學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁沈陽化工大學《數據結構與C語言》

2023-2024學年第一學期期末試卷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、運用電子電路知識，設計一個用于工業自動化的壓力傳感器信號調理電路，將傳感器輸出信號轉換為標準電壓或電流信號。2、快速排序也是一種常用的排序算法。假設我們正在使用快速排序對數組進行排序。以下關于快速排序的描述，哪一項是不準確的？（）A.快速排序通過選擇一個基準元素，將數組分成兩部分，然后對這兩部分分別排序B.快速排序在平均情況下的時間復雜度為O(nlogn)，但在最壞情況下會退化為O(n^2)C.選擇合適的基準元素可以提高快速排序的性能，通常選擇數組的中間元素作為基準D.快速排序是一種穩定的排序算法，能夠保證相同元素的相對順序不變3、設計一個太陽能路燈控制器智能調光與節能電路，能夠根據環境光照強度和交通流量自動調節路燈亮度，實現節能的同時保證照明效果。4、設計一個數字溫度計濕度計電路，能夠同時測量環境溫度和濕度，溫度精度為±0.1℃，濕度精度為±2%RH。5、設計一個無線遙控器智能學習電路，能夠學習其他遙控器的編碼，實現一個遙控器控制多個設備。6、二叉樹是一種重要的數據結構。在二叉樹的性質中，以下描述哪一項是不準確的？（）A.二叉樹的每個節點最多有兩個子節點，分別稱為左子節點和右子節點B.滿二叉樹是一種特殊的二叉樹，所有的葉子節點都在同一層C.完全二叉樹中，除了最后一層，其他層的節點都是滿的，且最后一層的節點從左到右依次排列D.對于一棵深度為h的二叉樹，其節點總數最多為2^h-1，最少為h7、考慮一個網絡數據包的處理系統，需要按照數據包到達的先后順序進行處理，同時能夠在任意時刻獲取最早到達的數據包。以下哪種數據結構可以滿足這種需求？（）A.優先隊列，根據優先級處理數據包B.鏈表，順序存儲數據包C.棧，先進后出處理數據包D.環形隊列，實現先進先出且循環利用空間8、設計一個基于模擬乘法器和運放的有效值測量電路，能夠測量交流信號的有效值。9、想象一個地圖應用，需要存儲不同地點之間的距離信息，并能夠快速找到兩個地點之間的最短路徑。以下哪種數據結構和算法的組合可能是最有效的？（）A.鄰接矩陣結合深度優先搜索算法，能表示完整的圖結構，但對于大規模圖效率較低B.鄰接表結合廣度優先搜索算法，節省空間，適合查找最短路徑C.十字鏈表結合迪杰斯特拉算法，結構復雜，實現難度大D.哈希圖結合A*算法，適用于復雜的啟發式搜索，但對簡單地圖可能過于復雜10、運用通信網絡原理，設計一個智能倉儲物流的無線定位系統，實現貨物和搬運設備的精確定位。11、設計一個簡單的集成電路放大器，要求具有特定的增益、帶寬和輸入輸出阻抗，分析其性能并優化設計以滿足特定要求。12、設計一個基于單片機的智能灌溉控制器，能夠根據土壤濕度和作物需水規律自動控制灌溉水量和時間。13、設計一個自動控制系統中的速度控制器，用于控制電機的轉速，滿足特定的動態和穩態性能指標。14、設計一個音頻均衡器電路，能夠對不同頻段的音頻信號進行獨立的增益調節，以改善音頻質量。15、設計一個無線傳感器網絡的節點定位系統，能夠確定節點的位置信息，描述系統的原理和實現方法。16、設計一個基于物聯網技術的智能工廠生產管理系統，實現生產過程的自動化監控和調度。17、設計一個數字圖像處理中的圖像壓縮質量評估系統，包括客觀和主觀評估指標的測量。18、設計一個模擬集成電路中的運算放大器，滿足特定的增益、帶寬和輸入輸出阻抗要求，進行性能仿真。19、樹是一種非線性數據結構，具有層次關系。以下關于樹的描述，不正確的是：（）A.二叉樹的每個節點最多有兩個子節點，分為左子節點和右子節點B.二叉搜索樹的左子樹中的節點值小于根節點值，右子樹中的節點值大于根節點值，便于快速查找、插入和刪除C.平衡二叉樹通過自動調整保持樹的平衡，提高了查找效率，但插入和刪除操作相對復雜D.樹的遍歷方式包括前序遍歷、中序遍歷和后序遍歷，且每種遍歷方式的時間復雜度都是相同的，與樹的結構無關20、設計一個基于ZigBee技術的無線智能家居安防系統，能夠實時監測門窗狀態、煙霧濃度、入侵情況等，并進行報警。21、設計一個正弦波信號發生器，頻率范圍為10Hz至1MHz，輸出幅度可調，失真度小于1%，說明電路原理和調試方法。22、在圖這種數據結構中，鄰接矩陣和鄰接表是兩種常見的存儲方式。假設一個圖的頂點數量很多，但邊的數量相對較少。為了節省存儲空間，以下哪種存儲方式可能更優（）A.鄰接矩陣B.鄰接表C.十字鏈表D.都一樣，沒有區別23、設計一個高速串行通信系統，采用PCIe接口，傳輸速率達到10Gbps，說明硬件實現和協議棧。24、圖是一種復雜的數據結構，可以用于表示各種關系。以下關于圖的描述，不準確的是：（）A.圖由頂點和邊組成，邊可以有權重，表示頂點之間的關系強度或距離B.圖的存儲方式有鄰接矩陣和鄰接表，鄰接矩陣適合稠密圖，鄰接表適合稀疏圖C.圖的遍歷方式有深度優先遍歷和廣度優先遍歷，可用于解決路徑搜索、連通性判斷等問題D.對于有向圖和無向圖，其算法和應用場景完全相同，只是邊的表示方式有所不同25、設計一個簡易的數字頻率計，能夠測量1Hz至100kHz范圍內的正弦波、方波和三角波的頻率，精度達到0.1%，請詳細說明系統設計方案，包括硬件和軟件部分。二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）論述伸展樹在數據局部性較好情況下的性能優勢。2、（本題5分）解釋二叉搜索樹的概念和特點，分析其查找、插入和刪除操作的時間復雜度，并討論如何保持其平衡性。3、（本題5分）在一個二叉搜索樹中，如何查找第k小的元素？4、（本題5分）論述在二叉樹的平衡調整中，如何通過平衡因子的動態計算來決定調整策略。三、設計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設計一個程序，使用數據結構來存儲一個超市的商品促銷活動效果評估信息，包括銷售額增長、客流量變化等。2、（本題5分）設計一個程序，使用歸并排序對兩個已排序的數組進行合并和排序。3、（本題5分）設計一個算法，在一個二叉樹中找出所有節點的祖先節點。4、（本題5分）設計一個程序，使用弗洛伊德算法求一個有向網中任意兩點之間的最短路徑。5、（本題5分）設計一個算法，用鄰接矩陣表示一個無向圖，判斷圖中是否存在獨立集。四、綜合題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）一個超市的促銷活動管理系統需要存儲促銷活動的信息，如活動編號、活動名稱、活動時間、優惠方式、參與商品等。系統要支持快速查找特定促銷活動、按照活動時間對活動進行排序、新增促銷活動、修改活動規則、結束活動。請確定恰當的數據結構，并詳細闡述算法和代碼實現，以及性能優化策略。2、（本題10分）某在線游