學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁荊州學(xué)院

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)C》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共30個小題，每小題1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、設(shè)計一個電子秤數(shù)據(jù)傳輸與加密電路，能夠?qū)㈦娮映拥臏y量數(shù)據(jù)安全地傳輸?shù)狡渌O(shè)備，并進(jìn)行加密保護(hù)。2、利用電力電子技術(shù)設(shè)計一個光伏逆變器，將太陽能板產(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)換為交流電并入電網(wǎng)。3、二分查找是一種在有序數(shù)組中進(jìn)行查找的高效算法。以下關(guān)于二分查找的描述，錯誤的是（）A.每次將查找范圍縮小一半，逐步逼近目標(biāo)元素B.二分查找的時間復(fù)雜度為O(log?n)C.二分查找要求數(shù)組必須是有序的，且只能用于數(shù)組，不能用于鏈表D.二分查找在所有情況下都比順序查找快4、在一棵二叉樹中，度為0的節(jié)點（即葉子節(jié)點）個數(shù)為n0，度為2的節(jié)點個數(shù)為n2，則該二叉樹的節(jié)點總數(shù)為？（）A.n0+n2B.2n0+n2-1C.2n0+n2+1D.n0+2n25、設(shè)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(zhǔn)確性。6、設(shè)計一個數(shù)字頻率合成器，能夠輸出頻率在100kHz至10MHz范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)的正弦波，給出系統(tǒng)架構(gòu)和鎖相環(huán)參數(shù)計算。7、在一個大型電商網(wǎng)站的數(shù)據(jù)庫中，需要存儲和快速查找商品的信息，包括商品編號、名稱、價格、庫存數(shù)量等。為了實現(xiàn)高效的查找和操作，選擇合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)至關(guān)重要。假設(shè)需要頻繁地根據(jù)商品編號查找商品的詳細(xì)信息，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最合適的？（）A.鏈表，便于動態(tài)插入和刪除元素B.數(shù)組，支持隨機(jī)訪問C.二叉搜索樹，查找效率較高D.哈希表，能夠快速定位特定鍵的值8、設(shè)計一個基于單片機(jī)的智能家居控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對燈光、窗簾、空調(diào)等設(shè)備的遠(yuǎn)程控制和智能管理。9、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，查找操作也是常見的操作之一。順序查找適用于無序數(shù)組，其平均時間復(fù)雜度為：（）A.O(n)B.O(nlogn)C.O(logn)D.O(1)10、設(shè)計一個基于CPLD的邏輯控制電路，實現(xiàn)特定的邏輯功能，包括電路設(shè)計和功能仿真。11、設(shè)計一個基于模擬移相器和鎖相環(huán)的相位跟蹤系統(tǒng)，實現(xiàn)對輸入信號相位的精確跟蹤。12、在一個在線游戲的玩家匹配系統(tǒng)中，需要根據(jù)玩家的技能水平將他們分組。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)適合快速確定某個玩家應(yīng)該屬于哪個組？（）A.平衡二叉樹B.哈希表C.堆D.圖13、設(shè)計一個基于MAX232的串口通信電路，實現(xiàn)單片機(jī)與PC機(jī)之間的通信，給出電路原理圖和通信協(xié)議編程。14、設(shè)計一個簡單的無線遙控系統(tǒng)，控制距離不小于50米，能夠?qū)崿F(xiàn)對多個設(shè)備的開關(guān)控制，說明系統(tǒng)組成和編碼方式。15、設(shè)計一個基于數(shù)字電路的交通信號燈控制系統(tǒng)，要求能夠?qū)崿F(xiàn)紅、綠、黃三種燈的定時切換，并考慮特殊情況（如緊急車輛通行）的控制邏輯。16、設(shè)計一個簡單的直流穩(wěn)壓電源，輸出電壓為5V和12V可選，最大輸出電流為1A，紋波電壓小于50mV。17、設(shè)計一個基于光纖通信的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，能夠在長距離傳輸中保持高速和穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸性能。18、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，線性表是一種基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。假設(shè)我們正在研究一個順序存儲的線性表。以下關(guān)于線性表的描述，哪一項是不準(zhǔn)確的？（）A.順序存儲的線性表在插入和刪除元素時，可能需要移動大量元素，效率較低B.線性表的長度可以動態(tài)變化，根據(jù)需要增加或減少存儲的元素數(shù)量C.可以通過索引快速訪問順序存儲線性表中的任意元素D.順序存儲的線性表適合頻繁進(jìn)行插入和刪除操作的場景19、設(shè)計一個基于模擬濾波器和放大器的音頻前置放大與濾波系統(tǒng)，提升音頻輸入質(zhì)量。20、想象一個需要存儲和操作幾何圖形（如點、線、面）的系統(tǒng)，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能是最適合的？（）A.空間索引（如R-tree），能夠高效地處理空間數(shù)據(jù)B.鏈表，對于復(fù)雜的幾何關(guān)系處理不便C.數(shù)組，存儲固定數(shù)量的幾何對象，不靈活D.棧，不適合存儲和操作幾何圖形21、基于通信糾錯編碼和交織技術(shù)設(shè)計一個抗衰落通信系統(tǒng)，提高在惡劣信道條件下的數(shù)據(jù)傳輸可靠性。22、采用模擬電子技術(shù)設(shè)計一個運算跨導(dǎo)放大器（OTA），給出其性能特點和應(yīng)用場景。23、設(shè)計一個基于傳感器網(wǎng)絡(luò)的工業(yè)生產(chǎn)監(jiān)測系統(tǒng)，能夠?qū)崟r監(jiān)測設(shè)備運行狀態(tài)和生產(chǎn)參數(shù)，實現(xiàn)故障預(yù)警。24、設(shè)計一個基于PLC的數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)，實現(xiàn)機(jī)床的運動控制、刀具補(bǔ)償和故障報警功能。25、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)時效率很高26、假設(shè)要實現(xiàn)一個優(yōu)先隊列，其中元素的優(yōu)先級可以動態(tài)改變，并且能夠快速調(diào)整隊列的順序。以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以滿足這樣的需求？（）A.二叉堆B.斐波那契堆C.二項堆D.左偏樹27、設(shè)計一個基于藍(lán)牙低能耗（BLE）的智能手環(huán)，能夠監(jiān)測心率、運動步數(shù)和睡眠質(zhì)量，并與手機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)同步，說明硬件設(shè)計和軟件架構(gòu)。28、設(shè)計一個數(shù)字通信中的正交幅度調(diào)制（QAM）信號生成和解調(diào)系統(tǒng)，分析調(diào)制性能。29、設(shè)計一個基于USBType-C接口的電源傳輸系統(tǒng)，支持PD快充協(xié)議，能夠提供不同的電壓和電流輸出，給出硬件設(shè)計和協(xié)議實現(xiàn)。30、在二叉搜索樹中，左子樹的所有節(jié)點值都小于根節(jié)點值，右子樹的所有節(jié)點值都大于根節(jié)點值。假設(shè)存在一個二叉搜索樹，插入一系列值：50、30、70、20、40、60、80。在插入這些值后，要查找值為60的節(jié)點，以下哪種查找路徑是正確的？（）A.50-70-60B.50-30-40-60C.50-70-80-60D.50-30-20-60二、綜合題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）一家快遞公司需要管理大量的快遞包裹信息，包括包裹單號、發(fā)件人信息、收件人信息、重量、運輸狀態(tài)等。請設(shè)計合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲這些包裹數(shù)據(jù)，實現(xiàn)包裹的快速錄入、跟蹤查詢、狀態(tài)更新，以及統(tǒng)計不同地區(qū)的包裹數(shù)量和運輸情況。2、（本題5分）一個圖書館管理系統(tǒng)需要記錄大量的圖書信息，包括圖書編號、書名、作者、出版社、出版日期、館藏數(shù)量等。同時，系統(tǒng)要支持快速查找特定圖書、按照館藏數(shù)量進(jìn)行排序、新增和刪除圖書記錄等操作。請選擇合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲圖書信息，并設(shè)計相應(yīng)的算法和代碼來實現(xiàn)上述功能，同時分析時間和空間復(fù)雜度。3、（本題5分）一個在線論壇需要存儲帖子和回復(fù)信息。每個帖子有帖子ID、標(biāo)題、內(nèi)容、作者、發(fā)布時間等，回復(fù)有回復(fù)ID、帖子ID、內(nèi)容、回復(fù)者、回復(fù)時間。請設(shè)計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來管理帖子和回復(fù)數(shù)據(jù)，能夠快速查找特定帖子和其回復(fù)、按照主題分類、刪除違規(guī)帖子和回復(fù)，并統(tǒng)計每個主題的帖子數(shù)量。4、（本題5分）某電商倉庫的庫存管理系統(tǒng)需要存儲商品的庫存信息，包含商品編號、商品名稱、庫存數(shù)量、進(jìn)貨價格、出貨價格等。系統(tǒng)要能夠快速查詢特定商品的庫存、按照庫存數(shù)量對商品進(jìn)行排序、進(jìn)行商品的入庫和出庫操作、修改商品的價格信息。請設(shè)計合理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，并提供代碼實現(xiàn)以及性能評估。5、（本題5分）某電商直播平臺需要記錄主播的信息、直播時間、商品銷售數(shù)據(jù)和觀眾互動情況。設(shè)計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來支持平臺的運營分析和主播管理。三、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）詳細(xì)闡述如何在一個具有n個元素的雙向鏈表中，進(jìn)行高效的刪除操作，分析其時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。2、（本題5分）詳細(xì)闡述如何在一個帶權(quán)有向圖中計算兩個頂點之間的最短路徑經(jīng)過的邊數(shù)。3、（本題5分）對于一個具有n個頂點和e條邊的帶權(quán)無向圖，如何使用克魯斯卡爾（Kruskal）算法構(gòu)造最小生成樹？4、（本題5分）解釋如何在一個二叉樹中進(jìn)行按層之字形遍歷（即奇數(shù)層從左到右，偶數(shù)層從右到左），給出算法步驟