煙臺大學《數(shù)據(jù)結構課程設計》2021-2022學年第一學期期末試卷

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《數(shù)據(jù)結構課程設計》2021-2022學年第一學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共15個小題，每小題2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、設計一個基于ZigBee技術的智能溫室控制系統(tǒng)，能夠調節(jié)溫室內的溫度、濕度、光照和二氧化碳濃度。2、選擇排序是另一種常見的排序算法。以下關于選擇排序的說法中，不正確的是（）A.選擇排序每次從待排序序列中選擇最小（或最大）的元素放到已排序序列的末尾B.選擇排序在最壞情況下的時間復雜度為O(n^2)C.選擇排序的空間復雜度為O(1)D.選擇排序是一種穩(wěn)定的排序算法3、設計一個太陽能熱水器控制器節(jié)能優(yōu)化電路，能夠根據(jù)天氣情況和用戶需求自動優(yōu)化熱水器的工作狀態(tài)，實現(xiàn)節(jié)能優(yōu)化。4、設計一個數(shù)字信號調制解調糾錯電路，能夠對調制解調過程中的錯誤進行檢測和糾正，提高通信的可靠性。5、考慮到一個在線游戲的排行榜系統(tǒng)，需要根據(jù)玩家的得分實時更新排名，并能夠快速獲取前幾名玩家的信息。在這種情況下，以下哪種數(shù)據(jù)結構能夠有效地支持排名的動態(tài)更新和高效查詢？（）A.平衡二叉樹B.斐波那契堆C.完全二叉樹D.伸展樹6、想象一個地圖應用，需要存儲不同地點之間的距離信息，并能夠快速找到兩個地點之間的最短路徑。以下哪種數(shù)據(jù)結構和算法的組合可能是最有效的？（）A.鄰接矩陣結合深度優(yōu)先搜索算法，能表示完整的圖結構，但對于大規(guī)模圖效率較低B.鄰接表結合廣度優(yōu)先搜索算法，節(jié)省空間，適合查找最短路徑C.十字鏈表結合迪杰斯特拉算法，結構復雜，實現(xiàn)難度大D.哈希圖結合A*算法，適用于復雜的啟發(fā)式搜索，但對簡單地圖可能過于復雜7、設計一個簡單的無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，工作頻率在ISM頻段，傳輸距離不小于100米，數(shù)據(jù)傳輸速率不低于1Mbps，說明系統(tǒng)組成和關鍵技術。8、設計一個基于鎖相環(huán)的頻率合成器電路，輸出頻率范圍為100kHz-1GHz，頻率分辨率不大于1kHz，相位噪聲小于-100dBc/Hz@1kHz偏移。9、設計一個基于藍牙低能耗（BLE）的智能手環(huán)，能夠監(jiān)測心率、運動步數(shù)和睡眠質量，并與手機進行數(shù)據(jù)同步，說明硬件設計和軟件架構。10、設計一個基于Wi-Fi的遠程監(jiān)控系統(tǒng)，使用攝像頭采集圖像，并通過網(wǎng)絡將圖像傳輸?shù)竭h程客戶端進行實時監(jiān)控。11、設計一個數(shù)字頻率計數(shù)器擴展電路，能夠將頻率計的測量范圍擴展到1GHz，精度為±1Hz。12、對于一個具有n個節(jié)點的完全二叉樹，其葉子節(jié)點的個數(shù)大約為？（）A.n/2B.n/4C.log2nD.n/2-113、設計一個無線通信衰落信道的模擬模型，能夠產(chǎn)生不同類型的衰落信號，用于系統(tǒng)性能測試。14、設計一個無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，采用藍牙技術實現(xiàn)短距離數(shù)據(jù)傳輸，傳輸速率不低于1Mbps，有效傳輸距離不小于10米。15、設計一個低通濾波器電路，截止頻率為1kHz，通帶波紋小于1dB，阻帶衰減不小于40dB，輸入信號頻率范圍為0-5kHz。二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）解釋線段樹在處理區(qū)間查詢時的時間復雜度優(yōu)化方法。2、（本題5分）論述如何利用深度優(yōu)先搜索算法判斷圖是否為連通圖，并給出相應的代碼實現(xiàn)思路。3、（本題5分）比較折半查找、順序查找和二叉排序樹查找三種查找算法的性能，包括時間復雜度和適用場景。三、綜合題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）在一個社交媒體平臺中，需要管理用戶的關注關系和發(fā)布的動態(tài)信息。設計一種數(shù)據(jù)結構來存儲用戶之間的關注關系和動態(tài)信息，支持快速查詢用戶的關注者和被關注者列表，以及獲取用戶發(fā)布的最新動態(tài)，并能夠高效地推送動態(tài)給關注者。2、（本題5分）某電商平臺的物流配送路徑規(guī)劃系統(tǒng)需要存儲配送地點和路徑信息，包括地點編號、地點名稱、經(jīng)度、緯度、相鄰地點等。系統(tǒng)要實現(xiàn)快速查找最短配送路徑、按照距離對配送地點進行排序、新增配送地點、修改路徑信息。請選擇恰當?shù)臄?shù)據(jù)結構，并詳細說明算法和代碼實現(xiàn)，以及性能評估。3、（本題5分）一個城市的公共交通系統(tǒng)需要實時跟蹤公交車的位置和行駛路線，為乘客提供準確的到站時間預測。設計一種數(shù)據(jù)結構和算法，能夠高效地處理車輛位置信息，計算到站時間。4、（本題5分）某電商倉庫管理系統(tǒng)需要存儲貨物的種類、數(shù)量、存放位置和入庫出庫時間等信息。請設計合適的數(shù)據(jù)結構來存儲貨物信息，支持貨物的入庫、出庫、盤點和庫存查詢操作，并能夠根據(jù)貨物的入庫時間和保質期進行優(yōu)先出庫處理。5、（本題5分）某電商平臺的商品推薦系統(tǒng)需要根據(jù)用戶的瀏覽歷史、購買記錄和收藏行為為用戶推薦相關商品。設計數(shù)據(jù)結構來存儲和分析這些用戶行為數(shù)據(jù)，實現(xiàn)個性化的商品推薦算法，能夠實時更新推薦結果以適應用戶興趣的變化。四、設計題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）設計一個算法，在一個二叉樹中