最全数据结构课后习题答案耿国华版
绪论第1章
√(2)×(3)2.(1)×C
）C（3（1）A（2）3. 的语句频度5.计算下列程序中x=x+1for(i=1;i<=n;i++)
for(j=1;j<=i;j++)
for(k=1;k<=j;k++)
x=x+1;
的语句频度为：【解答】x=x+1=n(n+1)(n+2)/6 ）+……+（1+2+……+n）T(n)=1+(1+2)+（1+2+3 并确定算法中每一),p(xx+ax+a+…….+ax的值6.编写算法，求一元多项式p(x)=a n20nn20n1规定算法中不能使用要求时间复杂度尽可能小，语句的执行次数和整个算法的时间复杂度，算法的输入和输出)。n,输出为P(x求幂函数。注意：本题中的输入为a(i=0,1,…n)、x和0in采用下列方法1）通过参数表中的参数显式传递（）通过全局变量隐式传递。讨论两种方法的优缺点，并在算法中以你认为较好的一种实（2 现输入输出。【解答】1）通过参数表中的参数显式传递（优点：当没有调用函数时，不占用存，调用结束后形参被释放，实参维持，函数通用
性强，移置性强。缺点：形参须与实参对应，且返回值数量有限。
）通过全局变量隐式传递（2 优点：减少实参与形参的个数，从而减少存空间以及传递数据时的时间消耗
缺点：函数通用性降低，移植性差
算法如下：通过全局变量隐式传递参数PolyValue()
{ int i,n;
float x,a[],p;
nn=”);printf(“\
scanf(“%f”,&n);
nx=”);printf(“\
scanf(“%f”,&x);
for(i=0;i */ 次/*执行次数：n scanf(“%f ”,&a[i]); p=a[0]; for(i=1;i<=n;i++) */ 次/*执行次数：n p=p+a[i]*x; { x=x*x;} printf(“%f”,p);} T(n)=O(n) 算法的时间复杂度： 资料Word 通过参数表中的参数显式传递n) x, int PolyValue(float a[ ], float float { float p,s; int i; p=x; s=a[0]; for(i=1;i<=n;i++) */ :n次/*执行次数{s=s+a[i]*p; p=p*x;} return(p); } T(n)=O(n) 算法的时间复杂度： 第2章线性表 习题 1.填空： (1)在顺序表中插入或删除一个元素，需要平均移动一半元素，具体移动的元素个数与插入 或删除的位置有关。 (2)线性表有顺序和链式两种存储结构。在顺序表中，线性表的长度在数组定义时就已经确 定，是静态保存，在链式表中，整个链表由“头指针”来表示，单链表的长度是动态保存。 (3)在顺序表中，逻辑上相邻的元素，其物理位置＿一定＿＿＿＿＿相邻。在单链表中，逻 辑上相邻的元素，其物理位置不一定相邻。 (4)在带头结点的非空单链表中，头结点的存储位置由头指针指示，首元素结点的存储位置 由头结点指示，除首元素结点外，其它任一元素结点的存储位置由其直接前趋的next 域指示。 2.选择题 (1) A (2) 已知L是无表头结点的单链表，且P结点既不是首元素结点，也不是尾元素结点。按要求从下列语句中选择合适的语句序列。 a. 在P结点后插入S结点的语句序列是：E、A。 b. 在P结点前插入S结点的语句序列是：H、L、I、E、A。 c. 在表首插入S结点的语句序列是：F、M。 d. 在表尾插入S结点的语句序列是：L、J、A、G。 供选择的语句有： A P->next=S; B P->next= P->next->next; C P->next= S->next; D S->next= P->next; 资料Word E S->next= L; F S->next= NULL; G Q= P; H while (P->next!=Q) P=P->next; I while (P->next!=NULL) P=P->next; J P= Q; K P= L; L L= S; M L= P; (3) D (4) D (5) D (6) A 试分别以不同的存储结构实现单线表的就地逆置算法，即在原表的存储空间将线性表 7 。)(a,a,…,a（a,a,…,a）逆置为12nn1n-1）用一维数组作为存储结构【解答】（1*num) int void invert(SeqList *L, { j; int tmp; ElemType for(j=0;j<=(*num-1)/2;j++) { tmp=L[j]; L[j]=L[*num-j-1]; L[*num-j-1]=tmp;} } ）用单链表作为存储结构（2L) invert(LinkList void { *p, *q, *r; Node */ /*链表为空if(L->next ==NULL) return; p=L->next; q=p->next; */ p->next=NULL; /* 摘下第一个结点，生成初始逆置表*/ while(q!=NULL) /* 从第二个结点起依次头插入当前逆置表{ r=q->next; q->next=L->next; L->next=q; q=r; } 11将线性表A=(a1,a2,……am), B=(b1,b2,……bn)合并成线性表C, C=(a1,b1,……am,bm,bm+1,…….bn) 当m<=n时，或 资料Word C=(a1,b1, ……an,bn,an+1,……am)当m>n时,线性表A、B、C以单链表作为存储结构，且C表利用A表和B表中的结点空间构成。注意：单链表的长度值m和n均未显式存储。【解答】算法如下： LinkList merge(LinkList A, LinkList B, LinkList C) { Node *pa, *qa, *pb, *qb, *p; pa=A->next; /*pa表示A的当前结点*/ pb=B->next; p=A; / *利用p来指向新连接的表的表尾，初始值指向表A的头结点*/ while(pa!=NULL && pb!=NULL) /*利用尾插法建立连接之后的链表*/ { qa=pa->next; qb=qb->next; p->next=pa; /*交替选择表A和表B中的结点连接到新链表中；*/ p=pa; p->next=pb; p=pb; pa=qa; pb=qb; } if(pa!=NULL) p->next=pa; /*A的长度大于B的长度*/ if(pb!=NULL) p->next=pb; /*B的长度大于A的长度*/ C=A; Return(C); } 实习题 约瑟夫环问题 约瑟夫问题的一种描述为：编号1,2,…,n的n个人按顺时针方向围坐一圈，每个人持有一个密码（正整数）。一开始任选一个报数上限值m,从第一个人开始顺时针自1开始顺序报数，报到m时停止报数。报m的人出列，将他的密码作为新的m值，从他在顺时针方向上的下一个人开始重新从1报数，如此下去，直至所有的人全部出列为止。试设计一个程序，求出出列顺序。利用单向循环链表作为存储结构模拟此过程，按照出列顺序打印出各人的编号。 例如m的初值为20；n=7，7个人的密码依次是：3,1,7,2,4,8,4,出列顺序为6,1,4,7,2,3,5。【解答】算法如下： typedef struct Node int password; int num; struct Node *next; } Node,*Linklist; void Josephus() { 资料Word Linklist L; Node *p,*r,*q; int m,n,C,j; L=(Node*)malloc(sizeof(Node)); /*初始化单向循环链表*/ if(L==NULL) { printf(\ 链表申请不到空间!);return;} L->next=NULL; r=L; 牰湩晴尨请输入数据n的值(n>0):); scanf(%d,&n); for(j=1;j<=n;j++) /*建立链表*/ { p=(Node*)malloc(sizeof(Node)); if(p!=NULL) { 牰湩晴尨请输入第%d个人的密码:,j); scanf(%d,&C); p->password=C; p->num=j; r->next=p; r=p; } } r->next=L->next; 牰湩晴尨请输入第一个报数上限值m(m>0):); scanf(%d,&m); printf(*****************************************\n); 牰湩晴尨出列的顺序为:\n); q=L; p=L->next; while(n!=1) /*计算出列的顺序*/ { j=1; while(j { q=p; /*q为当前结点p的前驱结点*/ p=p->next; j++; } printf(%d->,p->num); m=p->password; /*获得新密码*/ n--; q->next=p->next; /*p出列*/ r=p; p=p->next; free(r); } printf(%d\n,p->num); 资料Word } 栈和队列限定性线性表—第3章 第三章答案所示铁道（两侧铁道均为单向行驶道）进行车厢调度，回答：3.1(b)1按，则可能得到的出站车厢序列是什么？）如进站的车厢序列为123（1的出站序列，并说135426，能否得到435612和123456（2）如进站的车厢序列为。“X”表示出栈的栈序列操作）明原因（即写出以“S”表示进栈、【解答】、321。、132、213、231（1）可能得到的出站车厢序列是：123 不能得到435612的出站序列。(2)的原则，此时按照“后进先出”因为有 S(1)S(2)S(3)S(4)X(4)X(3)S(5)X(5)S(6)S(6)，X(2)X(1)。出栈的顺序必须为135426的出站序列。能得到。因为有S(1)X(1)S(2)S(3)X(3)S(4)S(5)X(5)X(4)X(2)X(1) 3 给出栈的两种存储结构形式名称，在这两种栈的存储结构中如何判别栈空与栈满？用来存放栈顶元素的下标）（top【解答】（1）顺序栈表示栈空。S空：如果S->top==-1判断栈表示栈满。满：如果S->top==Stack_Size-1判断栈S top为栈顶指针，指向当前栈顶元素前面的头结点）(2) 链栈（top->next==NULL表示栈空。判断栈空：如果判断栈满：当系统没有可用空间时，申请不到空间存放要进栈的元素，此时栈满。 4 照四则运算加、减、乘、除和幂运算的优先惯例，画出对下列表达式求值时操作数栈和运算符栈的变化过程：A-B*C/D+E↑F 【解答】 资料Word '2写一个算法，判断依次读入的一个以@为结束符的字母序列，是否形如‘序列1&序列5 的逆序列。例1 '，且序列2是序列1的字符序列。序列和序列2中都不含‘& 1'则不是。如，'a+b&b+a'是属于该模式的字符序列，而'1+3&3- 【解答】算法如下：IsHuiWen() int { *S; Stack ch,temp; Char InitStack(&S); Printf(“\n请输入字符序列：”); Ch=getchar(); */ 1入栈/*序列While( ch!=&) Push(&S,ch); { ch=getchar(); } 的逆序列1/*判断序列2是否是序列do */ { ch=getchar(); Pop(&S,&temp); */ 1的逆序列/* 序列2不是序列if(ch!= temp) \nNO”);} { return(FALSE); printf(“!IsEmpty(&S)) } while(ch!=@ && IsEmpty(&S)) if(ch = = @ && */ 是序列1的逆序列/*序列2 nYES”);} { return(TRUE); printf(“\ else nNO”);} \ {return(FALSE); printf(“}/*IsHuiWen()*/ 资料Word 1或以tag为08 要求循环队列不损失一个空间全部都能得到利用，设置一个标志tag, 来区分头尾指针相同时的队列状态的空与满，请编写与此相应的入队与出队算法。【解答】入队算法：x) *Q, QueueElementType int EnterQueue(SeqQueue */ /*将元素x入队{ */ /*队满if(Q->front==Q->front && tag==1) return(FALSE); 入队后重新设置标志/*x入队前队空，x if(Q->front==Q->front && tag==0) */ tag=1; Q->elememt[Q->rear]=x; */ /*设置队尾指针Q->rear=(Q->rear+1)%MAXSIZE; Return(TRUE); } 出队算法：*x) QueueElementType int DeleteQueue( SeqQueue *Q , 第1章绪论 1．简述下列概念：数据、数据元素、数据项、数据对象、数据结构、逻辑结构、存储结构、抽象数据类型。 答案： 数据：是客观事物的符号表示，指所有能输入到计算机中并被计算机程序处理的符号的总称。如数学计算中用到的整数和实数，文本编辑所用到的字符串，多媒体程序处理的图形、图像、声音、动画等通过特殊编码定义后的数据。 数据元素：是数据的基本单位，在计算机中通常作为一个整体进行考虑和处理。在有些情况下，数据元素也称为元素、结点、记录等。数据元素用于完整地描述一个对象，如一个学生记录，树中棋盘的一个格局（状态）、图中的一个顶点等。 数据项：是组成数据元素的、有独立含义的、不可分割的最小单位。例如，学生基本信息表中的学号、姓名、性别等都是数据项。 数据对象：是性质相同的数据元素的集合，是数据的一个子集。例如：整数数据对象是集合N={0，±1，±2，…}，字母字符数据对象是集合C={‘A’，‘B’，…，‘Z’，‘a’，‘b’，…，‘z’}，学生基本信息表也可是一个数据对象。 数据结构：是相互之间存在一种或多种特定关系的数据元素的集合。换句话说，数据结构是带“结构”的数据元素的集合，“结构”就是指数据元素之间存在的关系。 逻辑结构：从逻辑关系上描述数据，它与数据的存储无关，是独立于计算机的。因此，数据的逻辑结构可以看作是从具体问题抽象出来的数学模型。 存储结构：数据对象在计算机中的存储表示，也称为物理结构。 抽象数据类型：由用户定义的，表示应用问题的数学模型，以及定义在这个模型上的一组操作的总称。具体包括三部分：数据对象、数据对象上关系的集合和对数据对象的基本操作的集合。 2．试举一个数据结构的例子，叙述其逻辑结构和存储结构两方面的含义和相互关系。 答案： 例如有一张学生基本信息表，包括学生的学号、姓名、性别、籍贯、专业等。每个学生基本信息记录对应一个数据元素，学生记录按顺序号排列，形成了学生基本信息记录的线性序列。对于整个表来说，只有一个开始结点(它的前面无记录)和一个终端结点(它的后面无记录)，其他的结点则各有一个也只有一个直接前趋和直接后继。学生记录之间的这种关系就确定了学生表的逻辑结构，即线性结构。 这些学生记录在计算机中的存储表示就是存储结构。如果用连续的存储单元(如用数组表示)来存放这些记录，则称为顺序存储结构；如果存储单元不连续，而是随机存放各个记录，然后用指针进行链接，则称为链式存储结构。 即相同的逻辑结构，可以对应不同的存储结构。 3．简述逻辑结构的四种基本关系并画出它们的关系图。 答案： （1）集合结构 数据元素之间除了“属于同一集合”的关系外，别无其他关系。例如，确定一名学生是否为班级成员，只需将班级看做一个集合结构。 （2）线性结构 数据元素之间存在一对一的关系。例如，将学生信息数据按照其入学报到的时间先后顺序进行排列，将组成一个线性结构。 （3）树结构 6.27 [问题] 假设一棵二叉树的先序序列为EBADCFHGIKJ和中序序列为ABCDEFGHIJK。请画出该树。[解答] [问题] 假设一棵二叉树的层序序列为ABCDEFGHIJ和中序序列为DBGEHJACIF。请画出该树。 [问题] 试利用栈的基本操作写出先序遍历二叉树的非递归算法。 [解答提示] 改写教材p.130-131算法6.2或6.3。 将if (!visit(p->data)) return ERROR;提前。 6.43 [问题] 编写递归算法，将二叉树中所有结点的左、右子树相互交换。 Status Exchange-lr(Bitree bt){ //将bt所指二叉树中所有结点的左、右子树相互交换 if (bt && (bt->lchild || bt->rchild)) { bt->lchild<->bt->rchild; Exchange-lr(bt->lchild); Exchange-lr(bt->rchild); } return OK; }//Exchange-lr 6.45 [问题] 编写递归算法，对于二叉树中每一个元素值为x的结点，删去以它为根的子树，并释放相应的空间。 [解答] Status Del-subtree(Bitree bt){ //删除bt所指二叉树，并释放相应的空间 if (bt) { Del-subtree(bt->lchild); Del-subtree(bt->rchild); free(bt); } return OK; }//Del-subtree Status Search-del(Bitree bt, TelemType x){ //在bt所指的二叉树中，查找所有元素值为x的结点，并删除以它为根的子树 if (bt){ if (bt->data=x) Del-subtree(bt); else { Search-Del(bt->lchild, x); Search-Del(bt->rchild, x); } } return OK; }//Search-Del 第六章树和二叉树 6.33 int Is_Descendant_C(int u,int v)//在孩子存储结构上判断u是否v的子孙,是则返回1,否则返回0 { if(u==v) return 1; else { if(L[v]) if (Is_Descendant(u,L[v])) return 1; if(R[v]) if (Is_Descendant(u,R[v])) return 1; //这是个递归算法 绪论第1章 √(2)×(3)2.(1)×C ）C（3（1）A（2）3. 的语句频度5.计算下列程序中x=x+1for(i=1;i<=n;i++) for(j=1;j<=i;j++) for(k=1;k<=j;k++) x=x+1; 的语句频度为：【解答】x=x+1=n(n+1)(n+2)/6 ）+……+（1+2+……+n）T(n)=1+(1+2)+（1+2+3 并确定算法中每一),p(xx+ax+a+…….+ax的值6.编写算法，求一元多项式p(x)=a n20nn20n1规定算法中不能使用要求时间复杂度尽可能小，语句的执行次数和整个算法的时间复杂度，算法的输入和输出)。n,输出为P(x求幂函数。注意：本题中的输入为a(i=0,1,…n)、x和0in采用下列方法1）通过参数表中的参数显式传递（）通过全局变量隐式传递。讨论两种方法的优缺点，并在算法中以你认为较好的一种实（2 现输入输出。【解答】1）通过参数表中的参数显式传递（优点：当没有调用函数时，不占用存，调用结束后形参被释放，实参维持，函数通用 性强，移置性强。缺点：形参须与实参对应，且返回值数量有限。 ）通过全局变量隐式传递（2 优点：减少实参与形参的个数，从而减少存空间以及传递数据时的时间消耗 缺点：函数通用性降低，移植性差 算法如下：通过全局变量隐式传递参数PolyValue() { int i,n; float x,a[],p; nn=”);printf(“\ scanf(“%f”,&n); nx=”);printf(“\ scanf(“%f”,&x); for(i=0;i 第一章绪习题一 1.有下列几种用二元组表示的数据结构，试画出它们分别对应的图形表示（当出现多个关系时， 对每个关系画出相应的结构图），并指出它们分别属于何种结构。 ⑴ A=(K,R)其中 K={a1,a2,a3...,an} R={} ⑵ B=(K,R)其中 K={a,b,c,d,e,f,g,h} R={r} r={ 第1章绪论工程大数电习题答案册工程大数电习题答案 册 2.(1)×(2)×(3)√ 3.（1）A（2）C（3）C 5.计算下列程序中x=x+1的语句频度 for(i=1;i<=n;i++) for(j=1;j<=i;j++) for(k=1;k<=j;k++) x=x+1; 【解答】x=x+1的语句频度为： T(n)=1+(1+2)+（1+2+3）+……+（1+2+……+n）=n(n+1)(n+2)/6 6.编写算法，求一元多项式p n(x)=a0+a1x+a2x2+…….+a n x n的值p n(x0),并确定算法中每一语句的执行次数和整个算法的时间复杂度，要求时间复杂度尽可能小，规定算法中不能使用求幂函数。注意：本题中的输入为a i(i=0,1,…n)、x和n,输出为P n(x0)。算法的输入和输出采用下列方法 （1）通过参数表中的参数显式传递 （2）通过全局变量隐式传递。讨论两种方法的优缺点，并在算法中以你认为较好的一种实现输入输出。 【解答】 （1）通过参数表中的参数显式传递 优点：当没有调用函数时，不占用内存，调用结束后形参被释放，实参维持，函数通用性强，移置性强。 缺点：形参须与实参对应，且返回值数量有限。 （2）通过全局变量隐式传递 优点：减少实参与形参的个数，从而减少内存空间以及传递数据时的时间消耗 缺点：函数通用性降低，移植性差 算法如下：通过全局变量隐式传递参数 PolyValue() { int i,n; float x,a[],p; printf(“\nn=”); scanf(“%f”,&n); printf(“\nx=”); scanf(“%f”,&x); for(i=0;i 第一章答案 1.3计算下列程序中x=x+1的语句频度 for(i=1;i<=n;i++) for(j=1;j<=i;j++) for(k=1;k<=j;k++) x=x+1; 【解答】x=x+1的语句频度为： T(n)=1+(1+2)+（1+2+3）+……+（1+2+……+n）=n(n+1)(n+2)/6 1.4试编写算法，求p n(x)=a0+a1x+a2x2+…….+a n x n的值p n(x0),并确定算法中每一语句的执 行次数和整个算法的时间复杂度，要求时间复杂度尽可能小，规定算法中不能使用求幂函数。注意：本题中的输入为a i(i=0,1,…n)、x和n,输出为P n(x0)。算法的输入和输出采用下列方法（1）通过参数表中的参数显式传递（2）通过全局变量隐式传递。讨论两种方法的优缺点，并在算法中以你认为较好的一种实现输入输出。 【解答】 （1）通过参数表中的参数显式传递 优点：当没有调用函数时，不占用存，调用结束后形参被释放，实参维持，函数通用性强，移置性强。 缺点：形参须与实参对应，且返回值数量有限。 （2）通过全局变量隐式传递 优点：减少实参与形参的个数，从而减少存空间以及传递数据时的时间消耗 缺点：函数通用性降低，移植性差 算法如下：通过全局变量隐式传递参数 PolyValue() { int i,n; float x,a[],p; printf(“\nn=”); scanf(“%f”,&n); printf(“\nx=”); scanf(“%f”,&x); for(i=0;i 第1章绪论 1.1 简述下列术语：数据，数据元素、数据对象、数据结构、存储结构、数据类型和抽象数据类型。 解：数据是对客观事物的符号表示。在计算机科学中是指所有能输入到计算机中并被计算机程序处理的符号的总称。 数据元素是数据的基本单位，在计算机程序中通常作为一个整体进行考虑和处理。 数据对象是性质相同的数据元素的集合，是数据的一个子集。 数据结构是相互之间存在一种或多种特定关系的数据元素的集合。 存储结构是数据结构在计算机中的表示。 数据类型是一个值的集合和定义在这个值集上的一组操作的总称。 抽象数据类型是指一个数学模型以及定义在该模型上的一组操作。是对一般数据类型的扩展。 1.2 试描述数据结构和抽象数据类型的概念与程序设计语言中数据类型概念的区别。 解：抽象数据类型包含一般数据类型的概念，但含义比一般数据类型更广、更抽象。一般数据类型由具体语言系统内部定义，直接提供给编程者定义用户数据，因此称它们为预定义数据类型。抽象数据 类型通常由编程者定义，包括定义它所使用的数据和在这些数据上所进行的操作。在定义抽象数据类型中的数据部分和操作部分时，要求只定义到数据的逻辑结构和操作说明，不考虑数据的存储结构和操作的具体实现，这样抽象层次更高，更能为其他用户提供良好的使用接口。 1.3 设有数据结构(D,R)，其中 {}4,3,2,1d d d d D =，{}r R =，()()(){}4,3,3,2,2,1d d d d d d r = 试按图论中图的画法惯例画出其逻辑结构图。 解： 1.4 试仿照三元组的抽象数据类型分别写出抽象数据类型复数和有理数的定义（有理数是其分子、分母均为自然数且分母不为零的分数）。 解： ADT Complex{ 数据对象：D={r,i|r,i 为实数} 数据关系：R={ 第一章习题答案 2、××√ 3、（1）包含改变量定义的最小范围 （2）数据抽象、信息隐蔽 （3）数据对象、对象间的关系、一组处理数据的操作 （4）指针类型 （5）集合结构、线性结构、树形结构、图状结构 （6）顺序存储、非顺序存储 （7）一对一、一对多、多对多 （8）一系列的操作 （9）有限性、输入、可行性 4、（1）A（2）C（3）C 5、语句频度为1+（1+2）+（1+2+3）+…+（1+2+3+…+n） 第二章习题答案 1、（1）一半，插入、删除的位置 （2）顺序和链式，显示，隐式 （3）一定，不一定 （4）头指针，头结点的指针域，其前驱的指针域 2、（1）A（2）A：E、A B：H、L、I、E、A C：F、M D：L、J、A、G或J、A、G （3）D（4）D（5）C（6）A、C 3、头指针：指向整个链表首地址的指针，标示着整个单链表的开始。 头结点：为了操作方便，可以在单链表的第一个结点之前附设一个结点，该结点的数据域可以存储一些关于线性表长度的附加信息，也可以什么都不存。 首元素结点：线性表中的第一个结点成为首元素结点。 4、算法如下： int Linser(SeqList *L,int X) { int i=0,k; if(L->last>=MAXSIZE-1) { printf(“表已满无法插入”)； return(0); } while(i<=L->last&&L->elem[i] L->last++; return(1); } 5、算法如下： #define OK 1 #define ERROR 0 Int LDel(Seqlist *L,int i,int k) { int j; if(i<1||(i+k)>(L->last+2)) { printf(“输入的i，k值不合法”); return ERROR; } if((i+k)==(L->last+2)) { L->last=i-2; ruturn OK; } else {for(j=i+k-1;j<=L->last;j++) elem[j-k]=elem[j]; L->last=L->last-k; return OK; } } 6、算法如下： #define OK 1 #define ERROR 0 Int Delet(LInkList L,int mink,int maxk) { Node *p,*q; p=L; while(p->next!=NULL) p=p->next; if(mink 第 1 章绪论 课后习题讲解 1. 填空 ⑴（）是数据的基本单位，在计算机程序中通常作为一个整体进行考虑和处理。 【解答】数据元素 ⑵（）是数据的最小单位，（）是讨论数据结构时涉及的最小数据单位。 【解答】数据项，数据元素 【分析】数据结构指的是数据元素以及数据元素之间的关系。 ⑶从逻辑关系上讲，数据结构主要分为（）、（）、（）和（）。【解答】集合，线性结构，树结构，图结构 ⑷数据的存储结构主要有（）和（）两种基本方法，不论哪种存储结构，都要存储两方面的内容：（） 和（）。 【解答】顺序存储结构，链接存储结构，数据元素，数据元素之间的 关系 ⑸算法具有五个特性，分别是（）、（）、（）、（）、（）。 【解答】有零个或多个输入，有一个或多个输出，有穷性，确定性，可行性 ⑹算法的描述方法通常有（）、（）、（）和（）四种，其中，（）被称为算法语言。 【解答】自然语言，程序设计语言，流程图，伪代码，伪代码 ⑺在一般情况下，一个算法的时间复杂度是（）的函数。 【解答】问题规模 ⑻设待处理问题的规模为n，若一个算法的时间复杂度为一个常数，则表示成数量级的形式为（），若 为n*log25n，则表示成数量级的形式为（）。 【解答】Ο(1)，Ο(nlog2n) 【分析】用大O记号表示算法的时间复杂度，需要将低次幂去掉，将最高次幂的系数去掉。 2. 选择题 ⑴顺序存储结构中数据元素之间的逻辑关系是由（）表示的，链接存储结构中的数据元素之间的逻辑关 系是由（）表示的。 A 线性结构 B 非线性结构 C 存储位置 D 指针 【解答】C，D 【分析】顺序存储结构就是用一维数组存储数据结构中的数据元素，其逻辑关系由存储位置（即元素在数 组中的下标）表示；链接存储结构中一个数据元素对应链表中的一个结点，元素之间的逻辑关系由结点中 的指针表示。 ⑵假设有如下遗产继承规则：丈夫和妻子可以相互继承遗产；子女可以继承父亲或母亲的遗产；子女间不 能相互继承。则表示该遗产继承关系的最合适的数据结构应该是（）。 A 树 B 图 C 线性表 D 集合 填空题(10 * 1 '= 10') 一、概念题 22当对一个线性表经常进行的是插入和删除操作时，采用链式存储结构为宜。 23当对一个线性表经常进行的是存取操作，而很少进行插入和删除操作时，最好采用顺序存储结构。 2.6. 带头结点的单链表L中只有一个元素结点的条件是L->Next->Next==Null。 36循环队列的引入，目的是为了克服假溢出。 4.2. 长度为0的字符串称为空串。 4.5. 组成串的数据元素只能是字符。 4.8. 设T和P是两个给定的串，在T中寻找等于P的子串的过程称为模式匹配，又称P为模式。 7.2. 为了实现图的广度优先搜索，除一个标志数组标志已访问的图的结点外，还需要队列存放被访问的结点实现遍历。 5.7. 广义表的深度是广义表中括号的重数 7.8. 有向图G可拓扑排序的判别条件是有无回路。 7.9. 若要求一个稠密图的最小生成树，最好用Prim算法求解。 8.8. 直接定址法法构造的哈希函数肯定不会发生冲突。 9.2. 排序算法所花费的时间，通常用在数据的比较和交换两大操作。 1.1. 通常从正确性、可读性、健壮性、时空效率等几个方面评价算法的(包括程序)的质量。 1.2. 对于给定的n元素，可以构造出的逻辑结构有集合关系、线性关系树形关系、图状关系四种。 1.3. 存储结构主要有顺序存储、链式存储、索引存储、散列存储四种。 1.4. 抽象数据类型的定义仅取决于它的一组逻辑特性，而与存储结构无关，即不论其内部结构如何变化，只要它的数学特性不 变，都不影响其外部使用。 1.5. 一个算法具有五大特性：有穷性、确定性、可行性，有零个或多个输入、有一个或多个输入。 2.8. 在双向链表结构中，若要求在p指针所指的结点之前插入指针为s所指的结点，则需执行下列语句： s_>prior= p_>prior; s->next= p; p_>prior- next= s; p_>prior= s;。 2.9. 在单链表中设置头结点的作用是不管单链表是否为空表，头结点的指针均不空，并使得对单链表的操作 (如插入和删除)在各种情况下统一。 3.1. 队列是限制在表的一端进行插入和在另一端进行删除的线性表，其运算遵循先进先出原则。 3.2 .栈是限定尽在表位进行插入或删除操作的线性表。 3.5. 在链式队列中，判定只有一个结点的条件是(Q->rear==Q->fro nt)&&(Q->rear!=NULL) 。 3.7. 已知链队列的头尾指针分别是f和r，则将x入队的操作序列是node *p=(node *)malloc(node); p->next=x;] p_>next=NULL; if(r) {r->next=p; r=p;} else {r=p; f=p;}。 3.8. 循环队列的满与空的条件是(rear+1)%MAXSIZE==fornt 和(fron t=-1 &&rear+ ^=MAXSIZE) 。 4.3. 串是一种特殊的线性表，其特殊性表现在数据元素都是由字符组成。 4.7. 字符串存储密度是串值所占存储位和实际分配位的比值，在字符串的链式存储结构中其结点大小是可变的。 5.3. 所谓稀疏矩阵指的是矩阵中非零元素远远小于元素总数，则称该矩阵为矩阵中非零元素远远小于元素总数，则称该矩阵为稀 疏矩阵。 5.4. —维数组的逻辑结构是线性结构，存储结构是顺序存储结构；对二维或多维数组，分别按行优先和列优先两种?不同的存储 方式。 7.4. 在有向图的邻接矩阵表示中，计算第i个顶点入度的方法是求邻接矩阵中第?i列非10元素的个数。 7.10. AOV网中，结点表示活动，边表示活动之间的优先关系，AOE网中，结点表示事件，边表示活动。 9.1. 按排序过程中依据不同原则对内部排序方法进行分类，主要有选择排序、交换排序、插入排序归并排序等4类。 9.3 .在堆排序、快速排序和归并排序中若只从排序结果的稳定性考虑，则应选择归并排序方法；若只从平均情况下 排序最快考虑，则应选择快速排序方法；若只从最坏情况下排序最快且要节省类存考虑，则应选择堆排序方法。 9.4. 直接插入排序用监视哨的作用是存当前要的插入记录，可又省去查找插入位置时对是否出界的判断。 9.6. 设表中元素的初始状态是按键值递增的，则直接插入排序最省时间，快速排序最费时间。 4.9. 下列程序判断字符串s是否对称，对称则返回1,否则返回0;如？(abba”返回1, ? (”abab”)返回0. Int f (char*s) { Int i=0,j=0; 《数据结构简明教程》练习题及参考答案 练习题1 1. 单项选择题 （1）线性结构中数据元素之间是（）关系。 A.一对多 B.多对多 C.多对一 D.一对一 答：D （2）数据结构中与所使用的计算机无关的是数据的（）结构。 A.存储 B.物理 C.逻辑 D.物理和存储 答：C （3）算法分析的目的是（）。 A.找出数据结构的合理性 B.研究算法中的输入和输出的关系 C.分析算法的效率以求改进 D.分析算法的易懂性和文档性 答：C （4）算法分析的两个主要方面是（）。 A.空间复杂性和时间复杂性 B.正确性和简明性 C.可读性和文档性 D.数据复杂性和程序复杂性 答：A （5）计算机算法指的是（）。 A.计算方法 B. 排序方法 C.求解问题的有限运算序列 D.调度方法 答：C （6）计算机算法必须具备输入、输出和（）等5个特性。 A.可行性、可移植性和可扩充性 B.可行性、确定性和有穷性 C.确定性、有穷性和稳定性 D.易读性、稳定性和安全性 答：B 2. 填空题 （1）数据结构包括数据的①、数据的②和数据的③这三个方面的内容。 答：①逻辑结构②存储结构③运算 （2）数据结构按逻辑结构可分为两大类，它们分别是①和②。 答：①线性结构②非线性结构 （3）数据结构被形式地定义为（D,R），其中D是①的有限集合，R是D上的②有限集合。 答：①数据元素 ②关系 （4）在线性结构中，第一个结点 ① 前驱结点，其余每个结点有且只有1个前驱结点；最后一个结点 ② 后继结点，其余每个结点有且只有1个后继结点。 答：①没有 ②没有 （5）在树形结构中，树根结点没有 ① 结点，其余每个结点有且只有 ② 个前驱结点；叶子结点没有 ③ 结点，其余每个结点的后继结点数可以是 ④ 。 答：①前驱 ②1 ③后继 ④任意多个 （6）在图形结构中，每个结点的前驱结点数和后继结点数可以是（ ）。 答：任意多个 （7）数据的存储结构主要有四种，它们分别是 ① 、 ② 、 ③ 和 ④ 存储结构。 答：①顺序 ②链式 ③索引 ④哈希 （8）一个算法的效率可分为 ① 效率和 ② 效率。 答：①时间 ②空间 3. 简答题 （1）数据结构和数据类型两个概念之间有区别吗？ 答：简单地说，数据结构定义了一组按某些关系结合在一起的数组元素的集合。数据类型不仅定义了一组数据元素，而且还在其上定义了一组操作。 （2）简述线性结构、树形结构和图形结构的不同点。 答：线性结构反映结点间的逻辑关系是一对一的，树形线性结构反映结点间的逻辑关系是一对多的，图在结构反映结点间的逻辑关系是多对多的。 （3）设有采用二元组表示的数据逻辑结构S=(D,R)，其中D={a ,b ,…,i }，R={(a ,b ),(a ,c ),(c ,d ),(c ,f ),(f ,h ),(d ,e ),(f ,g ),(h ,i )}，问相对于关系R ，哪些结点是开始结点，哪些结点是终端结点？ 答：该逻辑结构为树形结构，其中a 结点没有前驱结点，称为根结点，b 、e 、g 、i 结点没有后继结点，是终端结点，也称为叶子结点。 （4）以下各函数是算法中语句的执行频度，n 为问题规模，给出对应的时间复杂度： T 1(n )=n log 2n -1000log 2n T 2(n )=3log 2n -1000log 2n T 3(n )=n 2 -1000log 2n T 4(n )=2n log 2n -1000log 2n 答：T 1(n )=O(n log 2n )，T 2(n )=O( )，T 3(n )=O(n 2 )，T 4(n )=O(n log 2n )。 （5）分析下面程序段中循环语句的执行次数。 int j=0,s=0,n=100; do { j=j+1; s=s+10*j; } while (j 第一章绪论 1.数据：人们利用文字符号、数字符号及其他规定的符号对现实世界的事物及其活动的描述。凡是能被计算机输入、存储、处理和输出的一切信息都叫数据。 2.数据元素：数据的基本单位，在计算机程序中通常作为一个整体进行考虑和处理。 数据元素的组成：一个数据元素通常由一个或若干数据项组成。 数据项：指具有独立含义的最小标识单位。 3.数据对象：性质相同的数据元素的集合，是数据的一个子集。 4.数据结构：研究的是数据的逻辑结构和物理结构，以及它们之间的相互关系和所定义的算法在计算机上运行的学科。 5.算法：是对待定问题求解步骤的一种描述，是指令的有限序列。算法应满足以下性质： 1)输入性：具有零个或若干个输入量； 2)输出性：至少产生一个输出； 3)有穷性：每条指令的执行次数是有限的； 4)确定性：每条指令的含义明确，无二义性； 5)可行性：每条指令都应在有限的时间内完成。 6.评价算法优劣的主要指标： 1)执行算法后，计算机运行所消耗的时间，即所需的机器时间； 2)执行算法时，计算机所占存储量的大小，即所需的存储空间； 3)所设计的算法是否易读、易懂，是否容易转换成其他可运行的程序语言。 7.会估算某一算法的总执行时间和时间复杂度。 8.熟悉习题P32:3(5)-(9)、4(2)(3) 第二章线性表 1.线性表(P7)：是性质相同的一组数据元素序列。 线性表的特性： 1)数据元素在线性表中是连续的，表中数据元素的个数可以增加或减少，但调整后数据元素仍必须是连续的，即线性表是一种线性结构。 2)数据元素在线性表中的位置仅取决于自己在表中的序号，并由该元素数据项中的关键字(key)加以标识。 3)线性表中所有数据元素的同一数据项，其属性是相同的，数据类型也是一致的。 线性表的主要运算有：插入、删除、查找、存取、长度、排序、复制、合并。 线性表的顺序存储结构及特点(就是把表中相邻的数据元素存放在内存邻接的存储单元，这种存储方法叫做顺序分配，又称顺序映像。其特点：逻辑上相邻的数据元素， 它们的物理次序也是相邻的。)，存储地址的计算方式(Loc(a i )=Loc(a )+i*s)。 2.线性表的查找、插入和删除 熟悉线性表的查找算法(P38)、插入算法(P39)和删除算法(P40)。 3.理解线性表的顺序存储结构的优缺点。 4.熟悉线性链表的存储结构(P43) 线性链表(由若干结点链接而成的一种存储结构。)、结点(由存放数据元素值的部分—数据域和存放另一元素存储地址的部分—指针域或链域两部分信息组成的存储结构。)、单链表(线性链表)的概念。 5.熟悉线性链表的建立(P45-47)、查找(P47-48)、插入(P49-50)和删除(P50-51)的算法； 6.明了什么是循环链表(链表中最后一个结点指针域回指向链表的第一个结点，使得整个链表通过链指针成为一个环形，这种形式的链表称为循环链表。)？ 7.明了双向链表的结构(链表中的每个结点有两个指针域，一个是向前链接的左指针(Lnext或prior)，另一个是向后链接的右指针(Rnext或next)，同时还有一个数据域(Data)。)；了解双向链表的插入和删除的算法。 8.理解链表的优缺点(P48)。 9.熟悉习题P68：1、2 第三章限定性线性表----栈和队列 1.栈和队列 明确什么是栈及其特点(只允许在一端进行插入和删除的线性表。允许插入和删除 第1章绪论 1．4 试编写算法，求一元多项式P n(x)=a0+a1x+a2x2+a3x3+…a n x n的值P n(x0)，并确定算法中的每一语句的执行次数和整个算法的时间复杂度，要求时间复杂度尽可能小，规定算法中不能使用求幂函数。注意：本题中的输入a i(i=0,1,…,n),x和n，输出为P n(x0)。通常算法的输入和输出可采用下列两种方式之一： （1）通过参数表中的参数显式传递。 （2）通过全局变量隐式传递。 试讨论这两种方法的优缺点，并在本题算法中以你认为较好的一种方式实现输入和输出。void polyvalue() { int n,p,i,x,xp,sum; float a[]; float *p=a; printf("Input number of terms:"); scanf("%d",&n); printf("Input the %d coefficients from a0 to a%d:\n",n,n); for(i=0;i<=n;i++) scanf("%f",p++); printf("Input value of x:"); scanf("%f",&x); p=a;xp=1;sum=0; //xp用于存放x的i次方 for(i=0;i<=n;i++) { sum+=xp*(*p++); xp*=x; } printf("Value is:%f",sum); }//polyvalue 第二章线性表 2．4设线性表存于a(1:arrsize)的前elenum个分量中且递增有序。试写一算法，将X插入到线性表的适当位置上，以保持线性表的有序性。 Status Insert_SqList(SqList &va,int x)//把x插入递增有序表va中 { if(va.length+1>va.listsize) return ERROR; va.length++; for(i=va.length-1;va.elem[i]>x&&i>=0;i--) va.elem[i+1]=va.elem[i]; va.elem[i+1]=x; return OK; }//Insert_SqList 2．6已知线性表中的元素（整数）以值递增有序排列，并以单链表作存储结构。试写一高效算法，删除表中所有大于mink且小于maxk的元素（若表中存在这样的元素），分析你的算法的时间复杂度（注意：mink和maxk是给定的两个参变量，它们的值为任意的整数）。 1-1什么是数据? 它与信息是什么关系? 【解答】 什么是信息？广义地讲，信息就是消息。宇宙三要素（物质、能量、信息）之一。它是现实世界各种事物在人们头脑中的反映。此外，人们通过科学仪器能够认识到的也是信息。信息的特征为：可识别、可存储、可变换、可处理、可传递、可再生、可压缩、可利用、可共享。 什么是数据？因为信息的表现形式十分广泛，许多信息在计算机中不方便存储和处理，例如，一个大楼中4部电梯在软件控制下调度和运行的状态、一个商店中商品的在库明细表等，必须将它们转换成数据才能很方便地在计算机中存储、处理、变换。因此，数据(data)是信息的载体，是描述客观事物的数、字符、以及所有能输入到计算机中并被计算机程序识别和处理的符号的集合。在计算机中，信息必须以数据的形式出现。 1-2什么是数据结构? 有关数据结构的讨论涉及哪三个方面? 【解答】 数据结构是指数据以及相互之间的关系。记为：数据结构= { D, R }。其中，D是某一数据对象，R是该对象中所有数据成员之间的关系的有限集合。 有关数据结构的讨论一般涉及以下三方面的内容： ①数据成员以及它们相互之间的逻辑关系，也称为数据的逻辑结构，简称为数据结构； ②数据成员极其关系在计算机存储器内的存储表示，也称为数据的物理结构，简称为存储结构； ③施加于该数据结构上的操作。 数据的逻辑结构是从逻辑关系上描述数据，它与数据的存储不是一码事，是与计算机存储无关的。因此，数据的逻辑结构可以看作是从具体问题中抽象出来的数据模型，是数据的应用视图。数据的存储结构是逻辑数据结构在计算机存储器中的实现（亦称为映像），它是依赖于计算机的，是数据的物理视图。数据的操作是定义于数据逻辑结构上的一组运算，每种数据结构都有一个运算的集合。例如搜索、插入、删除、更新、排序等。 1-3数据的逻辑结构分为线性结构和非线性结构两大类。线性结构包括数组、链表、栈、 队列、优先级队列等; 非线性结构包括树、图等、这两类结构各自的特点是什么？ 【解答】 线性结构的特点是：在结构中所有数据成员都处于一个序列中，有且仅有一个开始成员和一个终端成员，并且所有数据成员都最多有一个直接前驱和一个直接后继。例如，一维数组、线性表等就是典型的线性结构 非线性结构的特点是：一个数据成员可能有零个、一个或多个直接前驱和直接后继。例如，树、图或网络等都是典型的非线性结构。 1-4．什么是抽象数据类型？试用C++的类声明定义“复数”的抽象数据类型。要求 (1) 在复数内部用浮点数定义它的实部和虚部。 (2) 实现3个构造函数：缺省的构造函数没有参数；第二个构造函数将双精度浮点数赋给复数的实部，虚部置为0；第三个构造函数将两个双精度浮点数分别赋给复数的实部和虚部。 (3) 定义获取和修改复数的实部和虚部，以及+、-、*、/等运算的成员函数。 第１章绪论 习题 一、问答题 1. 什么是数据结构？ 2. 四类基本数据结构的名称与含义。 3. 算法的定义与特性。 4. 算法的时间复杂度。 5. 数据类型的概念。 6. 线性结构与非线性结构的差别。 7. 面向对象程序设计语言的特点。 8. 在面向对象程序设计中，类的作用是什么？ 9. 参数传递的主要方式及特点。 10. 抽象数据类型的概念。 二、判断题 1. 线性结构只能用顺序结构来存放，非线性结构只能用非顺序结构来存放。 2. 算法就是程序。 3. 在高级语言（如Ｃ、或ＰASCAL）中,指针类型是原子类型。 三、计算下列程序段中X=X+1的语句频度 ｆor（i=1；i<=ｎ;i＋+) fｏr（j=1;j<=i;j++) for(ｋ=１;k<＝j;k＋+) x=ｘ+1; [提示］： i=１时： 1 =(１+1）×1／2= (1+12)／２ ｉ=2时：１+2 =(1+2）×2／２＝（２＋22)/2 i=3时:１+2+3＝(1+3)×3／2 ＝（３+32)／２ … i=n时：1+2＋3+……+ｎ= (1＋n）×n/２= （n+ｎ2)/2 f(n）= [ （1+２+3+……+n）+ (１2 ＋２2 + ３2+ …… + ｎ２) ] / 2 =[ (1+n)ｎ／2 + n(ｎ+１)(2n+1)/6 ] / 2 =ｎ(n+1)(n+2)/６ =n3/６+ｎ2／２+n/３ 区分语句频度和算法复杂度: Ｏ(f(n）) ＝O(n3) 四、试编写算法求一元多项式Ｐn(ｘ)=a0+ａ1x＋a2x２＋a3x３+…ａｎxｎ的值P n(ｘ0)，并确定算法中的每一语句的执行次数和整个算法的时间复杂度，要求时间复杂度尽可能的小，规定算法中不能使用求幂函数。注意:本题中的输入aｉ(i=0,1,…，n), x和ｎ，输出为Pｎ(x0).通常算法的输入和输出可采用下列两种方式之一: （1）通过参数表中的参数显式传递； （2）通过全局变量隐式传递。 试讨论这两种方法的优缺点,并在本题算法中以你认为较好的一种方式实现输入和输出。[提示]：floaｔPolｙＶalｕe(float a[］,fｌoａt x，ｉnｔn){……｝ 核心语句： p=1; (ｘ的零次幂) s=0; i从０到n循环 ｓ=s+a[i]*p; p=ｐ*x; 或: p＝x; (x的一次幂) ｓ＝a［0]; i从1到n循环 s=s+ａ［i]*p; p＝p*x; 实习题 设计实现抽象数据类型“有理数”。基本操作包括有理数的加法、减法、乘法、除法,以及求有理数的分子、分母。 第一章答案 1.3计算下列程序中x=x+1的语句频度 数据结构附录A 样卷一 一、判断题：（10 分） 正确在括号内打√，错误打× ( ) 1.在单链表中，头结点是必不可少的。 （）2．如果一个二叉树中没有度为1的结点，则必为满二叉树。 ( ) 3. 循环链表的结点结构与单链表的结点结构完全相同，只是结点间的连接方式不同。 ( ) 4. 顺序存储结构只能用来存放线性结构；链式存储结构只能用来存放非线性结构。( ) 5. 在一个大根堆中，最小元素不一定在最后。 ( ) 6. 在一个有向图中，所有顶点的入度之和等于所有顶点的出度之和。 （）7. 在采用线性探测法处理冲突的散列表中，所有同义词在表中相邻。 （）8. 内部排序是指排序过程在内存中进行的排序。 （）9. 拓扑排序是指结点的值是有序排列。 ( )10. AOE网所表示的工程至少所需的时间等于从源点到汇点的最长路径的长度。 二、选择题(30分, 每题1.5分) 1．有一个含头结点的单链表，头指针为head, 则判断其是否为空的条件为： ________________ A． head=NIL B. head^.next=NIL C. head^.next=head D. head<>NIL 或 A． head==NULL B. Head->next==NULL C. head->next==head D. Head!=NULL 2．非空的循环单链表head的尾指针p满足______________。 A. p^.next=NIL B. p=NIL C. p^.next=head D. p=head 或 A. p->next=NULL B. p==NULL C. P->next==head D. p ==head 3．链表不具有的特点是。 A、可随机访问任一个元素 B、插入删除不需要移动元素 C、不必事先估计存储空间 D、所需空间与线性表的长度成正比 4．若某链表中最常用的操作是在最后一个结点之后插入一个结点和删除最后一个结点，则采用存储方式最节省运算时间。 A、单链表 B、双链表 C、单循环链表 D、带头结点的双循环链表 5．若线性表最常用的操作是存取第i个元素及其前驱的值，则采用存储方式节省时间。 A、单链表 B、双链表 C、单循环链表 D、顺序表 6．设一个栈的输入序列为A，B，C，D，则借助一个栈所得到的输出序列不可能的 是。 A、 A，B，C， D B、D，C，B，A C、 A，C，D， B D、D，A，B，C 7．一个队列的入队序列是1，2，3，4，则队列的输出序列是。 A、4，3，2，1 B、1，2，3，4 C、1，4，3， 2 D、3，2，4，1《数据结构》课后习题答案
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