昭通學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及算法實(shí)驗(yàn)（Python）》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

自覺遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無(wú)效密自覺遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無(wú)效密封線第1頁(yè)，共3頁(yè)昭通學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及算法實(shí)驗(yàn)（Python）》

2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷院(系)_______班級(jí)_______學(xué)號(hào)_______姓名_______題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共15個(gè)小題，每小題1分，共15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)液晶顯示的背光源系統(tǒng)，能夠提供均勻、穩(wěn)定的光照，具有亮度調(diào)節(jié)和色彩控制功能。2、設(shè)計(jì)一個(gè)用于太陽(yáng)能路燈的控制器，能夠根據(jù)光照強(qiáng)度自動(dòng)控制路燈開關(guān)和亮度調(diào)節(jié)，給出電路原理和控制策略。3、平衡二叉樹是為了改進(jìn)二叉搜索樹在某些情況下性能不佳而提出的。以下關(guān)于平衡二叉樹的描述，正確的是（）A.平衡二叉樹的左右子樹高度差一定不超過(guò)1B.插入和刪除操作不會(huì)破壞平衡二叉樹的平衡性C.平衡二叉樹的查找效率一定高于二叉搜索樹D.所有的平衡二叉樹都是完全二叉樹4、設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)字信號(hào)處理的語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)，能夠?qū)μ囟ǖ恼Z(yǔ)音指令進(jìn)行識(shí)別和響應(yīng)，分析其識(shí)別準(zhǔn)確率和實(shí)時(shí)性。5、設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)采集環(huán)境溫度并通過(guò)液晶顯示屏顯示，當(dāng)溫度超過(guò)設(shè)定閾值時(shí)能夠發(fā)出報(bào)警信號(hào)。6、設(shè)計(jì)一個(gè)音頻分頻器電路，將音頻信號(hào)分為高音、中音和低音，給出電路結(jié)構(gòu)和元件參數(shù)計(jì)算。7、設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的智能車庫(kù)門控制系統(tǒng)，能夠通過(guò)遙控器和手機(jī)APP控制車庫(kù)門的開關(guān)。8、設(shè)計(jì)一個(gè)基于51單片機(jī)的智能交通燈控制系統(tǒng)，能夠根據(jù)車流量自動(dòng)調(diào)整紅綠燈時(shí)間，提高道路通行效率。9、利用數(shù)字電路技術(shù)，設(shè)計(jì)一個(gè)智能公交站牌系統(tǒng)，顯示車輛實(shí)時(shí)位置和預(yù)計(jì)到達(dá)時(shí)間。10、以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)適合用于實(shí)現(xiàn)LRU（最近最少使用）頁(yè)面置換算法？（）A.隊(duì)列B.棧C.哈希表D.雙向鏈表11、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電壓表，測(cè)量范圍為0至1000V，精度為10V，采用分壓網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)，說(shuō)明硬件電路和軟件算法。12、設(shè)計(jì)一個(gè)基于藍(lán)牙模塊和手機(jī)應(yīng)用的智能家居遙控器，實(shí)現(xiàn)對(duì)家居設(shè)備的遠(yuǎn)程控制。13、設(shè)計(jì)一個(gè)基于音頻運(yùn)放的耳機(jī)放大器，輸出功率不小于500mW，失真度小于0.1%。14、假設(shè)正在實(shí)現(xiàn)一個(gè)電話號(hào)碼簿程序，需要快速根據(jù)姓名查找對(duì)應(yīng)的電話號(hào)碼。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法的組合可能是最有效的？（）A.二叉搜索樹，進(jìn)行姓名查找B.冒泡排序后的數(shù)組，順序查找C.哈希表，直接定位電話號(hào)碼D.插入排序后的數(shù)組，二分查找15、根據(jù)數(shù)字信號(hào)處理知識(shí)，設(shè)計(jì)一個(gè)音頻均衡器的自動(dòng)調(diào)整系統(tǒng)，根據(jù)音頻內(nèi)容自動(dòng)優(yōu)化頻率響應(yīng)。二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）詳細(xì)闡述快速排序的分區(qū)過(guò)程和遞歸調(diào)用，分析其平均和最壞情況下的時(shí)間復(fù)雜度。2、（本題5分）鏈表的分割操作有哪些方法？請(qǐng)?jiān)敿?xì)描述一種方法的實(shí)現(xiàn)過(guò)程。3、（本題5分）解釋如何在一個(gè)二叉搜索樹中進(jìn)行查找操作的多線程優(yōu)化，給出算法步驟和實(shí)現(xiàn)代碼，并分析其線程安全和性能提升。4、（本題5分）論述紅黑樹在插入新節(jié)點(diǎn)后，如何通過(guò)旋轉(zhuǎn)和顏色調(diào)整來(lái)保持其性質(zhì)。三、綜合題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）在一個(gè)在線游戲中，玩家的角色信息需要被實(shí)時(shí)更新和存儲(chǔ)。角色信息包括角色I(xiàn)D、角色名、等級(jí)、經(jīng)驗(yàn)值、裝備列表、技能列表等。設(shè)計(jì)一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)這些角色數(shù)據(jù)，以便能夠快速查詢角色的詳細(xì)信息、按照等級(jí)進(jìn)行排序、更新角色的經(jīng)驗(yàn)值和裝備，并處理多個(gè)玩家同時(shí)進(jìn)行的操作。2、（本題5分）一個(gè)在線房產(chǎn)中介系統(tǒng)需要管理房源信息、房東信息、租客需求、租賃合同等。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)房源的發(fā)布、租客需求的匹配、合同的簽訂和管理，能夠保障交易的安全和透明。3、（本題5分）某在線論壇需要對(duì)帖子和回復(fù)進(jìn)行管理。帖子和回復(fù)以雙向鏈表的形式存儲(chǔ)。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)算法實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）按照發(fā)布時(shí)間順序輸出帖子和回復(fù)；（2）將熱門帖子置頂；（3）刪除某個(gè)違規(guī)的帖子或回復(fù)；（4）統(tǒng)計(jì)每個(gè)帖子的回復(fù)數(shù)量。分析算法的時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。4、（本題5分）某航空公司的訂票系統(tǒng)需要對(duì)航班信息和乘客訂票情況進(jìn)行管理。航班信息包括航班號(hào)、起降時(shí)間、起降地點(diǎn)、座位數(shù)量等，乘客訂票信息包括乘客姓名、身份證號(hào)、航班號(hào)、座位號(hào)等。這些信息以哈希表和鏈表的組合形式存儲(chǔ)。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)算法實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）查詢某個(gè)航班的剩余座位數(shù)量；（2）為乘客預(yù)訂指定航班的座位；（3）取消乘客的訂票；（4）統(tǒng)計(jì)每個(gè)航班的訂票人數(shù)。分析算法的時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。5、（本題5分）一個(gè)在線點(diǎn)餐外賣系統(tǒng)需要管理餐廳信息、菜品信息、用戶訂單、配送信息等。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)餐廳和菜品的添加、刪除、修改，用戶訂單的處理和配送狀態(tài)的跟蹤，能夠優(yōu)化配送路線和提高訂單處理效率。四、設(shè)計(jì)題（本大題共4個(gè)小題，共40分)1、（本題10分）實(shí)現(xiàn)一個(gè)算法，計(jì)算一個(gè)圖中所有頂點(diǎn)對(duì)之間的最短路徑長(zhǎng)度的平均值。2、（本題10分）設(shè)計(jì)算法檢測(cè)圖是否為二