西南交通大學《數據結構與算法》2023-2024學年第一學期期末試卷

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頁西南交通大學《數據結構與算法》

2023-2024學年第一學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______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、在圖的存儲中，鄰接多重表常用于無向圖的存儲。以下關于鄰接多重表的優(yōu)點，描述錯誤的是（）A.便于刪除和插入邊B.節(jié)省存儲空間C.便于判斷兩個頂點之間是否有邊D.對有向圖的存儲效果更好2、利用數字電路技術，設計一個智能停車場管理系統(tǒng)，實現車輛的自動識別、車位引導和收費管理。3、設計一個基于藍牙技術的無線耳機音頻傳輸系統(tǒng)，能夠實現高質量的音頻傳輸和穩(wěn)定的連接。4、歸并排序是一種基于分治思想的排序算法。對于歸并排序的描述，不正確的是（）A.歸并排序將待排序序列不斷分成兩半，然后合并B.歸并排序在最壞、最好和平均情況下的時間復雜度均為O(nlogn)C.歸并排序需要額外的存儲空間來輔助排序D.歸并排序是一種不穩(wěn)定的排序算法5、設計一個集成電路測試中的功能測試向量生成方案，提高測試覆蓋率和準確性。6、設計一個數字圖像處理中的目標檢測系統(tǒng)，能夠準確檢測出特定目標，分析檢測的準確率和實時性。7、棧是一種特殊的線性表，遵循特定的操作原則。以下關于棧的描述，錯誤的是（）A.棧的操作遵循后進先出（LIFO）原則B.入棧和出棧操作的時間復雜度都為O(1)C.?？梢杂脭到M或鏈表來實現D.棧只能用于實現簡單的數值計算，不能用于復雜的算法8、設計一個數字溫度計，采用DS18B20溫度傳感器，能夠通過液晶顯示屏顯示溫度值，說明硬件連接和軟件編程。9、設計一個基于光電編碼器的工業(yè)機器人關節(jié)位置檢測系統(tǒng)，精度達到0.01°。10、設計一個基于數字信號處理器（DSP）的音頻均衡器，能夠對不同頻段的音頻信號進行增益調節(jié)。11、設計一個通信系統(tǒng)信道編碼的性能評估方案，包括不同編碼方式的誤碼率測試和糾錯能力分析。12、設計一個基于DSP的音頻特效處理系統(tǒng)，如混響、回聲等，給出算法流程和效果展示。13、假設要對一組整數進行排序，這些整數的范圍較小（例如0到100），并且數據量較大。以下哪種排序算法在這種情況下可能表現最佳？（）A.冒泡排序B.插入排序C.快速排序D.計數排序14、設計一個音頻均衡器電路，能夠對不同頻段的音頻信號進行獨立調節(jié)，給出電路結構和參數計算。15、設計一個太陽能熱水器控制器節(jié)能優(yōu)化電路，能夠根據天氣情況和用戶需求自動優(yōu)化熱水器的工作狀態(tài)，實現節(jié)能優(yōu)化。二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）什么是二叉搜索樹的插入操作的自平衡版本？有哪些常見的自平衡二叉搜索樹？2、（本題5分）解釋什么是桶排序數據結構，說明其原理和應用場景，并闡述如何進行排序操作。3、（本題5分）解釋如何在一個具有n個頂點的有向圖中，使用拓撲排序算法判斷是否存在有向環(huán)，并分析其時間復雜度和空間復雜度。三、綜合題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）一個物流配送中心需要對貨物的配送路徑進行規(guī)劃。配送地點以圖的形式表示，邊的權重表示兩地之間的距離。請設計算法實現以下功能：（1）使用迪杰斯特拉算法找到從起點到終點的最短路徑；（2）判斷圖中是否存在負權邊，如果有，如何處理；（3）使用弗洛伊德算法計算所有點對之間的最短路徑；（4）如果新增一個配送地點，如何更新最短路徑。分析算法的時間復雜度和空間復雜度。2、（本題5分）一個在線游戲需要對玩家的游戲數據（如得分、等級、游戲時間等）進行實時排序和更新?？紤]使用平衡二叉排序樹來存儲這些數據。請設計算法實現以下功能：（1）插入一個新玩家的數據；（2）刪除一個指定玩家的數據；（3）根據得分對玩家進行降序排序；（4）更新某個玩家的游戲時間。分析算法的時間復雜度和空間復雜度。3、（本題5分）一個在線訂餐系統(tǒng)需要處理餐廳的菜單信息、用戶訂單、配送地址和支付狀態(tài)。設計合適的數據結構和算法，實現訂單的快速處理和配送優(yōu)化。4、（本題5分）某社交網絡平臺需要存儲用戶之間的好友關系，并能夠快速地查詢某個用戶的好友列表、共同好友以及二度好友。請選擇合適的數據結構，并設計相應的算法來實現這些功能。5、（本題5分）一家物流公司的配送中心需要管理貨物的配送信息，包括配送單號、貨物信息、收件人信息、配送員信息、配送狀態(tài)、預計送達時間等。設計合適的數據結構來存儲配送數據，實現配送信息的快速查詢、狀態(tài)更新、人員調度，并統(tǒng)計按時送達率。四、設計題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）設計一個哈希表程序，支持不同類型的數據作為鍵值對，處理哈希沖突并展示插