西安郵電大學(xué)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級(jí)_______學(xué)號(hào)_______姓名_______題號(hào)一二三四總分得分一、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、在哈希表中，裝填因子是一個(gè)重要的概念，以下關(guān)于裝填因子的描述，正確的是：（）A.裝填因子是哈希表中已存儲(chǔ)元素的數(shù)量與表的容量之比B.裝填因子越大，哈希沖突的概率越小，查找效率越高C.裝填因子對(duì)哈希表的性能沒有影響，可以忽略不計(jì)D.為了提高哈希表的性能，裝填因子應(yīng)該盡量設(shè)置得小一些2、平衡二叉樹是為了改進(jìn)二叉搜索樹在某些情況下退化為鏈表的情況而設(shè)計(jì)的。AVL樹是一種常見的平衡二叉樹，通過旋轉(zhuǎn)操作來(lái)保持樹的平衡。當(dāng)在AVL樹中插入一個(gè)新節(jié)點(diǎn)導(dǎo)致失衡時(shí)，可能需要進(jìn)行單旋轉(zhuǎn)或雙旋轉(zhuǎn)操作來(lái)恢復(fù)平衡。以下關(guān)于AVL樹旋轉(zhuǎn)操作的描述，錯(cuò)誤的是：（）A.旋轉(zhuǎn)操作可以保持二叉樹的性質(zhì)B.旋轉(zhuǎn)操作的目的是調(diào)整節(jié)點(diǎn)的位置，使樹重新平衡C.單旋轉(zhuǎn)和雙旋轉(zhuǎn)操作一定能使樹的高度降低D.旋轉(zhuǎn)操作的時(shí)間復(fù)雜度為O(1)3、設(shè)計(jì)一個(gè)集成電路封裝結(jié)構(gòu)，滿足散熱、電氣性能和機(jī)械強(qiáng)度等要求，進(jìn)行封裝的可靠性分析。4、插入排序在小型數(shù)據(jù)集上表現(xiàn)較好。以下關(guān)于插入排序的描述，不正確的是（）A.將待排序元素插入到已排序部分的合適位置B.插入排序的平均時(shí)間復(fù)雜度為O(n2)，但在近乎有序的情況下性能較好C.插入排序是一種穩(wěn)定的排序算法D.插入排序在處理大規(guī)模數(shù)據(jù)時(shí)效率很高5、利用射頻電路設(shè)計(jì)一個(gè)Wi-Fi信號(hào)放大器，增強(qiáng)特定區(qū)域內(nèi)的Wi-Fi信號(hào)覆蓋。6、隊(duì)列也是一種常見的線性表，具有特定的特性。關(guān)于隊(duì)列的特點(diǎn)，以下描述哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.隊(duì)列遵循先進(jìn)先出（FIFO）的原則，插入在隊(duì)尾，刪除在隊(duì)頭B.循環(huán)隊(duì)列可以有效地解決普通隊(duì)列可能出現(xiàn)的假溢出問題C.隊(duì)列的入隊(duì)和出隊(duì)操作的時(shí)間復(fù)雜度均為O(n)，其中n為隊(duì)列的長(zhǎng)度D.隊(duì)列在計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的作業(yè)調(diào)度、消息緩沖等方面有廣泛應(yīng)用7、設(shè)計(jì)一個(gè)高頻功率放大器電路，工作頻率在100MHz以上，輸出功率不小于10W，效率不低于50%，給出電路結(jié)構(gòu)和調(diào)試方法。8、利用電子信息工程知識(shí)，設(shè)計(jì)一個(gè)智能家居安防系統(tǒng)，包括入侵檢測(cè)、火災(zāi)報(bào)警和遠(yuǎn)程監(jiān)控等功能。9、在樹型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，二叉樹是一種重要的類型。以下關(guān)于滿二叉樹的描述，不正確的是（）A.每一層上的節(jié)點(diǎn)數(shù)都達(dá)到最大值B.葉子節(jié)點(diǎn)都在最底層C.滿二叉樹一定是完全二叉樹D.滿二叉樹的節(jié)點(diǎn)總數(shù)一定是奇數(shù)10、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的視頻圖像處理系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)圖像縮放、旋轉(zhuǎn)、灰度變換等基本操作。11、設(shè)一棵二叉樹的中序遍歷結(jié)果為ABCDEFG，前序遍歷結(jié)果為DBAECFG，則后序遍歷結(jié)果為（）A.ACGFEDBB.BDFEGCAC.DBEFAGCD.BDACEFG12、設(shè)計(jì)一個(gè)基于DSP的語(yǔ)音合成系統(tǒng)，能夠?qū)⑽谋巨D(zhuǎn)換為自然流暢的語(yǔ)音，提供算法實(shí)現(xiàn)和性能評(píng)估。13、設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)字音頻解碼器，能夠解碼常見的音頻格式如MP3、WAV等，給出硬件設(shè)計(jì)和解碼算法。14、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字圖像處理中的圖像分割算法，如閾值分割或區(qū)域生長(zhǎng)分割，在實(shí)際圖像上進(jìn)行測(cè)試和優(yōu)化。15、設(shè)計(jì)一個(gè)帶通有源濾波器電路，中心頻率為1kHz，帶寬為200Hz，通帶增益為5倍，通帶波紋小于0.8dB，阻帶衰減不小于40dB，輸入信號(hào)頻率范圍為0-2kHz。16、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字信號(hào)傳輸中的同步恢復(fù)電路，能夠從接收信號(hào)中準(zhǔn)確恢復(fù)出同步信息，分析恢復(fù)的精度和穩(wěn)定性。17、設(shè)計(jì)一個(gè)基于555定時(shí)器的脈沖發(fā)生器，產(chǎn)生頻率和占空比可調(diào)的方波脈沖信號(hào)，頻率范圍為1Hz-100kHz。18、設(shè)計(jì)一個(gè)高頻射頻放大器電路，工作頻率在5GHz，增益大于20dB，給出電路結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性分析。19、在圖的存儲(chǔ)和遍歷中，深度優(yōu)先遍歷和廣度優(yōu)先遍歷可以用于判斷圖是否連通。以下關(guān)于連通性判斷的敘述中，不正確的是（）A.如果從某個(gè)頂點(diǎn)出發(fā)能夠遍歷到圖中的所有頂點(diǎn)，則圖是連通的B.對(duì)于無(wú)向圖，深度優(yōu)先遍歷和廣度優(yōu)先遍歷的結(jié)果相同，都能判斷連通性C.對(duì)于有向圖，深度優(yōu)先遍歷和廣度優(yōu)先遍歷的結(jié)果可能不同，需要綜合判斷連通性D.無(wú)論圖的存儲(chǔ)方式如何，深度優(yōu)先遍歷和廣度優(yōu)先遍歷判斷連通性的時(shí)間復(fù)雜度相同20、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(shuō)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21、設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的無(wú)線充電系統(tǒng)，輸出功率為5W，充電效率不低于70%，能夠?yàn)槭謾C(jī)等設(shè)備進(jìn)行無(wú)線充電。22、設(shè)計(jì)一個(gè)基于Wi-Fi的智能家居網(wǎng)關(guān)，能夠?qū)崿F(xiàn)不同智能家居設(shè)備之間的互聯(lián)互通和集中控制。23、設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)字電視信號(hào)接收器，能夠接收和解碼數(shù)字電視信號(hào)，給出硬件設(shè)計(jì)和解碼算法。24、鏈表是一種常見的鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)，相比順序存儲(chǔ)，鏈表在插入和刪除操作上具有優(yōu)勢(shì)。在單向鏈表中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)包含數(shù)據(jù)域和指針域。如果要在鏈表的中間位置插入一個(gè)新節(jié)點(diǎn)，需要找到插入位置的前一個(gè)節(jié)點(diǎn)。以下關(guān)于在單向鏈表中查找插入位置前一個(gè)節(jié)點(diǎn)的描述，正確的是：（）A.時(shí)間復(fù)雜度為O(1)B.時(shí)間復(fù)雜度為O(logn)C.時(shí)間復(fù)雜度為O(n)D.時(shí)間復(fù)雜度與鏈表長(zhǎng)度無(wú)關(guān)25、設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）的語(yǔ)音信號(hào)處理系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)語(yǔ)音降噪、回聲消除等功能。二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）鏈表的循環(huán)鏈表有哪些特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)景？如何判斷一個(gè)鏈表是否為循環(huán)鏈表？2、（本題5分）詳細(xì)說(shuō)明如何在一個(gè)具有n個(gè)元素的順序表中，進(jìn)行刪除操作，并分析其時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。3、（本題5分）詳細(xì)說(shuō)明選擇排序算法的工作原理，分析其時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度，以及在實(shí)際應(yīng)用中的優(yōu)缺點(diǎn)。4、（本題5分）詳細(xì)說(shuō)明如何在一個(gè)二叉搜索樹中查找指定范圍內(nèi)的節(jié)點(diǎn)，給出算法步驟和實(shí)現(xiàn)代碼，并分析其時(shí)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）采用鄰接多重表存儲(chǔ)無(wú)向圖，設(shè)計(jì)深度優(yōu)先搜索和廣度優(yōu)先搜索算法，并進(jìn)行性能對(duì)比。2、（本題5分）詳細(xì)設(shè)計(jì)B樹中節(jié)點(diǎn)的查找算法，考慮不同的查找場(chǎng)景和優(yōu)化。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，利用樹狀數(shù)組和拓?fù)渑判蛩惴ǖ慕Y(jié)合，安排一個(gè)軟件項(xiàng)目中各個(gè)模塊的開發(fā)順序。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)歸并排序算法，對(duì)鏈表進(jìn)行排序，分析其時(shí)間和空間復(fù)雜度，并與其他排序算法進(jìn)行比較。5、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，利用線段樹和克魯斯卡爾算法的結(jié)合，為一個(gè)區(qū)域的電力網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃線路，確保供電可靠性和成本優(yōu)化。四、綜合題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）某城市的公交系統(tǒng)需要管理公交線路、站點(diǎn)和車輛調(diào)度信息。設(shè)計(jì)一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)這些信息，實(shí)現(xiàn)線路的添加、刪除、查找和修改操作，能夠快速查詢某個(gè)站點(diǎn)經(jīng)過的公交線路和車輛實(shí)時(shí)調(diào)度情況，并優(yōu)化車輛調(diào)度以提高公交系統(tǒng)的運(yùn)行效率。2、（本題10分）一個(gè)在線教育平臺(tái)的作業(yè)批改系統(tǒng)