沈陽化工大學(xué)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與C語言》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁沈陽化工大學(xué)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與C語言》

2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號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、運(yùn)用電子電路知識，設(shè)計(jì)一個(gè)用于工業(yè)自動(dòng)化的壓力傳感器信號調(diào)理電路，將傳感器輸出信號轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電壓或電流信號。2、快速排序也是一種常用的排序算法。假設(shè)我們正在使用快速排序?qū)?shù)組進(jìn)行排序。以下關(guān)于快速排序的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.快速排序通過選擇一個(gè)基準(zhǔn)元素，將數(shù)組分成兩部分，然后對這兩部分分別排序B.快速排序在平均情況下的時(shí)間復(fù)雜度為O(nlogn)，但在最壞情況下會(huì)退化為O(n^2)C.選擇合適的基準(zhǔn)元素可以提高快速排序的性能，通常選擇數(shù)組的中間元素作為基準(zhǔn)D.快速排序是一種穩(wěn)定的排序算法，能夠保證相同元素的相對順序不變3、設(shè)計(jì)一個(gè)太陽能路燈控制器智能調(diào)光與節(jié)能電路，能夠根據(jù)環(huán)境光照強(qiáng)度和交通流量自動(dòng)調(diào)節(jié)路燈亮度，實(shí)現(xiàn)節(jié)能的同時(shí)保證照明效果。4、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字溫度計(jì)濕度計(jì)電路，能夠同時(shí)測量環(huán)境溫度和濕度，溫度精度為±0.1℃，濕度精度為±2%RH。5、設(shè)計(jì)一個(gè)無線遙控器智能學(xué)習(xí)電路，能夠?qū)W習(xí)其他遙控器的編碼，實(shí)現(xiàn)一個(gè)遙控器控制多個(gè)設(shè)備。6、二叉樹是一種重要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。在二叉樹的性質(zhì)中，以下描述哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.二叉樹的每個(gè)節(jié)點(diǎn)最多有兩個(gè)子節(jié)點(diǎn)，分別稱為左子節(jié)點(diǎn)和右子節(jié)點(diǎn)B.滿二叉樹是一種特殊的二叉樹，所有的葉子節(jié)點(diǎn)都在同一層C.完全二叉樹中，除了最后一層，其他層的節(jié)點(diǎn)都是滿的，且最后一層的節(jié)點(diǎn)從左到右依次排列D.對于一棵深度為h的二叉樹，其節(jié)點(diǎn)總數(shù)最多為2^h-1，最少為h7、考慮一個(gè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的處理系統(tǒng)，需要按照數(shù)據(jù)包到達(dá)的先后順序進(jìn)行處理，同時(shí)能夠在任意時(shí)刻獲取最早到達(dá)的數(shù)據(jù)包。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以滿足這種需求？（）A.優(yōu)先隊(duì)列，根據(jù)優(yōu)先級處理數(shù)據(jù)包B.鏈表，順序存儲(chǔ)數(shù)據(jù)包C.棧，先進(jìn)后出處理數(shù)據(jù)包D.環(huán)形隊(duì)列，實(shí)現(xiàn)先進(jìn)先出且循環(huán)利用空間8、設(shè)計(jì)一個(gè)基于模擬乘法器和運(yùn)放的有效值測量電路，能夠測量交流信號的有效值。9、想象一個(gè)地圖應(yīng)用，需要存儲(chǔ)不同地點(diǎn)之間的距離信息，并能夠快速找到兩個(gè)地點(diǎn)之間的最短路徑。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.鄰接矩陣結(jié)合深度優(yōu)先搜索算法，能表示完整的圖結(jié)構(gòu)，但對于大規(guī)模圖效率較低B.鄰接表結(jié)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(jié)合迪杰斯特拉算法，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)難度大D.哈希圖結(jié)合A*算法，適用于復(fù)雜的啟發(fā)式搜索，但對簡單地圖可能過于復(fù)雜10、運(yùn)用通信網(wǎng)絡(luò)原理，設(shè)計(jì)一個(gè)智能倉儲(chǔ)物流的無線定位系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)貨物和搬運(yùn)設(shè)備的精確定位。11、設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的集成電路放大器，要求具有特定的增益、帶寬和輸入輸出阻抗，分析其性能并優(yōu)化設(shè)計(jì)以滿足特定要求。12、設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的智能灌溉控制器，能夠根據(jù)土壤濕度和作物需水規(guī)律自動(dòng)控制灌溉水量和時(shí)間。13、設(shè)計(jì)一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)中的速度控制器，用于控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，滿足特定的動(dòng)態(tài)和穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo)。14、設(shè)計(jì)一個(gè)音頻均衡器電路，能夠?qū)Σ煌l段的音頻信號進(jìn)行獨(dú)立的增益調(diào)節(jié)，以改善音頻質(zhì)量。15、設(shè)計(jì)一個(gè)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)定位系統(tǒng)，能夠確定節(jié)點(diǎn)的位置信息，描述系統(tǒng)的原理和實(shí)現(xiàn)方法。16、設(shè)計(jì)一個(gè)基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能工廠生產(chǎn)管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動(dòng)化監(jiān)控和調(diào)度。17、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字圖像處理中的圖像壓縮質(zhì)量評估系統(tǒng)，包括客觀和主觀評估指標(biāo)的測量。18、設(shè)計(jì)一個(gè)模擬集成電路中的運(yùn)算放大器，滿足特定的增益、帶寬和輸入輸出阻抗要求，進(jìn)行性能仿真。19、樹是一種非線性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，具有層次關(guān)系。以下關(guān)于樹的描述，不正確的是：（）A.二叉樹的每個(gè)節(jié)點(diǎn)最多有兩個(gè)子節(jié)點(diǎn)，分為左子節(jié)點(diǎn)和右子節(jié)點(diǎn)B.二叉搜索樹的左子樹中的節(jié)點(diǎn)值小于根節(jié)點(diǎn)值，右子樹中的節(jié)點(diǎn)值大于根節(jié)點(diǎn)值，便于快速查找、插入和刪除C.平衡二叉樹通過自動(dòng)調(diào)整保持樹的平衡，提高了查找效率，但插入和刪除操作相對復(fù)雜D.樹的遍歷方式包括前序遍歷、中序遍歷和后序遍歷，且每種遍歷方式的時(shí)間復(fù)雜度都是相同的，與樹的結(jié)構(gòu)無關(guān)20、設(shè)計(jì)一個(gè)基于ZigBee技術(shù)的無線智能家居安防系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測門窗狀態(tài)、煙霧濃度、入侵情況等，并進(jìn)行報(bào)警。21、設(shè)計(jì)一個(gè)正弦波信號發(fā)生器，頻率范圍為10Hz至1MHz，輸出幅度可調(diào)，失真度小于1%，說明電路原理和調(diào)試方法。22、在圖這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，鄰接矩陣和鄰接表是兩種常見的存儲(chǔ)方式。假設(shè)一個(gè)圖的頂點(diǎn)數(shù)量很多，但邊的數(shù)量相對較少。為了節(jié)省存儲(chǔ)空間，以下哪種存儲(chǔ)方式可能更優(yōu)（）A.鄰接矩陣B.鄰接表C.十字鏈表D.都一樣，沒有區(qū)別23、設(shè)計(jì)一個(gè)高速串行通信系統(tǒng)，采用PCIe接口，傳輸速率達(dá)到10Gbps，說明硬件實(shí)現(xiàn)和協(xié)議棧。24、圖是一種復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，可以用于表示各種關(guān)系。以下關(guān)于圖的描述，不準(zhǔn)確的是：（）A.圖由頂點(diǎn)和邊組成，邊可以有權(quán)重，表示頂點(diǎn)之間的關(guān)系強(qiáng)度或距離B.圖的存儲(chǔ)方式有鄰接矩陣和鄰接表，鄰接矩陣適合稠密圖，鄰接表適合稀疏圖C.圖的遍歷方式有深度優(yōu)先遍歷和廣度優(yōu)先遍歷，可用于解決路徑搜索、連通性判斷等問題D.對于有向圖和無向圖，其算法和應(yīng)用場景完全相同，只是邊的表示方式有所不同25、設(shè)計(jì)一個(gè)簡易的數(shù)字頻率計(jì)，能夠測量1Hz至100kHz范圍內(nèi)的正弦波、方波和三角波的頻率，精度達(dá)到0.1%，請?jiān)敿?xì)說明系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，包括硬件和軟件部分。二、簡答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）論述伸展樹在數(shù)據(jù)局部性較好情況下的性能優(yōu)勢。2、（本題5分）解釋二叉搜索樹的概念和特點(diǎn)，分析其查找、插入和刪除操作的時(shí)間復(fù)雜度，并討論如何保持其平衡性。3、（本題5分）在一個(gè)二叉搜索樹中，如何查找第k小的元素？4、（本題5分）論述在二叉樹的平衡調(diào)整中，如何通過平衡因子的動(dòng)態(tài)計(jì)算來決定調(diào)整策略。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，使用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲(chǔ)一個(gè)超市的商品促銷活動(dòng)效果評估信息，包括銷售額增長、客流量變化等。2、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，使用歸并排序?qū)蓚€(gè)已排序的數(shù)組進(jìn)行合并和排序。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)算法，在一個(gè)二叉樹中找出所有節(jié)點(diǎn)的祖先節(jié)點(diǎn)。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，使用弗洛伊德算法求一個(gè)有向網(wǎng)中任意兩點(diǎn)之間的最短路徑。5、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)算法，用鄰接矩陣表示一個(gè)無向圖，判斷圖中是否存在獨(dú)立集。四、綜合題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）一個(gè)超市的促銷活動(dòng)管理系統(tǒng)需要存儲(chǔ)促銷活動(dòng)的信息，如活動(dòng)編號、活動(dòng)名稱、活動(dòng)時(shí)間、優(yōu)惠方式、參與商品等。系統(tǒng)要支持快速查找特定促銷活動(dòng)、按照活動(dòng)時(shí)間對活動(dòng)進(jìn)行排序、新增促銷活動(dòng)、修改活動(dòng)規(guī)則、結(jié)束活動(dòng)。請確定恰當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并詳細(xì)闡述算法和代碼實(shí)現(xiàn)，以及性能優(yōu)化策略。2、（本題10分）某在線游