站名：站名：年級(jí)專業(yè)：姓名：學(xué)號(hào)：凡年級(jí)專業(yè)、姓名、學(xué)號(hào)錯(cuò)寫、漏寫或字跡不清者，成績(jī)按零分記。…………密………………封………………線…………第1頁(yè)，共1頁(yè)重慶旅游職業(yè)學(xué)院《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法綜合設(shè)計(jì)》

2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共15個(gè)小題，每小題1分，共15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、在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的性能評(píng)估中，除了時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度，還有其他指標(biāo)。關(guān)于這些評(píng)估指標(biāo)，以下描述哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.平均查找長(zhǎng)度常用于評(píng)估查找算法的性能B.算法的穩(wěn)定性也是一個(gè)重要的評(píng)估指標(biāo)，特別是在排序算法中C.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的可維護(hù)性和可讀性在實(shí)際應(yīng)用中通常不重要D.對(duì)于特定的應(yīng)用場(chǎng)景，還需要考慮數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與其他部分的集成和協(xié)作效率2、設(shè)計(jì)一個(gè)基于STM32的智能小車控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)避障、循跡和藍(lán)牙遙控功能，描述硬件選型和軟件編程思路。3、設(shè)計(jì)一個(gè)液晶顯示器（LCD）的驅(qū)動(dòng)電路，能夠?qū)崿F(xiàn)圖像的清晰顯示，具有對(duì)比度調(diào)節(jié)功能。4、設(shè)計(jì)一個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的IP地址分配方案，滿足特定網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的需求。5、設(shè)計(jì)一個(gè)±5V轉(zhuǎn)±15V的DC-DC電源變換電路，輸出電流不小于0.2A，給出原理圖和PCB布局。6、在一個(gè)交通流量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，需要實(shí)時(shí)記錄不同路段的車輛數(shù)量，并能夠快速地找出車輛數(shù)量最多的路段和最少的路段。此外，還需要能夠動(dòng)態(tài)地更新路段的車輛數(shù)量信息。對(duì)于這樣的需求，以下哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)最為合適？（）A.優(yōu)先隊(duì)列，能夠快速獲取最大或最小元素B.紅黑樹，保持?jǐn)?shù)據(jù)的有序性并支持高效的插入和刪除C.跳表，實(shí)現(xiàn)快速的查找、插入和刪除操作D.線段樹，用于處理區(qū)間的統(tǒng)計(jì)和更新問(wèn)題7、插入排序也是一種常見的排序算法。以下關(guān)于插入排序的敘述，不正確的是：（）A.插入排序?qū)⒋判虻脑夭迦氲揭雅判虻牟糠种泻线m的位置B.插入排序在平均情況下的時(shí)間復(fù)雜度為O(n^2)C.插入排序是一種不穩(wěn)定的排序算法D.插入排序?qū)τ谛∫?guī)模數(shù)據(jù)的排序效果較好8、在一個(gè)需要對(duì)大量整數(shù)進(jìn)行排序的場(chǎng)景中，如果內(nèi)存空間有限，不能一次性容納所有數(shù)據(jù)，以下哪種排序算法可能是最合適的？（）A.冒泡排序，簡(jiǎn)單但效率低，不適合大數(shù)據(jù)量B.快速排序，通常在內(nèi)存中進(jìn)行，不適合內(nèi)存受限情況C.歸并排序，可以采用外部排序的方式處理大數(shù)據(jù)量D.插入排序，適用于少量數(shù)據(jù)，不適合大規(guī)模數(shù)據(jù)9、設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字溫度計(jì)液位計(jì)無(wú)線傳輸與遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)電路，能夠?qū)囟群鸵何粩?shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線方式傳輸?shù)竭h(yuǎn)程監(jiān)控中心進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。10、設(shè)計(jì)一個(gè)基于運(yùn)放的指數(shù)放大器電路，能夠?qū)崿F(xiàn)輸入信號(hào)的指數(shù)放大，放大倍數(shù)可調(diào)，輸入信號(hào)頻率范圍為0-100Hz。11、設(shè)計(jì)一個(gè)基于運(yùn)算放大器的正弦波振蕩器電路，輸出頻率為1kHz，幅度穩(wěn)定。12、在樹的遍歷中，如果需要按照層次從上到下、從左到右的順序訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)，應(yīng)該使用哪種遍歷方式（）A.先序遍歷B.中序遍歷C.后序遍歷D.層次遍歷13、設(shè)計(jì)一個(gè)低功耗集成電路系統(tǒng)，從電路結(jié)構(gòu)、電源管理等方面考慮降低功耗，分析功耗優(yōu)化效果。14、設(shè)計(jì)一個(gè)集成電路測(cè)試中的功能測(cè)試向量生成方案，提高測(cè)試覆蓋率和準(zhǔn)確性。15、設(shè)計(jì)一個(gè)通信系統(tǒng)復(fù)用設(shè)備，能夠?qū)崿F(xiàn)時(shí)分復(fù)用、頻分復(fù)用或波分復(fù)用功能，分析復(fù)用效率和資源利用率。二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）論述如何優(yōu)化圖的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)以減少空間占用和提高訪問(wèn)效率。2、（本題5分）論述AVL樹的刪除操作中可能出現(xiàn)的四種情況及相應(yīng)的調(diào)整策略。3、（本題5分）詳細(xì)說(shuō)明如何在一個(gè)具有n個(gè)元素的數(shù)組中，找出最長(zhǎng)連續(xù)遞增子序列的長(zhǎng)度，分析所使用的算法和時(shí)間復(fù)雜度。4、（本題5分）說(shuō)明二叉樹的遍歷算法在二叉樹的子樹判斷問(wèn)題、樹的子結(jié)構(gòu)問(wèn)題中的應(yīng)用。三、綜合題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）一個(gè)圖書館的讀者借閱管理系統(tǒng)需要存儲(chǔ)讀者的借閱信息，包括讀者編號(hào)、讀者姓名、借閱圖書編號(hào)、借閱日期、應(yīng)還日期等。系統(tǒng)要支持快速查找讀者的借閱記錄、按照應(yīng)還日期對(duì)借閱記錄進(jìn)行排序、新增借閱、歸還圖書操作。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，并給出代碼實(shí)現(xiàn)和性能評(píng)估。2、（本題5分）某在線論壇需要對(duì)帖子和回復(fù)進(jìn)行管理。帖子和回復(fù)以雙向鏈表的形式存儲(chǔ)。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)算法實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）按照發(fā)布時(shí)間順序輸出帖子和回復(fù)；（2）將熱門帖子置頂；（3）刪除某個(gè)違規(guī)的帖子或回復(fù)；（4）統(tǒng)計(jì)每個(gè)帖子的回復(fù)數(shù)量。分析算法的時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。3、（本題5分）一個(gè)科研項(xiàng)目管理系統(tǒng)需要對(duì)項(xiàng)目的進(jìn)展情況和參與人員進(jìn)行跟蹤。項(xiàng)目信息包括項(xiàng)目編號(hào)、項(xiàng)目名稱、負(fù)責(zé)人、起止時(shí)間、進(jìn)展?fàn)顟B(tài)等，參與人員信息包括人員編號(hào)、姓名、參與項(xiàng)目等。這些信息以十字鏈表的形式存儲(chǔ)。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)算法實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）查詢某個(gè)項(xiàng)目的詳細(xì)信息；（2）添加新的項(xiàng)目或人員；（3）刪除已完成的項(xiàng)目或離職人員；（4）統(tǒng)計(jì)每個(gè)負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)的項(xiàng)目數(shù)量。分析算法的時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。4、（本題5分）某金融機(jī)構(gòu)需要對(duì)客戶的交易記錄進(jìn)行分析，以檢測(cè)異常交易行為。交易記錄包括交易時(shí)間、金額、交易類型等。設(shè)計(jì)合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，能夠快速地篩選出異常交易，并進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。5、（本題5分）某電商平臺(tái)的用戶行為分析系統(tǒng)需要存儲(chǔ)用戶的操作記錄，如用戶編號(hào)、操作類型（瀏覽、購(gòu)買、收藏、評(píng)價(jià)）、操作時(shí)間、操作對(duì)象等。系統(tǒng)要能夠快速分析用戶的行為模式、按照操作頻率對(duì)用戶進(jìn)行分類、新增用戶操作記錄、刪除過(guò)期記錄。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，并給出代碼實(shí)現(xiàn)和性能評(píng)估。四、設(shè)計(jì)題（本大題共4個(gè)小題，共40分)1、（本題10分）設(shè)計(jì)一個(gè)程序，在給定的雙向鏈表中插入一個(gè)節(jié)點(diǎn)，輸出插入后的鏈表。2、（本題10分）設(shè)計(jì)一個(gè)算法，利用哈