河套學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（Pthon）》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

站名：站名：年級(jí)專(zhuān)業(yè)：姓名：學(xué)號(hào)：凡年級(jí)專(zhuān)業(yè)、姓名、學(xué)號(hào)錯(cuò)寫(xiě)、漏寫(xiě)或字跡不清者，成績(jī)按零分記?！堋狻€…………第1頁(yè)，共1頁(yè)河套學(xué)院

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（Pthon）》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共25個(gè)小題，每小題1分，共25分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、設(shè)計(jì)一個(gè)基于音頻DAC的音頻播放系統(tǒng)，支持高保真音頻輸出，采樣率不低于44.1kHz。2、設(shè)計(jì)一個(gè)太陽(yáng)能熱水器控制器智能控制電路，能夠根據(jù)天氣情況和用戶(hù)需求自動(dòng)調(diào)節(jié)熱水器的工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)智能化控制。3、設(shè)計(jì)一個(gè)基于編碼器的電機(jī)位置控制系統(tǒng)，能夠精確控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度和位置。4、使用集成電路設(shè)計(jì)一個(gè)ADC轉(zhuǎn)換器，給出轉(zhuǎn)換精度、速度和功耗等性能指標(biāo)，并進(jìn)行電路實(shí)現(xiàn)。5、考慮用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)字典功能，要求能夠快速插入、刪除和查找元素。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最合適的（）A.紅黑樹(shù)B.跳表C.堆D.以上數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)都可以6、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)中，動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配是常見(jiàn)的操作。假設(shè)我們正在動(dòng)態(tài)分配內(nèi)存來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。以下關(guān)于動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.使用動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配可以根據(jù)實(shí)際需求靈活地調(diào)整數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的大小B.動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配需要注意內(nèi)存泄漏和內(nèi)存碎片的問(wèn)題C.釋放動(dòng)態(tài)分配的內(nèi)存時(shí)，必須使用對(duì)應(yīng)的釋放函數(shù)，否則會(huì)導(dǎo)致內(nèi)存泄漏D.只要程序正常結(jié)束，動(dòng)態(tài)分配的內(nèi)存會(huì)自動(dòng)釋放，不需要手動(dòng)處理7、設(shè)計(jì)一個(gè)基于音頻功率放大器的汽車(chē)音響系統(tǒng)，具備四路輸出，總功率不小于100W。8、在排序算法中，冒泡排序是一種簡(jiǎn)單的排序方法。假設(shè)一個(gè)數(shù)組的初始狀態(tài)接近有序，以下關(guān)于冒泡排序的性能，哪個(gè)描述是準(zhǔn)確的（）A.時(shí)間復(fù)雜度仍然是O(n^2)，效率低下B.時(shí)間復(fù)雜度接近O(n)，性能較好C.會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)換為更高效的排序算法D.無(wú)法確定其性能9、設(shè)計(jì)一個(gè)基于音頻功率放大器芯片的音響系統(tǒng)，輸出功率不小于50W，具備高低音調(diào)節(jié)功能。10、設(shè)計(jì)一個(gè)溫度傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)分析與預(yù)警電路，能夠?qū)囟葌鞲衅骶W(wǎng)絡(luò)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，當(dāng)溫度異常時(shí)發(fā)出預(yù)警信號(hào)。11、設(shè)計(jì)一個(gè)用于雷達(dá)系統(tǒng)的中頻放大器，帶寬為10MHz，增益為50dB，噪聲系數(shù)小于5dB，闡述電路結(jié)構(gòu)和器件選擇。12、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字信號(hào)發(fā)生器擴(kuò)展電路，能夠增加信號(hào)發(fā)生器的輸出信號(hào)類(lèi)型和參數(shù)調(diào)節(jié)范圍，并且具有脈沖寬度調(diào)制功能。13、堆是一種特殊的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，常用于實(shí)現(xiàn)優(yōu)先隊(duì)列。以下關(guān)于堆的性質(zhì)，正確的是：（）A.大根堆中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)的值都大于或等于其孩子節(jié)點(diǎn)的值B.小根堆中，根節(jié)點(diǎn)的值一定是堆中最小的值C.堆可以用數(shù)組實(shí)現(xiàn)，通過(guò)特定的計(jì)算方式可以快速定位節(jié)點(diǎn)的父子關(guān)系D.對(duì)堆進(jìn)行插入和刪除操作后，不需要重新調(diào)整堆的結(jié)構(gòu)以保持其性質(zhì)14、利用模擬電路技術(shù)，設(shè)計(jì)一個(gè)用于醫(yī)療儀器的精密電流源，提供穩(wěn)定、精確的電流輸出。15、設(shè)計(jì)一個(gè)基于PLC的立體車(chē)庫(kù)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)車(chē)輛的存取、車(chē)位的分配和安全監(jiān)控功能。16、利用電力電子技術(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)逆變電路，將直流電源轉(zhuǎn)換為交流電源，輸出符合特定要求的電壓和頻率。17、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)，能夠?qū)φZ(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行降噪處理，給出系統(tǒng)的硬件架構(gòu)和軟件算法實(shí)現(xiàn)。18、字符串也是一種常見(jiàn)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。假設(shè)要比較兩個(gè)字符串的大小，通常是按照字符的ASCII碼值逐個(gè)比較。如果有兩個(gè)字符串"apple"和"banana"，以下哪種比較方式是正確的？（）A.比較兩個(gè)字符串的長(zhǎng)度B.從第一個(gè)字符開(kāi)始依次比較，直到出現(xiàn)不同的字符C.隨機(jī)比較字符串中的字符D.比較字符串中出現(xiàn)頻率最高的字符19、設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)字信號(hào)處理的語(yǔ)音增強(qiáng)系統(tǒng)，能夠在噪聲環(huán)境下提高語(yǔ)音的清晰度和可懂度。20、設(shè)計(jì)一個(gè)基于STM32的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，能夠連接多種傳感器并將數(shù)據(jù)上傳到云平臺(tái)，說(shuō)明系統(tǒng)架構(gòu)和通信協(xié)議轉(zhuǎn)換。21、設(shè)計(jì)一個(gè)音頻放大器擴(kuò)展電路，能夠增加放大器的輸出功率和音質(zhì)，并且具有失真檢測(cè)功能。22、設(shè)計(jì)一個(gè)基于ZigBee的智能家居控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)家電的遠(yuǎn)程控制和狀態(tài)監(jiān)測(cè)，闡述網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜屯ㄐ艆f(xié)議。23、設(shè)計(jì)一個(gè)基于運(yùn)算放大器的積分器電路，積分時(shí)間常數(shù)可調(diào)，用于對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行積分運(yùn)算。24、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字示波器，帶寬為100MHz，采樣率為1GSa/s，具備基本的測(cè)量功能，如峰峰值、頻率等，說(shuō)明硬件架構(gòu)和軟件界面設(shè)計(jì)。25、設(shè)計(jì)一個(gè)基于Arduino的智能灌溉系統(tǒng)，能夠根據(jù)土壤濕度自動(dòng)控制灌溉設(shè)備的開(kāi)啟和關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)灌溉。二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）對(duì)于一個(gè)用鏈表實(shí)現(xiàn)的隊(duì)列，如何實(shí)現(xiàn)循環(huán)隊(duì)列的擴(kuò)容操作，給出算法思路和代碼實(shí)現(xiàn)。2、（本題5分）在一個(gè)具有n個(gè)頂點(diǎn)的無(wú)向圖中，如何判斷兩個(gè)頂點(diǎn)之間是否存在簡(jiǎn)單路徑，給出一種有效的算法并分析其時(shí)間復(fù)雜度。3、（本題5分）詳細(xì)闡述如何在一個(gè)帶權(quán)有向圖中計(jì)算兩個(gè)頂點(diǎn)之間路徑經(jīng)過(guò)的頂點(diǎn)數(shù)量。4、（本題5分）數(shù)組的排序算法中，堆排序的實(shí)現(xiàn)過(guò)程是怎樣的？時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度分別是多少？三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，對(duì)順序表進(jìn)行二分查找的性能分析和比較。2、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，在一個(gè)有序數(shù)組中使用二分查找算法查找特定元素，若存在，輸出其位置，否則輸出未找到。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)組的循環(huán)隊(duì)列，實(shí)現(xiàn)插入、刪除和獲取隊(duì)列長(zhǎng)度的操作。4、（本題5分）使用雙向鏈表和迪杰斯特拉算法，設(shè)計(jì)一個(gè)程序，為一個(gè)電商物流網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃配送路徑，使配送時(shí)間最短。5、（本題5分）設(shè)計(jì)后綴樹(shù)的構(gòu)建算法，用于多模式字符串匹配，并與其他算法進(jìn)行比較。四、綜合題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）某在線考試的監(jiān)考系統(tǒng)需要實(shí)時(shí)監(jiān)控考生的答題狀態(tài)、行為異常和交卷時(shí)間。設(shè)計(jì)合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，保障考試的公平公正和順利進(jìn)行。2、（本題10分）一個(gè)在線點(diǎn)餐系統(tǒng)需要管理菜品信息、菜單、用戶(hù)訂單和支付信息等。設(shè)計(jì)一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)這些信息，支持菜品的添加、刪除和修改，菜單的生成，用戶(hù)訂單的處理和支付信息的記錄，并能夠快速處理高峰時(shí)段的大量訂單和優(yōu)化配送路線