華東師范大學(xué)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法實踐》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁華東師范大學(xué)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法實踐》

2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級_______學(xué)號_______姓名_______題號一二三四總分得分一、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(shè)計一個基于D/A轉(zhuǎn)換器的函數(shù)信號發(fā)生器，能夠產(chǎn)生正弦波、方波、三角波等常見波形。2、設(shè)計一個用于太陽能路燈的控制器，能夠根據(jù)光照強度自動控制路燈開關(guān)和亮度調(diào)節(jié)，給出電路原理和控制策略。3、設(shè)計一個通信系統(tǒng)中的多輸入多輸出（MIMO）傳輸方案，分析系統(tǒng)容量和誤碼率性能。4、設(shè)計一個基于無線通信技術(shù)的智能環(huán)境監(jiān)測站，能夠監(jiān)測溫度、濕度、氣壓、風(fēng)速等多種環(huán)境參數(shù)。5、設(shè)計一個基于STM32的智能農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)，能夠根據(jù)土壤濕度和氣象數(shù)據(jù)自動控制灌溉設(shè)備的運行，實現(xiàn)精準灌溉和水資源節(jié)約。6、考慮一個在線游戲中的玩家對戰(zhàn)匹配系統(tǒng)，需要根據(jù)玩家的等級和等待時間來進行匹配。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以高效地實現(xiàn)這個匹配過程？（）A.優(yōu)先隊列，按照等級和等待時間排序B.數(shù)組，隨機選擇匹配對象C.鏈表，逐個比較進行匹配D.二叉樹，根據(jù)等級劃分存儲7、設(shè)計一個簡單的無線充電發(fā)射端電路，能夠為接收設(shè)備提供穩(wěn)定的無線充電功率，給出電路設(shè)計和效率分析。8、設(shè)計一個基于FPGA的數(shù)字信號調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)，支持AM、FM、PM等調(diào)制方式。9、利用數(shù)字邏輯電路設(shè)計一個數(shù)字電壓表，能夠測量直流電壓并以數(shù)字形式顯示，給出測量精度和量程。10、設(shè)計一個基于霍爾傳感器的電流測量電路，能夠測量0-10A的直流電流，精度達到0.1A。11、線段樹是一種用于處理區(qū)間查詢和更新的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。假設(shè)我們正在使用線段樹解決區(qū)間問題。以下關(guān)于線段樹的描述，哪一項是不準確的？（）A.線段樹通過對區(qū)間進行遞歸劃分，建立樹形結(jié)構(gòu)來快速回答區(qū)間查詢B.插入和刪除操作在線段樹中比較復(fù)雜，通常不常使用C.線段樹的構(gòu)建時間復(fù)雜度為O(n)，查詢和更新操作的時間復(fù)雜度為O(logn)D.線段樹可以用于求解區(qū)間最大值、最小值、和等問題12、設(shè)計一個光耦隔離電路，實現(xiàn)輸入輸出信號的電氣隔離，給出電路設(shè)計和性能測試結(jié)果。13、設(shè)計一個基于藍牙5.0的音頻傳輸系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)高質(zhì)量的無線音頻傳輸，傳輸距離不小于20米，支持雙聲道。14、設(shè)計一個電子秤數(shù)據(jù)存儲電路，能夠?qū)㈦娮映拥臏y量數(shù)據(jù)存儲在本地或云端，方便查詢和分析。15、設(shè)計一個智能溫度傳感器，能夠通過數(shù)字接口輸出溫度數(shù)據(jù)，并具有低功耗特性，闡述傳感器的原理和電路設(shè)計。二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）闡述如何使用雙向鏈表實現(xiàn)數(shù)據(jù)的插入、刪除和遍歷操作，分析雙向鏈表與單向鏈表在操作上的差異和優(yōu)勢。2、（本題5分）對于一個用鏈表實現(xiàn)的棧，如何實現(xiàn)棧的逆序操作，要求空間復(fù)雜度為O(1)，給出算法思路和實現(xiàn)代碼。3、（本題5分）鏈表的插入排序有哪些步驟？請詳細描述其實現(xiàn)過程。三、綜合題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）一個在線教學(xué)平臺需要對學(xué)生的考試成績進行管理和分析。成績信息以堆（大頂堆或小頂堆）的形式存儲。請設(shè)計算法實現(xiàn)以下功能：（1）找出成績最高的前10%的學(xué)生；（2）插入一個新學(xué)生的成績；（3）刪除某個學(xué)生的成績；（4）計算所有學(xué)生成績的平均值。分析算法的時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。2、（本題5分）一個超市的促銷活動管理系統(tǒng)需要存儲促銷活動的信息，如活動編號、活動名稱、活動時間、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、按照活動時間對活動進行排序、新增促銷活動、修改活動規(guī)則、結(jié)束活動。請確定恰當?shù)臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并詳細闡述算法和代碼實現(xiàn)，以及性能優(yōu)化策略。3、（本題5分）某電商平臺需要對用戶的購買記錄進行分析，以發(fā)現(xiàn)用戶的購買偏好和趨勢。購買記錄存儲在一個大型數(shù)據(jù)庫中，設(shè)計一種合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，能夠高效地統(tǒng)計每個用戶購買不同商品的次數(shù)，并找出最受歡迎的商品類別和品牌。4、（本題5分）某企業(yè)的員工績效考核系統(tǒng)需要記錄員工的工作任務(wù)、完成情況、績效得分、考核評語等信息。設(shè)計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)績效考核的流程管理，支持考核數(shù)據(jù)的錄入、統(tǒng)計和分析，能夠為企業(yè)提供員工績效的綜合評估和發(fā)展建議。5、（本題5分）某在線游戲的道具管理系統(tǒng)需要記錄道具信息、玩家擁有情況和道具交易記錄。道具信息包括道具ID、道具名稱、道具描述、道具價值，玩家擁有情況包括玩家ID、道具ID、數(shù)量，道具交易記錄包括交易ID、買家ID、賣家ID、道具ID、交易時間、交易價格。請設(shè)計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來管理道具數(shù)據(jù)，實現(xiàn)道具的查詢、玩家道具的管理、道具交易的處理，并統(tǒng)計道具的流通情況。四、設(shè)計題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）設(shè)計一個程序，使用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲一個電商平臺的商品分類目錄信息，支持目