昆明理工大學(xué)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與C程序設(shè)計(jì)》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

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《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與C程序設(shè)計(jì)》2023-2024學(xué)年第二學(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、考慮一個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的路由表存儲(chǔ)，其中包含目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)地址和對(duì)應(yīng)的下一跳信息。為了能夠快速查找路由表以確定數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)路徑，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最合適的？（）A.二叉樹，按地址大小排序存儲(chǔ)B.哈希表，通過地址計(jì)算索引C.鏈表，順序存儲(chǔ)路由信息D.Trie樹（字典樹），高效匹配網(wǎng)絡(luò)地址2、考慮一個(gè)表達(dá)式求值的程序，例如計(jì)算數(shù)學(xué)表達(dá)式3+(4*5)-6。為了正確地按照運(yùn)算符的優(yōu)先級(jí)進(jìn)行計(jì)算，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)常常被用于輔助計(jì)算過程？（）A.隊(duì)列，存儲(chǔ)待計(jì)算的數(shù)字和運(yùn)算符B.棧，用于處理運(yùn)算符的優(yōu)先級(jí)C.數(shù)組，存儲(chǔ)表達(dá)式的各個(gè)元素D.二叉樹，構(gòu)建表達(dá)式的結(jié)構(gòu)3、利用射頻技術(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)藍(lán)牙音頻耳機(jī)，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的無線音頻傳輸和控制功能。4、設(shè)計(jì)一個(gè)高通有源濾波器電路，截止頻率為500Hz，通帶增益為1倍，通帶波紋小于0.5dB，阻帶衰減不小于30dB，輸入信號(hào)頻率范圍為0-1kHz。5、設(shè)計(jì)一個(gè)基于STM32的智能車載系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)導(dǎo)航、多媒體播放和車輛狀態(tài)監(jiān)測(cè)等功能，描述系統(tǒng)的硬件架構(gòu)和軟件實(shí)現(xiàn)。6、利用電力電子技術(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)太陽能充電控制器，實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽能電池板輸出的電能進(jìn)行有效管理和存儲(chǔ)。7、設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的圖像壓縮編碼系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)圖像的高效壓縮，給出硬件設(shè)計(jì)和編碼效率分析。8、利用數(shù)字邏輯電路設(shè)計(jì)一個(gè)交通流量統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)，能夠?qū)Φ缆飞系能囕v數(shù)量進(jìn)行實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)和分析。9、利用模擬電路技術(shù)，設(shè)計(jì)一個(gè)用于激光打印機(jī)的高壓電源電路，為激光發(fā)生器提供穩(wěn)定的高壓。10、樹的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)除了常見的二叉樹表示法，還有多叉樹的表示方法。關(guān)于多叉樹的存儲(chǔ)方式，以下描述哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.可以使用孩子兄弟表示法來存儲(chǔ)多叉樹，便于實(shí)現(xiàn)樹的遍歷和操作B.父指針數(shù)組法通過為每個(gè)節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)指向其父節(jié)點(diǎn)的指針來表示多叉樹C.孩子鏈表法為每個(gè)節(jié)點(diǎn)建立一個(gè)孩子鏈表，存儲(chǔ)其所有孩子節(jié)點(diǎn)的信息D.無論采用哪種存儲(chǔ)方式，對(duì)多叉樹的操作效率都是相同的11、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字存儲(chǔ)示波器觸發(fā)與存儲(chǔ)優(yōu)化電路，能夠提高示波器的觸發(fā)準(zhǔn)確性和存儲(chǔ)效率。12、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，堆通常用于實(shí)現(xiàn)優(yōu)先隊(duì)列。假設(shè)需要構(gòu)建一個(gè)最大堆，以下關(guān)于堆的調(diào)整操作，哪個(gè)是關(guān)鍵的步驟（）A.從根節(jié)點(diǎn)開始，比較每個(gè)節(jié)點(diǎn)與其子節(jié)點(diǎn)的值B.從葉子節(jié)點(diǎn)開始，向上調(diào)整節(jié)點(diǎn)的位置C.隨機(jī)選擇節(jié)點(diǎn)進(jìn)行比較和調(diào)整D.不需要進(jìn)行調(diào)整，初始構(gòu)建就是正確的13、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。14、設(shè)計(jì)一個(gè)程控濾波器，帶寬和中心頻率可程控調(diào)節(jié)，給出電路實(shí)現(xiàn)和控制邏輯。15、設(shè)計(jì)一個(gè)用于工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)點(diǎn)位控制、軌跡規(guī)劃和速度控制，說明控制算法和驅(qū)動(dòng)器選型。16、在圖的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，鄰接矩陣和鄰接表是兩種常見的存儲(chǔ)方式。關(guān)于這兩種存儲(chǔ)方式，以下描述哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.鄰接矩陣使用二維數(shù)組來表示圖中節(jié)點(diǎn)之間的關(guān)系，空間復(fù)雜度較高B.鄰接表使用鏈表或數(shù)組來存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)的鄰接節(jié)點(diǎn)，適用于稀疏圖C.對(duì)于稠密圖，鄰接表的存儲(chǔ)方式比鄰接矩陣更節(jié)省空間D.無論是鄰接矩陣還是鄰接表，在判斷兩個(gè)節(jié)點(diǎn)是否相鄰時(shí)，時(shí)間復(fù)雜度都是O(1)17、設(shè)計(jì)一個(gè)基于DSP的圖像壓縮系統(tǒng)，能夠?qū)Σ噬珗D像進(jìn)行有損壓縮，壓縮比達(dá)到10:1，闡述算法原理和代碼實(shí)現(xiàn)。18、設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，能夠?qū)崿F(xiàn)電機(jī)的精確控制和調(diào)速，包括驅(qū)動(dòng)電路和控制程序的設(shè)計(jì)。19、設(shè)計(jì)一個(gè)基于藍(lán)牙技術(shù)的無線數(shù)據(jù)傳輸模塊，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)設(shè)備之間的可靠數(shù)據(jù)通信，包括藍(lán)牙模塊的選型和接口電路設(shè)計(jì)。20、利用電力電子技術(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)三相交流逆變器，將直流電轉(zhuǎn)換為三相交流電，用于驅(qū)動(dòng)電機(jī)等負(fù)載。二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）解釋如何使用左偏樹實(shí)現(xiàn)合并優(yōu)先隊(duì)列，分析其特點(diǎn)和時(shí)間復(fù)雜度。2、（本題5分）詳細(xì)闡述如何使用基數(shù)排序?qū)Χ辔粩?shù)進(jìn)行排序，分析其性能優(yōu)勢(shì)和適用情況。3、（本題5分）詳細(xì)解釋在一個(gè)具有n個(gè)元素的順序表中，如何進(jìn)行元素的快速排序，并分析其平均時(shí)間復(fù)雜度和最壞時(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）構(gòu)建一個(gè)算法，在一個(gè)鏈表中找出所有節(jié)點(diǎn)值的乘積為正數(shù)的連續(xù)子鏈表。2、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)哈希表程序，采用線性探測(cè)法處理哈希沖突，支持動(dòng)態(tài)插入和刪除操作，展示操作過程和結(jié)果。3、（本題5分）詳細(xì)設(shè)計(jì)B樹中節(jié)點(diǎn)插入導(dǎo)致上溢的處理算法，進(jìn)行實(shí)際測(cè)試。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，利用可持久化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì)一個(gè)整數(shù)序列的歷史版本查詢功能。5、（本題5分）構(gòu)建一個(gè)算法，在一個(gè)鏈表中找出所有節(jié)點(diǎn)值的眾數(shù)。四、綜合題（本大題共2個(gè)小題，共20分)1、（本題10分）一個(gè)在線圖書館系統(tǒng)需要管理大量的圖書信息，包括書名、作者、ISBN號(hào)、出版年份、館藏?cái)?shù)量等。設(shè)計(jì)一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲(chǔ)這些圖書信息，實(shí)現(xiàn)圖書的添加、刪除、查找、借