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2頁廣東外語外貿大學《數(shù)據(jù)結構和算法設計》2024-2025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批閱人一、單選題（本大題共25個小題，每小題1分，共25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、設計一個鎖相環(huán)（PLL）頻率合成器，輸出特定頻率的穩(wěn)定信號，分析其相位噪聲和鎖定時間。2、在數(shù)據(jù)結構的存儲方式中，除了順序存儲和鏈式存儲，還有其他方式。以下關于存儲方式的描述，不準確的是：（）A.索引存儲通過建立索引表來加快數(shù)據(jù)的查找和訪問速度，適用于數(shù)據(jù)量大且查找頻繁的情況B.散列存儲利用哈希函數(shù)將數(shù)據(jù)映射到存儲位置，具有快速查找的特點，但可能會出現(xiàn)沖突C.順序存儲和鏈式存儲是最基本的存儲方式，其他存儲方式都是在此基礎上發(fā)展而來的D.不同的存儲方式適用于不同的場景，沒有一種存儲方式可以適用于所有情況3、在數(shù)據(jù)結構的選擇中，需要考慮時間復雜度、空間復雜度和操作的便捷性等因素。以下情況中，優(yōu)先選擇數(shù)組而不是鏈表的是（）A.頻繁進行插入和刪除操作B.事先不知道數(shù)據(jù)的規(guī)模大小C.需要快速隨機訪問元素D.內存空間有限4、在數(shù)據(jù)結構的應用中，?？梢杂糜诒磉_式求值。以下關于棧在表達式求值中的應用，說法不正確的是（）A.可以將中綴表達式轉換為后綴表達式，然后利用棧進行求值B.?？梢员４娌僮鲾?shù)和運算符，按照運算規(guī)則進行計算C.對于復雜的表達式，棧的使用可以簡化求值過程D.棧在表達式求值中只能用于中綴表達式，不能用于后綴表達式5、設計一個基于FPGA的視頻圖像處理系統(tǒng)，能夠實現(xiàn)圖像縮放、旋轉、灰度變換等基本操作。6、設計一個基于單片機的智能電表遠程抄表系統(tǒng)，能夠通過電力線載波通信將電表數(shù)據(jù)傳輸?shù)郊衅鳎瑢崿F(xiàn)遠程抄表功能。7、設計一個基于傳感器網(wǎng)絡的農業(yè)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，能夠實時監(jiān)測土壤濕度、光照強度、風速等參數(shù)，為農業(yè)生產(chǎn)提供數(shù)據(jù)支持。8、設計一個基于藍牙低能耗（BLE）技術的智能手環(huán)通信系統(tǒng)，實現(xiàn)與手機的數(shù)據(jù)交互和健康監(jiān)測功能。9、設計一個基于光電傳感器的自動化生產(chǎn)線質量檢測系統(tǒng)，能夠檢測產(chǎn)品的外觀缺陷和尺寸精度。10、設計一個基于NFC技術的近場通信系統(tǒng)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和支付功能，說明系統(tǒng)組成和安全機制。11、設計一個基于ADC和微控制器的水質監(jiān)測系統(tǒng)，能夠測量pH值、溶解氧、電導率等水質參數(shù)。12、設計一個基于形態(tài)學處理的圖像邊緣檢測系統(tǒng)，分析處理效果和算法復雜度。13、設計一個基于模擬移相器和濾波器的相位補償系統(tǒng)，改善系統(tǒng)的相位特性。14、使用單片機設計一個智能灌溉系統(tǒng)，能夠根據(jù)土壤濕度自動控制灌溉設備的開啟和關閉，節(jié)約水資源。15、字典樹（Trie樹）常用于字符串的存儲和查找。假設我們正在使用字典樹處理字符串集合。以下關于字典樹的描述，哪一項是不準確的？（）A.字典樹利用字符串的公共前綴來節(jié)省存儲空間和提高查找效率B.插入和查找操作在字典樹中的時間復雜度與字符串的長度有關C.字典樹可以方便地實現(xiàn)字符串的前綴匹配和搜索功能D.字典樹適合存儲大量短字符串，對于長字符串效果不佳16、在字符串匹配算法中，KMP算法是一種高效的算法，以下關于KMP算法的描述，不正確的是：（）A.KMP算法通過利用已經(jīng)匹配的部分信息，避免了不必要的回溯，提高了匹配效率B.KMP算法的時間復雜度主要取決于模式串的長度，與主串的長度無關C.KMP算法的核心是計算模式串的next數(shù)組，用于確定匹配失敗時的移動位置D.KMP算法在任何情況下的性能都優(yōu)于樸素的字符串匹配算法17、設計一個無線通信模塊遠距離傳輸電路，能夠實現(xiàn)更遠距離的無線數(shù)據(jù)傳輸，傳輸距離達到1公里以上。18、設計一個音頻功率放大器，要求在一定負載下輸出較大功率，且具有良好的音質，提供電路設計和性能測試。19、設計一個基于51單片機的智能車庫門控制系統(tǒng)，能夠通過遙控器和手機APP控制車庫門的開啟和關閉，并具備防夾功能。20、利用鎖相環(huán)技術設計一個頻率合成器，能夠輸出穩(wěn)定的、可調節(jié)的頻率信號，給出頻率合成器的整體架構和各部分的詳細設計。21、設計一個模擬信號的濾波電路，能夠有效地濾除特定頻率范圍內的噪聲，如低通、高通、帶通或帶阻濾波器。22、在一個需要對大量整數(shù)進行排序，并且內存空間有限的情況下。以下哪種排序算法可能比較適合？（）A.歸并排序B.冒泡排序C.桶排序D.選擇排序23、采用模擬電子技術設計一個電壓基準源，提供穩(wěn)定的參考電壓，具有低溫度系數(shù)和高電源抑制比。24、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。25、哈希表在解決沖突時有多種方法。關于解決哈希沖突的方法，以下描述哪一項是不正確的？（）A.開放尋址法通過在哈希表中尋找空閑位置來解決沖突B.鏈地址法將沖突的元素存儲在鏈表中C.再哈希法通過更換哈希函數(shù)來減少沖突D.無論采用哪種解決沖突的方法，哈希表的查找效率都不會受到影響二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）解釋如何判斷一個二叉樹是否為滿二叉樹，給出相應的算法和代碼。2、（本題5分）解釋什么是AVL樹，說明其平衡調整的策略和方法，并給出插入和刪除操作時的平衡調整示例。3、（本題5分）探討在一個具有n個頂點的有向圖中，如何判斷是否存在回路，并說明其算法思想。4、（本題5分）論述在不同負載因子下，哈希表的性能表現(xiàn)以及如何選擇合適的負載因子以提高效率。三、設計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）利用隊列結構設計一個學校運動會比賽項目報名管理系統(tǒng)，模擬報名的排隊和處理過程。2、（本題5分）利用隊列結構設計一個醫(yī)院掛號排隊系統(tǒng)，模擬患者的掛號和就診順序。3、（本題5分）設計一個程序，用鄰接矩陣表示一個帶權無向圖，實現(xiàn)A*算法求最短路徑。4、（本題5分）設計一個數(shù)據(jù)結構，用于存儲電商平臺用戶的購物車信息，包括商品ID、數(shù)量等，支持購物車的操作和結算。5、（本題5分）設計一個程序，使用迪杰斯特拉算法求一個有向帶權圖中指定頂點到其他頂點的最短路徑。四、綜合題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）某電商平臺的商品評價系統(tǒng)需要對大量的商品評價進行管理和分析。評價信息包括評價者ID、商品ID、評價內容、評價時間等。這些信息以跳表的形式存儲。請設計算法實現(xiàn)以下功能：（1）按評價時間順序輸出評價；（2）查找指定商品的所有評價；（3）刪除違規(guī)或無效的評價；（4）統(tǒng)計某個評價者的評價數(shù)量。分析算法的時間復雜度和空間復雜度。2、（本題10分）某城市的公交卡充值管理系統(tǒng)需要存儲充值記錄，包括充值編號、卡號、充值金額、充值時間等。系統(tǒng)要實現(xiàn)快速查找特定卡號的充值記錄、按照充值金額對記錄進行排序、新增充值、刪除錯誤