上海公安學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法分析實(shí)驗(yàn)》2023-2024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(xiàn)…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁(yè)，共3頁(yè)上海公安學(xué)院

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法分析實(shí)驗(yàn)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個(gè)小題，每小題2分，共30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、設(shè)計(jì)一個(gè)基于壓力傳感器的稱(chēng)重系統(tǒng)，能夠測(cè)量較大物體的重量，并具有超載報(bào)警功能。2、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的高速數(shù)據(jù)通信接口，支持PCIe或以太網(wǎng)接口，給出硬件設(shè)計(jì)和驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)。3、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用中，假設(shè)需要存儲(chǔ)和操作一個(gè)學(xué)生成績(jī)的集合，并且能夠快速查找某個(gè)學(xué)生的成績(jī)、計(jì)算平均成績(jī)等操作。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最合適的（）A.棧B.隊(duì)列C.二叉搜索樹(shù)D.哈希表4、設(shè)計(jì)一個(gè)基于PLC的工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡規(guī)劃、動(dòng)作控制和故障診斷功能。5、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的數(shù)字信號(hào)編碼系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)曼徹斯特編碼、NRZ編碼等常見(jiàn)編碼方式。6、設(shè)計(jì)一個(gè)電子血壓計(jì)數(shù)據(jù)分析電路，能夠?qū)ρ獕河?jì)測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和統(tǒng)計(jì)，為醫(yī)療診斷提供參考。7、設(shè)計(jì)一個(gè)電子血壓計(jì)無(wú)線(xiàn)傳輸電路，能夠?qū)⒀獕河?jì)的測(cè)量數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線(xiàn)方式傳輸?shù)绞謾C(jī)或電腦進(jìn)行分析和處理。8、在圖的最短路徑問(wèn)題中，Dijkstra算法是一種常用的算法。以下關(guān)于Dijkstra算法的描述中，不正確的是（）A.該算法適用于有向圖和無(wú)向圖B.算法從起始頂點(diǎn)開(kāi)始，逐步計(jì)算到其他頂點(diǎn)的最短路徑C.算法通過(guò)不斷更新頂點(diǎn)的距離值來(lái)找到最短路徑D.算法的時(shí)間復(fù)雜度為O(n^2)，其中n是頂點(diǎn)的數(shù)量9、設(shè)計(jì)一個(gè)基于傳感器的智能車(chē)位檢測(cè)系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)車(chē)位的占用情況，并將信息顯示在顯示屏上。10、設(shè)計(jì)一個(gè)基于數(shù)字電位器的音量調(diào)節(jié)系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)音頻信號(hào)音量的連續(xù)調(diào)節(jié)，且調(diào)節(jié)范圍可設(shè)定。11、利用數(shù)字邏輯電路設(shè)計(jì)一個(gè)密碼鎖控制系統(tǒng)，通過(guò)輸入正確的密碼實(shí)現(xiàn)開(kāi)鎖，具有錯(cuò)誤輸入報(bào)警功能。12、在一個(gè)有序數(shù)組中，使用二分查找查找一個(gè)特定元素，如果查找失敗，最終比較次數(shù)與數(shù)組長(zhǎng)度n的關(guān)系是：（）A.比較次數(shù)小于等于log?(n+1)B.比較次數(shù)等于nC.比較次數(shù)小于等于n/2D.比較次數(shù)小于等于n-113、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的圖像縮放系統(tǒng)，能夠?qū)斎雸D像進(jìn)行任意比例的縮放。14、假設(shè)在一個(gè)算法競(jìng)賽中，需要在有限的時(shí)間內(nèi)解決一個(gè)涉及大量數(shù)據(jù)處理和復(fù)雜邏輯的問(wèn)題。在選擇數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)時(shí)，以下哪個(gè)因素通常是最關(guān)鍵的考慮因素？（）A.空間復(fù)雜度B.時(shí)間復(fù)雜度C.代碼實(shí)現(xiàn)的難度D.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的通用性15、設(shè)計(jì)一個(gè)用于光伏逆變器的控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)最大功率點(diǎn)跟蹤和電能質(zhì)量控制，給出系統(tǒng)架構(gòu)和控制策略。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)說(shuō)明選擇排序算法在元素基本有序時(shí)的性能表現(xiàn)。2、（本題5分）解釋在一個(gè)帶權(quán)無(wú)向圖中，如何使用弗洛伊德算法求解任意兩點(diǎn)之間的最短路徑，說(shuō)明算法的空間復(fù)雜度和時(shí)間復(fù)雜度。3、（本題5分）闡述在一個(gè)循環(huán)隊(duì)列中，如何判斷隊(duì)空和隊(duì)滿(mǎn)的條件，并解釋為什么需要這樣判斷，以及可能會(huì)出現(xiàn)的誤判情況和解決方法。三、綜合題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）某高校的課程管理系統(tǒng)需要對(duì)課程的選課信息進(jìn)行處理。選課信息包括課程編號(hào)、課程名稱(chēng)、授課教師、選課學(xué)生名單等。這些信息以隊(duì)列和棧的組合形式存儲(chǔ)。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)算法實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）按照選課先后順序輸出選課學(xué)生名單；（2）撤銷(xiāo)某個(gè)學(xué)生的選課；（3）統(tǒng)計(jì)每門(mén)課程的選課人數(shù)；（4）調(diào)整選課順序，將優(yōu)先選課的學(xué)生排在前面。分析算法的時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。2、（本題5分）一個(gè)在線(xiàn)房產(chǎn)中介系統(tǒng)需要管理房源信息、房東信息、租客需求、租賃合同等。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)房源的發(fā)布、租客需求的匹配、合同的簽訂和管理，能夠保障交易的安全和透明。3、（本題5分）一個(gè)在線(xiàn)音樂(lè)平臺(tái)的歌單管理系統(tǒng)需要記錄歌單信息、歌曲列表和用戶(hù)收藏情況。歌單信息包括歌單ID、歌單名稱(chēng)、創(chuàng)建者ID，歌曲列表包括歌曲ID、歌單ID，用戶(hù)收藏情況包括用戶(hù)ID、歌單ID。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)管理歌單數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)歌單的創(chuàng)建、歌曲的添加和刪除、用戶(hù)的收藏和取消收藏，并統(tǒng)計(jì)熱門(mén)歌單。4、（本題5分）某酒店的客房預(yù)訂系統(tǒng)需要管理客房信息，包含客房編號(hào)、房型、價(jià)格、入住狀態(tài)、預(yù)訂客人姓名等。系統(tǒng)要支持快速查找特定客房、按照價(jià)格對(duì)客房進(jìn)行排序、新增客房預(yù)訂、取消預(yù)訂以及修改客房的入住狀態(tài)。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)合理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，并提供完整的代碼實(shí)現(xiàn)和性能分析。5、（本題5分）在一個(gè)在線(xiàn)旅游攻略分享平臺(tái)中，需要管理目的地信息、用戶(hù)攻略、景點(diǎn)評(píng)價(jià)和熱門(mén)路線(xiàn)等。設(shè)計(jì)一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)這些信息，支持目的地和景點(diǎn)的添加、刪除和修改，用戶(hù)攻略的發(fā)布和分享，景點(diǎn)評(píng)價(jià)的管理，以及熱門(mén)路線(xiàn)的推薦，并能夠根據(jù)用戶(hù)興趣和行為進(jìn)行個(gè)性化的攻略推送。四、設(shè)計(jì)題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）設(shè)計(jì)一個(gè)哈夫曼樹(shù)，根據(jù)給