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2頁，共2頁武漢學院《數據結構與C程序設計》

2023-2024學年第二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20個小題，每小題2分，共40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、利用射頻技術設計一個無線傳感器網絡的網關設備，實現傳感器節點與上位機之間的數據通信和協議轉換。2、棧是一種特殊的線性表，遵循特定的操作原則。以下關于棧的描述，錯誤的是（）A.棧的操作遵循后進先出（LIFO）原則B.入棧和出棧操作的時間復雜度都為O(1)C.棧可以用數組或鏈表來實現D.棧只能用于實現簡單的數值計算，不能用于復雜的算法3、設計一個數字存儲示波器電路，能夠測量輸入信號的波形、頻率、幅度等參數，并且具有存儲和回放功能。4、假設正在設計一個數據庫的索引結構，需要支持快速的等值查詢、范圍查詢和排序操作。在這種情況下，以下哪種索引結構可能是最優的選擇？（）A.B樹索引，平衡樹結構，適用于多種查詢B.哈希索引，快速等值查詢，但不支持范圍查詢C.位圖索引，適合處理布爾值屬性的查詢D.全文索引，用于文本內容的搜索5、設計一個智能環境監測系統，能夠同時監測多種環境參數如溫度、濕度、光照、PM2.5等，并進行數據上傳和分析，闡述系統的硬件架構和軟件功能。6、設計一個數字示波器，帶寬為100MHz，采樣率為1GSa/s，具備基本的測量功能，如峰峰值、頻率等，說明硬件架構和軟件界面設計。7、設計一個數字時鐘收音機電路，能夠顯示時間、接收廣播信號并播放音頻，具有鬧鐘和定時關機功能。8、設計一個智能安防監控系統，能夠實現視頻監控、入侵檢測和報警功能，給出系統的硬件架構和軟件實現方案。9、在一個算法中，需要快速找到一組數中的最大值和最小值。以下哪種數據結構和算法的組合能夠以最少的比較次數完成這個任務？（）A.有序數組和遍歷B.鏈表和遍歷C.二叉搜索樹和中序遍歷D.堆和堆操作10、設計一個基于數字邏輯的交通燈倒計時顯示系統，能夠實時顯示每個信號燈的剩余時間。11、設計一個無線通信模塊低功耗電路，能夠降低無線通信模塊的功耗，延長電池壽命。12、假設要實現一個優先級隊列，其中元素的優先級可以動態改變。以下哪種數據結構和操作組合最適合？（）A.最大堆和堆調整操作B.最小堆和堆刪除操作C.鏈表和排序操作D.數組和插入排序操作13、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。14、設計一個基于Wi-Fi技術的無線視頻監控系統，實現視頻的采集、傳輸和實時觀看，描述系統的硬件組成和軟件實現。15、設計一個基于ZigBee的智能家居控制系統，實現對家電的遠程控制和狀態監測，闡述網絡拓撲和通信協議。16、字符串在計算機程序中經常被處理，也有相應的數據結構和操作。以下關于字符串的描述，錯誤的是：（）A.字符串可以用字符數組或指針來表示，常見的操作包括字符串的連接、比較、查找等B.樸素的字符串匹配算法時間復雜度較高，KMP算法通過利用已匹配的部分信息提高了匹配效率C.字符串的存儲方式會影響其操作的效率，例如使用動態分配內存的方式可以更靈活地處理長度變化的字符串D.字符串的操作都是簡單的基本運算，其時間復雜度都為O(1)，與字符串的長度無關17、利用數字電路技術，設計一個超市自動收銀系統，能夠自動識別商品條碼、計算價格和找零。18、設計一個基于運算放大器的積分器電路，積分時間常數可調，用于對輸入信號進行積分運算。19、插入排序在小型數據集上表現較好。以下關于插入排序的描述，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.插入排序是一種穩定的排序算法D.插入排序在處理大規模數據時效率很高20、設計一個簡單的數字電壓表，能夠測量0-50V的直流電壓，精度達到0.1V，并用液晶顯示屏顯示測量結果。二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）解釋如何在一個有序鏈表中查找中位數節點。2、（本題5分）詳細闡述在具有n個頂點和e條邊的有向圖中，如何判斷是否存在回路，并給出具體的算法思想和實現步驟。3、（本題5分）詳細論述在利用二叉樹進行排序的過程中，如何構建二叉排序樹，并分析其時間復雜度和空間復雜度。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，用哈希表存儲員工的工號和工資信息，實現按工資范圍的查詢功能。2、（本題5分）設計一個數據結構，用于存儲汽車維修店的維修記錄，包括車輛信息、維修項目、費用等，支持維修記錄的查詢和統計。3、（本題5分）設計一個算法，計算一個圖的直徑（即任意兩個頂點之間的最長距離）。4、（本題5分）設計一個程序，使用普里姆算法構建一個無向圖的最小生成樹，并輸出其邊的集合。5、（本題5分）基于樹狀數組，設計一個程序，能夠快速計算一個整數序列的前綴和，并支持單點更新操作。四、綜合題（本大題共2個小題，共20分)1、（本題10分）一個大型企業的人力資源管理系統需要對員工的績效評估和培訓記錄進行管理。員工信息包括員工編號、姓名、績效評估、培訓課程等。這些信息以優先隊列的形式存儲。請設計算法實現以下功能：（1）按照績效評估得分對員工進行排序；（2）為績效優秀的員工安排優先培訓課程；（3）刪除離職員工