毕节医学高等专科学校《数据结构课程实训》2023-2024学年第一学期期末试卷.doc

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毕节医学高等专科学校《数据结构课程实训》
2023-2024学年第一学期期末试卷
题号
一
二
三
四
总分
得分

一、单选题（本大题共15个小题，每小题1分，共15分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．）
1、设计一个基于单片机的温度和湿度监控系统，能够实时采集温湿度数据，并通过液晶显示屏显示，同时具备报警功能。

2、设计一个简单的电力线通信系统，能够在电力线上实现数据传输，包括调制解调电路和通信协议。

3、在树的遍历方式中，前序遍历、中序遍历和后序遍历是常见的三种方式。对于这三种遍历方式，以下描述哪一项是不正确的？（ ）
A. 前序遍历首先访问根节点，然后递归地遍历左子树和右子树
B. 中序遍历首先递归地遍历左子树，然后访问根节点，最后递归地遍历右子树
C. 后序遍历首先递归地遍历左子树和右子树，然后访问根节点
D. 对于同一棵树，无论采用哪种遍历方式，得到的节点序列都是相同的

4、根据数字电路原理，设计一个具有自动计数和显示功能的电子计数器，可用于工业生产中的产品计数。

5、设计一个用于智能手表的电源管理芯片，能够实现低功耗运行和快速充电，给出芯片架构和功能模块。

6、考虑一个在线游戏排行榜系统，需要实时更新玩家的得分和排名，并能够快速地获取前几名玩家的信息。对于这样的需求，以下哪种数据结构和算法的结合是最恰当的？（ ）
A. 快速排序和数组，实现得分排序和排名更新
B. 归并排序和链表，处理玩家得分数据
C. 插入排序和栈，更新玩家排名
D. 堆排序和优先队列，高效维护排行榜

7、设计一个基于 STM32 的智能农业灌溉系统，能够根据土壤湿度和气象数据自动控制灌溉设备的运行，实现精准灌溉和水资源节约。

8、设计一个程控滤波器，中心频率和带宽可程控调节，给出电路实现和控制方法。

9、数组是一种基础的数据结构，具有一定的优点和局限性。以下关于数组的说法，不正确的是：（ ）
A. 数组的元素在内存中是连续存储的，便于随机访问
B. 数组的长度在定义后通常是固定的，不易动态扩展
C. 数组的插入和删除操作在元素较多时，效率较高
D. 数组可以用于存储相同类型的数据元素，具有较高的存储效率

10、当需要存储和处理一个无向图的邻接信息时，以下哪种数据结构通常被使用？（ ）
A. 邻接矩阵
B. 邻接表
C. 哈希表
D. 二叉树

11、堆是一种特殊的数据结构，常用于实现优先队列。关于堆的性质和操作，以下描述哪一项是不正确的？（ ）
A. 堆分为最大堆和最小堆，最大堆中父节点的值大于子节点的值，最小堆中父节点的值小于子节点的值
B. 可以使用数组来实现堆，通过特定的公式计算节点的位置
C. 向堆中插入一个元素和删除堆顶元素的时间复杂度均为 O(log n)，其中 n 是堆中元素的数量
D. 堆排序是基于堆的一种排序算法，其时间复杂度为 O(n^2)

12、设计一个基于 FPGA 的视频压缩系统，采用 H.264 或 H.265 编码标准，实现视频数据的压缩。

13、设计一个基于单片机的智能空气质量监测系统，能够监测多种污染物浓度并进行报警。

14、设计一个基于 Wi-Fi 的智能家居网关，能够实现不同智能家居设备之间的互联互通和集中控制。

15、设计一个基于运放的求和放大器电路，能够实现多个输入信号的求和运算，增益可调。

二、简答题（本大题共4个小题，共20分)
1、（本题5分）对于一个用链表实现的栈，如何实现获取栈中元素的最小值操作，要求时间复杂度为 O(1)，给出算法思路和实现代码。

2、（本题5分）分析在字符串匹配中，如何利用后缀自动机提高匹配效率。

3、（本题5分）解释图的连通性问题的高级算法，如 Tarjan 算法、Kosaraju 算法等的原理及应用场景。

4、（本题5分）解释数据结构中栈的应用场景，如表达式的前缀、中缀、后缀转换等，并说明其原理。

三、综合题（本大题共5个小题，共25分)
1、（本题5分）在一个在线招聘系统中，需要管理企业招聘信息、求职者简历、面试安排和录用结果等。设计一种数据结构来存储这些信息，支持企业招聘信息的发布和更新，求职者简历的投递和筛选，面试的安排和记录，以及录用结果的通知，并能够实现人才库的建立和智能匹配推荐。

2、（本题5分）一家超市的库存管理系统需要记录商品的库存信息，包括商品编码、商品名称、库存数量、进货价格、销售价格等。请设计数据结构来存储库存数据，实现商品的快速盘点、库存预警、进货和销售操作，并统计商品的利润。

3、（本题5分）一个视频网站需要管理大量的视频资源，包括视频信息、播放量、评论等。设计数据结构来优化视频的存储和检索，快速响应用户的播放请求。

4、（本题5分）一家快递公司需要管理大量的快递包裹信息，包括包裹单号、发件人信息、收件人信息、重量、运输状态等。请设计合适的数据结构来存储这些包裹数据，实现包裹的快速录入、跟踪查询、状态更新，以及统计不同地区的包裹数量和运输情况。

5、（本题5分）一个在线论坛需要管理帖子、回复、用户信息和板块分类等。设计一种数据结构来存储这些信息，支持帖子的发布、删除、查找和排序，回复的管理，用户信息的存储和权限设置，以及板块的分类和管理，并能够实现热门帖子和最新回复的展示。

四、设计题（本大题共4个小题，共40分)
1、（本题10分）设计一个算法，在一个字符串中找出最长的不重复子串。

2、（本题10分）设计一个程序，使用循环队列存储图书馆的借阅记录，实现借阅信息的查询和管理。

3、（本题10分）给定一个整数数组，设计算法找出其中最长的递增子序列。

4、（本题10分）构建一个算法，在一个链表中找出节点值的中位数。

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