湖北工程學(xué)院新技術(shù)學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》2022-2023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頁湖北工程學(xué)院新技術(shù)學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》

2022-2023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15個小題，每小題1分，共15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、根據(jù)數(shù)字信號處理知識，設(shè)計一個音頻回聲消除系統(tǒng)，消除語音通信中的回聲干擾。2、插入排序也是一種基本的排序算法。對于插入排序的特點和性能，以下描述錯誤的是（）A.插入排序?qū)⒋判蛟夭迦氲揭雅判蛐蛄械暮线m位置B.插入排序在平均情況下的時間復(fù)雜度為O(n^2)C.插入排序在數(shù)據(jù)基本有序時性能較好D.插入排序是一種不穩(wěn)定的排序算法3、在數(shù)組實現(xiàn)的順序隊列中，front指針指向隊頭元素，rear指針指向隊尾元素的下一個位置。假設(shè)隊列的最大容量為10，初始時front=rear=0。進(jìn)行了5次入隊操作和3次出隊操作后，隊列中的元素個數(shù)是多少？（）A.2B.3C.5D.84、設(shè)計一個基于單片機的電子秤系統(tǒng)，能夠測量物體的重量，并具有去皮、計價等功能。5、設(shè)計一個基于單片機的水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)，能夠監(jiān)測水的溫度、酸堿度、溶解氧等參數(shù)。6、設(shè)計一個圖像處理中的邊緣檢測算法，并在實際圖像上進(jìn)行測試和優(yōu)化，分析算法的復(fù)雜度和準(zhǔn)確性。7、設(shè)計一個基于STM32的智能手環(huán)，能夠監(jiān)測心率、血壓、運動步數(shù)等健康數(shù)據(jù)，并通過藍(lán)牙與手機進(jìn)行數(shù)據(jù)同步。8、設(shè)計一個基于ADC和微控制器的光照強度測量系統(tǒng)，能夠測量0-10000lux的光照強度，精度達(dá)到1lux。9、當(dāng)處理一個動態(tài)增長和收縮的數(shù)據(jù)集合時，例如一個不斷有元素插入和刪除的集合，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在空間利用和操作效率上可能表現(xiàn)更優(yōu)（）A.數(shù)組B.鏈表C.哈希表D.二叉搜索樹10、基于通信原理設(shè)計一個數(shù)字通信系統(tǒng)，包括信源編碼、信道編碼、調(diào)制解調(diào)等模塊，給出系統(tǒng)性能評估。11、設(shè)計一個帶通橢圓濾波器電路，中心頻率為1kHz，帶寬為200Hz，通帶波紋小于0.3dB，阻帶衰減不小于60dB，輸入信號頻率范圍為0-2kHz。12、設(shè)計一個基于單片機的太陽能充電控制器，能夠?qū)崿F(xiàn)對太陽能電池板的最大功率跟蹤和蓄電池的充電管理。13、設(shè)計一個簡單的鋰電池充電管理系統(tǒng)，能夠?qū)︿囯姵剡M(jìn)行恒流恒壓充電，充電終止電壓為4.2V，充電電流可調(diào)節(jié)。14、根據(jù)電子電路原理，設(shè)計一個用于太陽能發(fā)電系統(tǒng)的最大功率點跟蹤（MPPT）控制器，提高太陽能的利用效率。15、設(shè)計一個基于ZigBee技術(shù)的智能農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，能夠?qū)崟r監(jiān)測土壤濕度、溫度、酸堿度等參數(shù)。二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）詳細(xì)解釋在一個具有n個頂點的無向圖中，如何使用廣度優(yōu)先搜索算法計算圖的連通分量個數(shù)，并分析其時間復(fù)雜度。2、（本題5分）解釋二叉搜索樹的概念和特點，分析其查找、插入和刪除操作的時間復(fù)雜度，并討論如何保持其平衡性。3、（本題5分）詳細(xì)說明在一個具有n個頂點和e條邊的無向圖中，如何使用深度優(yōu)先搜索算法判斷圖是否連通，并分析其時間復(fù)雜度。4、（本題5分）解釋如何判斷一個二叉樹是否為對稱二叉樹，給出算法步驟和代碼實現(xiàn)。三、綜合題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）一個在線音樂平臺需要管理大量的音樂文件信息，包括歌曲名稱、歌手、專輯、時長、播放次數(shù)等。設(shè)計一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲音樂文件信息，支持快速查找、排序和更新歌曲信息，并能夠統(tǒng)計歌手的歌曲播放總次數(shù)和熱門歌曲排行榜。2、（本題5分）某在線論壇需要對帖子和回復(fù)進(jìn)行管理。帖子和回復(fù)以雙向鏈表的形式存儲。請設(shè)計算法實現(xiàn)以下功能：（1）按照發(fā)布時間順序輸出帖子和回復(fù)；（2）將熱門帖子置頂；（3）刪除某個違規(guī)的帖子或回復(fù)；（4）統(tǒng)計每個帖子的回復(fù)數(shù)量。分析算法的時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。3、（本題5分）在一個在線招聘系統(tǒng)中，需要管理企業(yè)招聘信息、求職者簡歷、面試安排和錄用結(jié)果等。設(shè)計一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲這些信息，支持企業(yè)招聘信息的發(fā)布和更新，求職者簡歷的投遞和篩選，面試的安排和記錄，以及錄用結(jié)果的通知，并能夠?qū)崿F(xiàn)人才庫的建立和智能匹配推薦。4、（本題5分）一個在線音樂制作平臺需要管理音樂項目、音軌、樂器和效果器等信息。設(shè)計一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲這些信息，支持音樂項目的創(chuàng)建和編輯，音軌的添加、刪除和調(diào)整，樂器和效果器的選擇和應(yīng)用，并能夠?qū)崟r保存和恢復(fù)項目進(jìn)度。5、（本題5分）一個在線點餐系統(tǒng)需要管理菜品信息、菜單、用戶訂單和支付信息等。設(shè)計一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲這些信息，支持菜品的添加、刪除和修改，菜單的生成，用戶訂單的處理和支付信息的記錄，并能夠快速處理高峰時段的大量訂單和優(yōu)化配送路線。四、設(shè)計題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）設(shè)計一個程序，構(gòu)建一個大頂堆或小頂堆，并實現(xiàn)堆排序算法，對一組隨機數(shù)進(jìn)行排序。2、（本題10分）基于字典樹結(jié)構(gòu)，設(shè)計一個程序，用于快速查找和統(tǒng)計文本中出現(xiàn)的不同單詞及其頻率。