江南大學(xué)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法分析》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁(yè)，共3頁(yè)江南大學(xué)

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法分析》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共20個(gè)小題，每小題2分，共40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、在一個(gè)鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)的棧中，進(jìn)行出棧操作時(shí)，如果棧為空，會(huì)發(fā)生什么情況？（）A.正常出棧，返回空值B.程序報(bào)錯(cuò)C.自動(dòng)添加一個(gè)默認(rèn)值D.等待用戶輸入值2、在圖的遍歷算法中，深度優(yōu)先搜索和廣度優(yōu)先搜索是兩種基本方法。以下關(guān)于深度優(yōu)先搜索的描述，不正確的是（）A.采用棧來(lái)實(shí)現(xiàn)B.可能會(huì)出現(xiàn)重復(fù)訪問節(jié)點(diǎn)的情況C.對(duì)于連通圖，能遍歷到所有節(jié)點(diǎn)D.可以用于求解圖的連通分量3、快速排序是一種高效的排序算法。關(guān)于快速排序的原理和性能，以下敘述錯(cuò)誤的是（）A.快速排序通過選擇一個(gè)基準(zhǔn)元素，將待排序序列分為兩部分B.快速排序在平均情況下的時(shí)間復(fù)雜度為O(nlogn)C.快速排序在最壞情況下的時(shí)間復(fù)雜度為O(n^2)，但這種情況很少出現(xiàn)D.快速排序是一種穩(wěn)定的排序算法4、運(yùn)用電子電路知識(shí)，設(shè)計(jì)一個(gè)用于新能源汽車的電池管理系統(tǒng)（BMS）的硬件電路，實(shí)現(xiàn)電池狀態(tài)監(jiān)測(cè)和保護(hù)功能。5、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的數(shù)字信號(hào)調(diào)制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)ASK、FSK、PSK等調(diào)制方式。6、快速排序是一種高效的排序算法。以下關(guān)于快速排序的描述，錯(cuò)誤的是（）A.選擇一個(gè)基準(zhǔn)元素，將數(shù)組分為小于基準(zhǔn)和大于基準(zhǔn)兩部分，然后對(duì)這兩部分分別排序B.快速排序的平均時(shí)間復(fù)雜度為O(nlog?n)，但在最壞情況下為O(n2)C.快速排序是一種不穩(wěn)定的排序算法D.快速排序每次都能將數(shù)組均勻地分成兩部分7、設(shè)計(jì)一個(gè)衛(wèi)星通信系統(tǒng)中上行鏈路和下行鏈路的功率分配方案，考慮鏈路預(yù)算和干擾情況。8、設(shè)計(jì)一個(gè)基于DSP的圖像壓縮系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)圖像數(shù)據(jù)的高效壓縮，給出系統(tǒng)的硬件實(shí)現(xiàn)和算法優(yōu)化。9、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的數(shù)字濾波器，實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入信號(hào)的低通濾波，截止頻率為2kHz，采樣頻率為10kHz。10、設(shè)計(jì)一個(gè)基于光電傳感器的自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)貨架系統(tǒng)，能夠自動(dòng)存取貨物并進(jìn)行庫(kù)存管理。11、對(duì)于一個(gè)經(jīng)常需要在頭部和尾部進(jìn)行插入和刪除操作的線性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，假設(shè)我們正在設(shè)計(jì)一個(gè)程序來(lái)管理一個(gè)排隊(duì)系統(tǒng)。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)最為合適？（）A.棧B.隊(duì)列C.雙端隊(duì)列D.循環(huán)隊(duì)列12、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）音頻處理電路，能夠?qū)崿F(xiàn)音頻信號(hào)的混音、特效等處理功能。13、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的圖像邊緣檢測(cè)系統(tǒng)，能夠?qū)斎氲膱D像進(jìn)行實(shí)時(shí)邊緣檢測(cè)，并輸出檢測(cè)結(jié)果。14、利用模擬電路技術(shù)，設(shè)計(jì)一個(gè)用于音響系統(tǒng)的功率放大器，具備高保真和大功率輸出特性。15、設(shè)計(jì)一個(gè)基于ZigBee技術(shù)的智能路燈控制系統(tǒng)，能夠根據(jù)環(huán)境光照和時(shí)間自動(dòng)調(diào)節(jié)路燈亮度。16、堆是一種特殊的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，常用于實(shí)現(xiàn)優(yōu)先隊(duì)列。在最大堆中，以下說法錯(cuò)誤的是（）A.父節(jié)點(diǎn)的值大于等于子節(jié)點(diǎn)的值B.可以通過堆排序?qū)崿F(xiàn)升序排列C.插入和刪除元素的時(shí)間復(fù)雜度均為O(logn)D.堆一定是完全二叉樹17、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)，能夠?qū)φZ(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行降噪處理，給出系統(tǒng)的硬件架構(gòu)和軟件算法實(shí)現(xiàn)。18、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的數(shù)字信號(hào)濾波系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)FIR和IIR濾波器，參數(shù)可在線調(diào)整。19、假設(shè)正在設(shè)計(jì)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包過濾系統(tǒng)，需要根據(jù)數(shù)據(jù)包的源地址、目的地址、協(xié)議類型等信息進(jìn)行快速的過濾和處理。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法的組合最適合實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)包的高效過濾？（）A.決策樹和分類算法B.位圖和位運(yùn)算C.圖和最短路徑算法D.數(shù)組和遍歷算法20、運(yùn)用電子電路知識(shí)，設(shè)計(jì)一個(gè)用于工業(yè)自動(dòng)化的壓力傳感器信號(hào)調(diào)理電路，將傳感器輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電壓或電流信號(hào)。二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）詳細(xì)論述在具有n個(gè)頂點(diǎn)的圖中，如何使用深度優(yōu)先搜索算法查找所有的連通分量，并給出具體的算法步驟和代碼實(shí)現(xiàn)。2、（本題5分）解釋在一個(gè)有序數(shù)組中進(jìn)行二分查找的基本思路和步驟，分析其時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。3、（本題5分）解釋如何在一個(gè)具有n個(gè)元素的無(wú)序數(shù)組中，使用插入排序算法進(jìn)行排序，并分析其時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）使用圖數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一個(gè)工廠生產(chǎn)設(shè)備布局規(guī)劃系統(tǒng)，提高生產(chǎn)效率和空間利用率。2、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)基于B+樹的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)插入、刪除和范圍查詢操作。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)算法，用鄰接表表示一個(gè)有向圖，計(jì)算圖中每個(gè)頂點(diǎn)的強(qiáng)連通分量。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，利用紅黑樹存儲(chǔ)圖書館的圖書信息，實(shí)現(xiàn)圖書的借還管理功能。5、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，在給定的順序表中插入一個(gè)元素，輸出插入后的順序表。四、綜合題（本大題共2個(gè)小題，共20分)1、（本題10分）一個(gè)社交網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)需要管理用戶之間的好友關(guān)系。好友關(guān)系以鄰接表的形式存儲(chǔ)在圖結(jié)構(gòu)中。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)算法實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）判斷兩個(gè)用戶是否為好友；（2）找出某個(gè)用