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頁河北水利電力學院

《數據結構與算法導論》2023-2024學年第二學期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共20個小題，每小題1分，共20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、在數據結構的優化中，有多種方法可以提高性能。假設我們正在優化一個數據結構。以下關于數據結構優化的描述，哪一項是不準確的？（）A.選擇合適的數據結構和算法是優化的基礎B.利用緩存局部性原理可以提高數據訪問的效率C.過度的優化可能會導致代碼的復雜性增加，反而降低了可維護性D.數據結構的優化只需要考慮時間復雜度的降低，空間復雜度可以忽略2、設計一個基于FPGA的圖像邊緣檢測系統，能夠對輸入的灰度圖像進行實時邊緣檢測，采用Sobel算子，給出硬件架構和Verilog代碼實現。3、設計一個程控濾波器，中心頻率和帶寬可程控調節，給出電路實現和控制方法。4、想象一個需要對大量文本進行詞頻統計的任務，以下哪種數據結構可以高效地存儲和查詢詞頻信息？（）A.二叉樹，構建和查詢效率一般B.哈希表，能夠快速插入和查找詞頻C.鏈表，插入和查找操作效率低D.數組，不便于動態添加和查找不同的詞5、利用數字電路技術，設計一個智能公交站牌系統，顯示車輛實時位置和預計到達時間。6、設計一個電子指南針電路，能夠指示方向，精度為±1°，并且具有校準功能。7、根據傳感器原理，設計一個用于橋梁健康監測的應變傳感器系統，能夠實時監測橋梁的受力情況。8、在有向圖的最短路徑算法中，迪杰斯特拉算法具有一定的特點。以下關于迪杰斯特拉算法的描述，錯誤的是（）A.它能求出從源點到其他所有頂點的最短路徑B.每次都選擇距離源點最近的未確定最短路徑的頂點進行擴展C.算法的時間復雜度為O(V2)，其中V是頂點的數量D.該算法不能處理帶有負權邊的圖9、已知一個棧的進棧序列為1，2，3，4，5。則下列序列中，不可能是出棧序列的是：（）A.5，4，3，2，1B.4，5，3，2，1C.4，3，5，1，2D.1，2，3，4，510、利用射頻技術設計一個4G通信模塊，實現高速數據傳輸和語音通信功能。11、設計一個數字通信系統中的載波同步電路，實現對接收信號載波頻率和相位的準確同步，測試同步性能。12、設計一個數字電壓表自動量程切換與高精度測量電路，能夠根據輸入電壓自動切換量程，并實現高精度的測量。13、設計一個基于STM8的智能車庫門控制系統，能夠實現自動開關、遙控和防夾功能，闡述系統組成和控制策略。14、設計一個數字電路中的計數器擴展方案，實現更高進制的計數功能，進行功能驗證和性能測試。15、設計一個基于藍牙低能耗（BLE）技術的健康監測手環，能夠采集心率、血壓、步數等生理數據，并將數據傳輸到手機APP。16、在實際應用中，常常需要對數據結構進行優化。以下關于數據結構優化的描述，錯誤的是：（）A.可以通過選擇合適的存儲結構來提高性能B.可以通過改進算法來降低操作的時間復雜度C.優化數據結構一定會增加代碼的復雜性D.優化需要綜合考慮性能、可讀性和可維護性17、設計一個數字頻率計多功能顯示電路，能夠同時顯示頻率、周期、占空比等參數，并且具有圖形顯示功能。18、隊列也是一種特殊的線性表，遵循先進先出的原則。在實際應用中，隊列常用于（）A.操作系統的作業調度B.圖的廣度優先搜索算法C.緩存數據的管理D.以上都是19、設計一個基于藍牙模塊的智能門鎖系統，能夠通過手機藍牙開鎖，并記錄開鎖記錄。20、設計一個基于藍牙5.0的低功耗無線傳感器節點，實現環境數據的采集和傳輸，描述節點的硬件設計和功耗優化措施。二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）數組的查找算法有哪些？分別闡述它們的時間復雜度和適用場景。2、（本題5分）闡述后綴樹在網絡流量分析中的潛在用途和優勢。3、（本題5分）對于一個具有n個元素的數組，如何使用插入排序算法進行降序排序？4、（本題5分）詳細說明在動態規劃的問題分解中，如何確定子問題的邊界和依賴關系。5、（本題5分）解釋什么是跳表的空間復雜度和查找效率。三、設計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設計一個哈希表程序，采用開放尋址法的并行版本處理哈希沖突，提高性能并展示操作過程和結果。2、（本題5分）設計一個算法，在一個無向圖中找出所有與指定頂點距離不超過k的頂點。3、（本題5分）設計一個程序，使用鏈表實現隊列的擴容和縮容功能，當隊列滿或隊列為空時自動調整大小。4、（本題5分）構建一個算法，在一個鏈表中找出節點值的中位數。5、（本題5分）設計后綴樹在圖像處理中的潛在應用算法，分析其可行性和效果。四、綜合題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）某在線游戲的組隊系統需要根據玩家的等級、職業和游戲目標快速組成合適的隊伍。設計一種數據結構和算法，提高組隊效率和游戲體驗。2、（本題10分）某在線游戲的道具管理系統需要記錄道具信息、玩家擁有情況和道具交易記錄。道具信息包括道具ID、道具名稱、道具描述、道具價值，玩家擁有情況包括玩家ID、道具ID、數量，道具交易記錄包括交易ID、買家ID、賣家ID、道具ID、交易時間、交易價格。請設計數據結構來管理道具數據，實現道具的查詢、玩家道具的管理、道具交易的處理，并統計道具的流通情況。3、（本題10分）某公司的員工管理系統需要