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《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、運用電子信息工程知識，設計一個智能交通管理系統，包括交通信號燈控制、車輛流量監測和違章抓拍等功能。2、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。3、設計一個基于單片機的智能電表遠程抄表系統，能夠通過電力線載波通信將電表數據傳輸到集中器，實現遠程抄表功能。4、設計一個高頻射頻收發器電路，工作頻率在2.4GHz，支持藍牙和ZigBee通信，給出電路結構和性能指標。5、運用通信網絡原理，設計一個智能物流倉儲管理系統的無線網絡方案，實現貨物的實時定位和信息傳輸。6、插入排序也是一種常見的排序算法。以下關于插入排序的敘述，不正確的是：（）A.插入排序將待排序的元素插入到已排序的部分中合適的位置B.插入排序在平均情況下的時間復雜度為O(n^2)C.插入排序是一種不穩定的排序算法D.插入排序對于小規模數據的排序效果較好7、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。8、設計一個數字通信系統中的同步電路，包括位同步、幀同步和網同步模塊，測試其同步性能。9、在一個長度為n的順序表中，刪除第i個元素（1<=i<=n），需要移動的元素個數為（）A.iB.n-iC.n-i+1D.n-i-110、設計一個基于USBPD協議的快速充電器，能夠根據設備需求提供合適的電壓和電流，包括電路設計和協議實現。11、設計一個計算機網絡拓撲結構，滿足特定的網絡規模、性能和可靠性要求，進行網絡性能分析和優化。12、設計一個太陽能熱水器控制器遠程控制電路，能夠通過手機或電腦遠程控制熱水器的工作狀態，并且具有故障報警功能。13、設計一個基于FPGA的數字濾波器，實現低通、高通、帶通和帶阻濾波功能，給出設計過程和資源利用分析。14、在圖的存儲結構中，鄰接矩陣和鄰接表各有優缺點，以下關于它們的比較，錯誤的是：（）A.鄰接矩陣適合表示稠密圖，存儲空間開銷較大；鄰接表適合表示稀疏圖，存儲空間較節省B.對于判斷兩個節點是否有邊相連，鄰接矩陣的效率高于鄰接表C.在進行圖的遍歷操作時，鄰接表的效率總是高于鄰接矩陣D.鄰接矩陣的空間復雜度為O(n^2)，鄰接表的空間復雜度與邊的數量有關15、當處理一個具有層次結構的數據，例如文件系統中的目錄和文件，以下哪種數據結構能夠清晰地表示這種關系并方便地進行遍歷？（）A.棧B.隊列C.樹D.鏈表16、快速排序是一種高效的排序算法。以下關于快速排序的描述，錯誤的是（）A.選擇一個基準元素，將數組分為小于基準和大于基準兩部分，然后對這兩部分分別排序B.快速排序的平均時間復雜度為O(nlog?n)，但在最壞情況下為O(n2)C.快速排序是一種不穩定的排序算法D.快速排序每次都能將數組均勻地分成兩部分17、設計一個數字圖像處理中彩色圖像和灰度圖像的轉換和處理系統，分析處理效果。18、設計一個基于PLC的電梯控制系統，實現電梯的上升、下降、停靠、開門、關門等邏輯控制和安全保護功能。19、考慮到一個航班預訂系統，需要快速查找和預訂特定日期和航線的航班座位。同時，還需要能夠根據座位的可用性進行靈活的分配和調整。以下哪種數據結構能夠滿足這樣復雜的需求？（）A.線段樹B.二叉堆C.哈希表結合鏈表D.跳表結合平衡樹20、設計一個5V轉1.8V的DC-DC降壓轉換器，輸出電流不小于1A，效率達到90%以上，給出原理圖和元件選型。二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）詳細說明字符串匹配的BF算法和KMP算法的基本思想，比較它們在不同情況下的性能優劣。2、（本題5分）詳細闡述棧和隊列這兩種數據結構的特點，舉例說明它們在實際生活中的應用場景，并分析其操作的時間復雜度。3、（本題5分）詳細說明如何在一個具有n個元素的無序數組中，使用選擇排序算法進行排序，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）設計并查集中按秩合并的算法，分析其對查詢效率的提升作用。2、（本題5分）使用雙向鏈表和迪杰斯特拉算法，設計一個程序，為一個城市的垃圾回收路線進行規劃，使運輸成本最低。3、（本題5分）實現一個算法，計算一個圖的哈密頓回路數量。4、（本題5分）設計一個算法，在一個帶權無向圖中找出兩個指定頂點之間的所有簡單路徑，并計算每條路徑的權值和。5、（本題5分）設計一個數據結構和算法，模擬一個健身房的會員積分管理系統，能夠計算會員的積分和兌換記錄。四、綜合題（本大題共2個小題，共20分)1、（本題10分）一家超市的庫存管理系統需要記錄商品的庫存信息，包括商品編碼、商品名稱、庫存數量、進貨價格、銷售價格等。請設計數據結構來存儲庫存數據，實現商品的快速盤點、庫存預警、進貨和銷售操作，并統計商品的利潤。2、（本題10分）某公司的項目任務分配系統需要對多個項目的任務和員工分配情況進行管理。任務信息包括任務編號、任務描述、負責人、截止日期等，員工信息包括員工編號、