交、批改、查詢，并統計學生的作業完成情況。三、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）鏈表的環形檢測有哪些方法？請詳細描述一種方法的實現過程。2、（本題5分）說明二叉樹的遍歷算法在二叉樹的層次遍歷變種問題（如之字形遍歷）中的應用。3、（本題5分）如何在二叉搜索樹中查找特定值的節點？請描述查找過程。4、（本題