《数据结构》习题集：第4章 串
第4章串
一、选择题
1.设串s1=’ABCDEFG’，s2=’PQRST’，函数Concat(x,y)返回x 和y 串的连接串，Substr(s,i,j)返回串s 从序号i 开始
的j 个字符组成的子串，length(s)返回串s 的长度，则Concat(Substr(s1,2,length(s2)),Substr(s1,length(s2),2))的结果串是（D ）。
A、BCDEF
B、BCDEFG
C、BCPQRST
D、BCDEFEF
2.空串和空格是相同的。（ B ）
A、正确
B、错误
3.若串S1=’ABCDEFG’，S2=’9898’，S3=’###’，S4=’012345，则执行下列语句后，其结果为（E ）。
replace(s1,Substr(s1,4,length(s3)),s3)；
Concat(s1,Substr(s4,index(s2,’8’),length(s2)))
A、ABC###G0123
B、ABCD###2345
C、ABC###G2345
D、ABC###2345
E、ABC###G1234
F、ABCD###1234
G、ABC###01234
4.串是一种特殊的线性表，其特殊性体现在（D ）。
A、可以顺序存储
B、数据元素是一个字符
C、可以链接存储
D、数据元素可以是多个字符
5.设有两个串p 和q，求q 在p 中首次出现的位置的运算称为（B ）。
A、连接
B、模式匹配
C、求子串
D、求串长
6.下面关于串的的叙述中，哪一个是不正确的？（ B ）
A．串是字符的有限序列B．空串是由空格构成的串
C．模式匹配是串的一种重要运算D．串既可以采用顺序存储，也可以采用链式存储
7.串的长度是指（B ）
A．串中所含不同字母的个数B．串中所含字符的个数
C．串中所含不同字符的个数D．串中所含非空格字符的个数
二、判断题
1.子串定位函数的时间复杂度在最坏的情况下为O（n*m），因此子串定位函数没有实际利用价值。
2.设有两个串p 和q，其中q 是p 的子串，把q 在p 中首次出现的位置作为子串q 在p 中的位置的算法称为
匹配。√
3.KMP 算法的最大特点是指示主串的指针不需要回朔。√
三、填空题
1.设s=’I_AM_A_TEACHER’，其长度为（14 ）。
2.空串是（零个字符的串），其长度为（0 ）。
3.设S1=’GOOD’，S2=’’，S3=’BYE!’，则S1、S2 和S3 连接后的结果是（GOOD BYE!）。
4.两个串相等的充分必要条件是（两个串的长度相等且对应位置字符相同）。
5.串的两种最基本的存储方式是（顺序存储方式和链接存储方式）。
6.空格串是_由空格组成的非空串________，其长度等于串中空格字符的个数_________。
7.设有两个串q 和p，求q 在p 中首次出现的算法叫_______匹配__。
8.串的连接运算不满足____交换律_____，满足______结合律___。
四、简答题
1.已知下列字符串（假设采用定长存储结构）
a=’this’,
b=’ ’,
c=’good’,
d=’ne’,
f=’a sample’,
g=’is’
顺序执行以下操作后，S、T、U、V、Length(s)、Index(v,g)、Index(u,g)各是什么？
S=Concat(a,concat(Substr(f,2,7),Concat(b,Substr(a,3,2))))
T=Replace(f,Substr(f,3,6),c)
U=Concat(Substr(c,3,1),d)
V=Concat(S,Concat(b,Concat(T,Concat(b,U))))
答s=this sample is;t=’a good one;u=one;
v=this sample is a good one;
length(s)=14;index(v,g)=3;index(u,g)=0
2.2执行以下函数会产生怎样的输出结果？
Void demonstrate(){
Strassign(s,’this is a book’);
Replace(s,Substring(s,3,7),’ese are’);
Strassign(t,Concat(s,’s’));
Strassign(u,’xyxyxyxyxyxy’);
Strassign(v,Substring(u,6,3));
Strassign(w,’w’);
Printf(’t=’,t,’v=’,v,’u=’,Replace(u,v,w));
}
t=these are books; v=yxy; u=xwxwxw
3.设s=’I am a student’，t=’good’，q=’worker’。求strlength(s)，strlength(t)，substr(s,8,7)，substr(t,2,1)，
index(s,’a’)，index(s,t)，replace(s,’student’,q)，concat(substr(s,6,2),concat(t,substr(s,7,8)))。
strlength(s)=14；strlength(t)=4；substr(s,8,7)=student；substr(t,2,1)=o;
index(s,’a’)=3; index(s,t)=0; replace(s,’student’,q)= I am a worker;
concat(substr(s,6,2)=a ; concat(t,substr(s,7,8))=a good student；
五、算法设计题
1.串s 和t 采用堆存储，设计一个函数，求第一个在s 而不在t 中的字符的序号。
int search(Hstring s,Hstring t){
int I=0,flag=1;
while(I if(s.ch[i]!=t.ch[i])flag=0;I++ } if(flag) return –1; else return I-1; } 2.采用堆存储串s，设计函数删除s 中第I 个字符开始的j 个字符。 int delij(Hstring &s,int I,int j){ int k; if(I<0||j<0) return 0 if(I+j>s.length) j=s.length-I; for(k=I+j;k s.length-=j; return 1; } 3.若x 和y 是采用堆存储的串，设计一个比较两个串是否相等的函数。 int compare(Hstring x,Hstring y){ int I=0,flag=1; if(x.length!=y.length)return 0; else{ while(I if(x.ch[i]!=y.ch[i])flag=0; I++; } Return flag; } } 一、单选题（每题 2 分，共20分） 1. 1.对一个算法的评价，不包括如下（B ）方面的内容。 A．健壮性和可读性B．并行性C．正确性D．时空复杂度 2. 2.在带有头结点的单链表HL中，要向表头插入一个由指针p指向的结 点，则执行( )。 A. p->next=HL->next; HL->next=p; B. p->next=HL; HL=p; C. p->next=HL; p=HL; D. HL=p; p->next=HL; 3. 3.对线性表，在下列哪种情况下应当采用链表表示？( ) A.经常需要随机地存取元素 B.经常需要进行插入和删除操作 C.表中元素需要占据一片连续的存储空间 D.表中元素的个数不变 4. 4.一个栈的输入序列为1 2 3，则下列序列中不可能是栈的输出序列的是 ( C ) A. 2 3 1 B. 3 2 1 C. 3 1 2 D. 1 2 3 5. 5.AOV网是一种（）。 A．有向图B．无向图C．无向无环图D．有向无环图 6. 6.采用开放定址法处理散列表的冲突时，其平均查找长度（）。 A．低于链接法处理冲突 B. 高于链接法处理冲突 C．与链接法处理冲突相同D．高于二分查找 7.7.若需要利用形参直接访问实参时，应将形参变量说明为（）参数。 A．值B．函数C．指针D．引用 8.8.在稀疏矩阵的带行指针向量的链接存储中，每个单链表中的结点都具 有相同的（）。 A．行号B．列号C．元素值D．非零元素个数 9.9.快速排序在最坏情况下的时间复杂度为（）。 A．O(log2n) B．O(nlog2n) C．0(n) D．0(n2) 10.10.从二叉搜索树中查找一个元素时，其时间复杂度大致为( )。 A. O(n) B. O(1) C. O(log2n) D. O(n2) 二、二、运算题（每题 6 分，共24分） 1. 1.数据结构是指数据及其相互之间的______________。当结点之间存在M 对N（M：N）的联系时，称这种结构为_____________________。 2. 2.队列的插入操作是在队列的___尾______进行，删除操作是在队列的 ____首______进行。 3. 3.当用长度为N的数组顺序存储一个栈时，假定用top==N表示栈空，则 表示栈满的条件是___top==0___(要超出才为满)_______________。 4. 4.对于一个长度为n的单链存储的线性表，在表头插入元素的时间复杂度 为_________，在表尾插入元素的时间复杂度为____________。 实用标准文档 文案大全第1章数据结构基础 结构之美无处不在： 说到结构，任何一件事物都有自己的结构，就如可以看得见且触摸得到的课桌、椅子，还有看不见却也存在的化学中的分子、原子。可见，一件事物只要存在，就一定会有自己的结构。一幅画的生成，作家在挥毫泼墨之前，首先要在数尺素绢之上做结构上的统筹规划、谋篇布局。一件衣服的制作，如果在制作之前没有对衣服的袖、领、肩、襟、身等各个部位周密筹划，形成一个合理的结构系统，便无法缝制出合体的衣服。还有教育管理系统的结构、通用技术的学科结构和课堂教学结构等。试想一下，管理大量数据是否也需要用到数据结构呢？ 本章知识要点： 数据结构的基本概念 数据类型和抽象数据类型 算法和算法分析 1.1 数据结构的基本概念 计算机科学是一门研究数据表示和数据处理的科学。数据是计算机化的信息，它是计算机可以直接处理的最基本和最重要的对象。无论是进行科学计算，还是数据处理、过程控制、对文件的存储和检索以及数据库技术等计算机应用，都是对数据进行加工处理的过程。因此，要设计出一个结构良好而且效率较高的程序，必须研究数据的特性、数据间的相互关系及其对应的存储表示，并利用这些特性和关系设计出相应的算法和程序。 计算机在发展的初期，其应用围是数值计算，所处理的数据都是整型、实型和布尔型等简单数据，以此为加工、处理对象的程序设计称为数值型程序设计。随着计算技术的发展，计算机逐渐进入到商业、制造业等其他领域，广泛地应用于数据处理和过程控制中。与此相对应，计算机所处理的数据也不再是简单的数值，而是字符串、图形、图像、语音和视频等复杂的数据。这些复杂的数据不仅量大，而且具有一定的结构。例如，一幅图像是一个由简单数值组成的矩阵，一个图形中的几何坐标可以组成表。此外，语言编译过程 数据结构实验指导书 一、实验目的 《数据结构》是计算机学科一门重要的专业基础课程，也是计算机学科的一门核心课程。本课程较为系统地论述了软件设计中常用的数据结构以及相应的存储结构与实现算法，并做了相应的性能分析和比较，课程内容丰富，理论系统。本课程的学习将为后续课程的学习以及软件设计水平的提高打下良好的基础。 由于以下原因，使得掌握这门课程具有较大的难度： 1）理论艰深，方法灵活，给学习带来困难； 2）内容丰富，涉及的知识较多，学习有一定的难度； 3）侧重于知识的实际应用，要求学生有较好的思维以及较强的分析和解决问题的能力，因而加大了学习的难度； 根据《数据结构》课程本身的特性，通过实验实践内容的训练，突出构造性思维训练的特征，目的是提高学生分析问题，组织数据及设计大型软件的能力。 课程上机实验的目的，不仅仅是验证教材和讲课的内容，检查自己所编的程序是否正确，课程安排的上机实验的目的可以概括为如下几个方面： （1）加深对课堂讲授内容的理解 实验是对学生的一种全面综合训练。是与课堂听讲、自学和练习相辅相成的必不可少的一个教学环节。通常，实验题中的问题比平时的习题复杂得多，也更接近实际。实验着眼于原理与应用的结合点，使学生学会如何把书上学到的知识用于解决实际问题，培养软件工作所需要的动手能力；另一方面，能使书上的知识变" 活" ，起到深化理解和灵活掌握教学内容的目的。 不少学生在解答习题尤其是算法设计时，觉得无从下手。实验中的内容和教科书的内容是密切相关的，解决题目要求所需的各种技术大多可从教科书中找到，只不过其出 现的形式呈多样化，因此需要仔细体会，在反复实践的过程中才能掌握。 (2) 培养学生软件设计的综合能力 平时的练习较偏重于如何编写功能单一的" 小" 算法，而实验题是软件设计的综合训练，包括问题分析、总体结构设计、用户界面设计、程序设计基本技能和技巧，多人合作，以至一整套软件工作规范的训练和科学作风的培养。 通过实验使学生不仅能够深化理解教学内容，进一步提高灵活运用数据结构、算法和程序设计技术的能力，而且可以在需求分析、总体结构设计、算法设计、程序设计、上机操作及程序调试等基本技能方面受到综合训练。实验着眼于原理与应用的结合点，使学生学会如何把书本上和课堂上学到的知识用于解决实际问题，从而培养计算机软件工作所需要的动手能力。 (3) 熟悉程序开发环境，学习上机调试程序一个程序从编辑，编译，连接到运行，都要在一定的外部操作环境下才能进行。所谓" 环境" 就是所用的计算机系统硬件，软件条件，只有学会使用这些环境，才能进行 程序开发工作。通过上机实验，熟练地掌握程序的开发环境，为以后真正编写计算机程序解决实际问题打下基础。同时，在今后遇到其它开发环境时就会触类旁通，很快掌握新系统的使用。 完成程序的编写，决不意味着万事大吉。你认为万无一失的程序，实际上机运行时可能不断出现麻烦。如编译程序检测出一大堆语法错误。有时程序本身不存在语法错误，也能够顺利运行，但是运行结果显然是错误的。开发环境所提供的编译系统无法发现这种程序逻辑错误，只能靠自己的上机经验分析判断错误所在。程序的调试是一个技巧性很强的工作，尽快掌握程序调试方法是非常重要的。分析问题，选择算法，编好程序，只能说完成一半工作，另一半工作就是调试程序，运行程序并得到正确结果。 二、实验要求 常用的软件开发方法，是将软件开发过程划分为分析、设计、实现和维护四个阶段。虽然数据结构课程中的实验题目的远不如从实际问题中的复杂程度度高，但为了培养一个软件工作者所应具备的科学工作的方法和作风，也应遵循以下五个步骤来完成实验题目： 1) 问题分析和任务定义 在进行设计之前，首先应该充分地分析和理解问题，明确问题要求做什么?限制条件是什么。本步骤强调的是做什么?而不是怎么做。对问题的描述应避开算法和所涉及的数据类型，而是对所需完成的任务作出明确的回答。例如：输入数据的类型、值的范围以及输入的 《数据结构》基本概念 基本概念 ?数据 数据是信息的载体，在计算机科学中是指所有能输入到计算机中并能被计算机程序识别和处理的符号集合。 ?数据元素 数据元素也称为结点，是表示数据的基本单位，在计算机程序中通常作为一个整体进行考虑和处理。 ?数据项 数据项是构成数据元素的不可分割的最小单位。?数据对象 数据对象是具有相同性质的数据元素的集合，是数据的子集。 注意：在不产生混淆的情况下，将数据对象简称为数据。 ?数据结构 数据结构是指相互之间存在一定关系的数据元素的集合，即数据结构是一个二元组DataStructure = (D, R)，其中D是数据元素的集合，R是D上关系的集合。按照视点的不同，数据结构分为逻辑结构和存储结构。 ?数据的逻辑结构 数据的逻辑结构是指数据元素之间逻辑关系的整体。 根据数据元素之间逻辑关系的不同，数据结构分为四类： ⑴集合：数据元素之间就是“属于同一个集合”，除此之外，没有任何关系； ⑵线性结构：数据元素之间存在着一对一的线性关系； ⑶树结构：数据元素之间存在着一对多的层次关系； ⑷图结构：数据元素之间存在着多对多的任意关系。 注意：数据结构分为两类：线性结构和非线性结构。?数据的存储结构 数据的存储结构又称为物理结构，是数据及其逻辑结构在计算机中的表示。通常有两种存储结构：顺序存储结构和链接存储结构。 顺序存储结构的基本思想是：用一组连续的存储单元依次存储数据元素，数据元素之间的逻辑关系是由元素的存储位置来表示的。 链接存储结构的基本思想是：用一组任意的存储单元存储数据元素，数据元素之间的逻辑关系是用指针来表示的。 注意：存储结构除了存储数据元素之外，必须存储数据元素之间的逻辑关系。 ?抽象数据类型 抽象数据类型是一个数据结构以及定义在该结构上 实验指导-数据结构B 附录综合实验 1、实验目的 本课程的目标之一是使得学生学会如何从问题出发，分析数据，构造求解问题的数据结构和算法，培养学生进行较复杂程序设计的能力。本课程实践性较强，为实现课程目标，要求学生完成一定数量的上机实验。从而一方面使得学生加深对课内所学的各种数据的逻辑结构、存储表示和运算的方法等基本内容的理解，学习如何运用所学的数据结构和算法知识解决应用问题的方法；另一方面，在程序设计方法、C语言编程环境以及程序的调试和测试等方面得到必要的训练。 2、实验基本要求： 1）学习使用自顶向下的分析方法，分析问题空间中存在哪些模块，明确这些模块之间的关系。 2）使用结构化的系统设计方法，将系统中存在的各个模块合理组织成层次结构，并明确定义各个结构体。确定模块的主要数据结构和接口。 3）熟练使用C语言环境来实现或重用模块，从而实现系统的层次结构。模块的实现包括结构体的定义和函数的实现。 4）学会利用数据结构所学知识设计结构清晰的算法和程序，并会分析所设计的算法的时间和空间复杂度。 5）所有的算法和实现均使用C语言进行描述，实验结束写出实验报告。 3、实验项目与内容： 1、线性表的基本运算及多项式的算术运算 内容：实现顺序表和单链表的基本运算，多项式的加法和乘法算术运算。 要求：能够正确演示线性表的查找、插入、删除运算。实现多项式的加法和乘法运算操作。 2、二叉树的基本操作及哈夫曼编码译码系统的实现 内容：创建一棵二叉树，实现先序、中序和后序遍历一棵二叉树，计算二叉树结点个数等操作。哈夫曼编码/译码系统。 要求：能成功演示二叉树的有关运算，实现哈夫曼编码/译码的功能，运算完毕后能成功释放二叉树所有结点占用的系统内存。 3、图的基本运算及智能交通中的最佳路径选择问题 内容：在邻接矩阵和邻接表两种不同存储结构上实现图的基本运算的算法，实现图的深度和宽度优先遍历算法，解决智能交通中的路径选择问题。设有n 个地点，编号为0~n-1，m条路径的起点、终点和代价由用户输入提供，寻找最佳路径方案（例如花费时间最少、路径长度最短、交通费用最小等，任选其一即可）。 要求：设计主函数，测试上述运算。 4、各种内排序算法的实现及性能比较 内容：验证教材的各种内排序算法。分析各种排序算法的时间复杂度。 要求：使用随机数产生器产生较大规模数据集合，运行上述各种排序算法，使用系统时钟测量各算法所需的实际时间，并进行比较。 基本概念 数据 数据是信息的载体，在计算机科学中是指所有能输入到计算机中并能被计算机程序识别和处理的符号 集合。 数据元素数据元素也称为结点，是表示数据的基本单位，在计算机程序中通常作为一个整体进行考虑和处理。 数据项 数据项是构成数据元素的不可分割的最小单位。 数据对象数据对象是具有相同性质的数据元素的集合，是数据的子集。注意：在不产生混淆的情况下，将数据对象简称为数据。 数据结构数据结构是指相互之间存在一定关系的数据元素的集合，即数据结构是一个二元组DataStructure = （D, R），其中D是数据元素的集合，R是D上关系的集合。按照视点的不同，数据结构分为逻辑结构和存储结构。 数据的逻辑结构数据的逻辑结构是指数据元素之间逻辑关系的整体。根据数据元素之间逻辑关系的不同，数据结构分为四类： ⑴ 集合：数据元素之间就是“属于同一个集合”，除此之外，没有任何关系； ⑵ 线性结构：数据元素之间存在着一对一的线性关系； ⑶ 树结构：数据元素之间存在着一对多的层次关系； ⑷ 图结构：数据元素之间存在着多对多的任意关系。 注意：数据结构分为两类：线性结构和非线性结构。 数据的存储结构数据的存储结构又称为物理结构，是数据及其逻辑结构在计算机中的表示。通常有两种存储结构：顺序存储结构和链接存储结构。 顺序存储结构的基本思想是：用一组连续的存储单元依次存储数据元素，数据元素之间的逻辑关系是由元素的存储位置来表示的。 链接存储结构的基本思想是：用一组任意的存储单元存储数据元素，数据元素之间的逻辑关系是用指针来表示的。 注意：存储结构除了存储数据元素之外，必须存储数据元素之间的逻辑关系。 抽象数据类型抽象数据类型是一个数据结构以及定义在该结构上的一组操作的总称。抽象数据类型提供了使用和实现两个不同的视图，实现了封装和信息隐藏。 算法的定义通俗地讲，算法是解决问题的方法，严格地说，算法是对特定问题求解步骤的一种描述，是指令的有限序列。 算法的特性 ⑴ 输入：一个算法有零个或多个输入（即算法可以没有输入），这些输入通常取自于某个特定的对象集合。 ⑵ 输出：一个算法有一个或多个输出（即算法必须要有输出），通常输出与输入之间有着某种特定的关系。 ⑶ 有穷性：一个算法必须总是(对任何合法的输入)在执行有穷步之后结束，且每一步都在有穷时间内完成。 ⑷ 确定性：算法中的每一条指令必须有确切的含义，不存在二义性。并且，在任何条件下，对于相同的输入只能得到相同的输出。 ⑸ 可行性：算法描述的操作可以通过已经实现的基本操作执行有限次来实现。 线性表的定义 线性表简称表，是零个或多个具有相同类型的数据元素的有限序列。数据元素的个数称为线性表的长度，长度等于零时称为空表。 线性表的逻辑关系 在一个非空表L= (a i, a2, , a n)中，任意一对相邻的数据元素和a i之间(1< i < n)存在序偶 关系(a i-i，a i)，且a i-i称为a i的前驱，a i称为的后继。在这个序列中，a i无前驱，a n无后继，其它每个元素有且仅有一个前驱和一个后继。 顺序表的存储结构定义 用MaxSize 表示数组的长度,顺序表的存储结构定义如下： #define MaxSize i00 typedef struct { ElemType data[MaxSize]; // ElemType 表示不确定的数据类型 int length; //length 表示线性表的长度 《数据结构》实验指导 (计算机信息大类适用) 实验报告至少包含以下内容： 实验名称 实验目的与要求: 实验内容与步骤（需要你进行细化）: 实验结果（若顺利完成，可简单说明；若实验过程中遇到问题，也请在此说明） 收获与体会（根据个人的实际情况进行说明，不得空缺） 实验1 大整数加法（8课时） 目的与要求： 1、线性表的链式存储结构及其基本运算、实现方法和技术的训练。 2、单链表的简单应用训练。 3、熟悉标准模版库STL中的链表相关的知识。 内容与步骤: 1、编程实现单链表的基本操作。 2、利用单链表存储大整数（大整数的位数不限）。 3、利用单链表实现两个大整数的相加运算。 4、进行测试，完成HLOJ(https://www.wendangku.net/doc/fa1280825.html,) 9515 02-线性表大整数A+B。 5、用STL之list完成上面的任务。 6、尝试完成HLOJ 9516 02-线性表大菲波数。 实验2 栈序列匹配（8课时） 目的与要求 1、栈的顺序存储结构及其基本运算、实现方法和技术的训练。 2、栈的简单应用训练。 3、熟悉标准模版库STL中的栈相关的知识。 内容与步骤: 1、编程实现顺序栈及其基本操作。 2、对于给出的入栈序列和出栈序列，判断2个序列是否相容。即：能否利用栈 将入栈序列转换为出栈序列。 3、进行测试，完成HLOJ 9525 03-栈与队列栈序列匹配。 4、用STL之stack完成上面的任务。 5、尝试完成HLOJ 9522 03-栈与队列胡同。 实验3 二叉排序树（8课时） 目的与要求 1、二叉树的链式存储结构及其基本运算、实现方法和技术的训练。 2、二叉树的遍历方法的训练。 3、二叉树的简单应用。 内容与步骤: 1、编程实现采用链式存储结构的二叉排序树。 2、实现插入节点的操作。 3、实现查找节点的操作（若查找失败，则将新节点插入二叉排序树）。 4、利用遍历算法对该二叉排序树中结点的关键字按递增和递减顺序输出，完成 HLOJ 9576 07-查找二叉排序树。 5、尝试利用二叉排序树完成HLOJ 9580 07-查找Let the Balloon Rise。 实验4 最小生成树（8课时） 目的与要求 1、图的邻接矩阵存储结构及其相关运算的训练。 2、掌握最小生成树的概念。 3、利用Prim算法求解最小生成树。 实验背景： 给定一个地区的n个城市间的距离网，用Prim算法建立最小生成树，并计算得到的最小生成树的代价。要求显示得到的最小生成树中包括了哪些城市间的道路，并显示得到的最小生成树的代价。 内容与步骤: 1、建立采用邻接矩阵的图。 2、编程实现Prim算法，求解最小生成树的代价。 3、尝试利用Prim算法完成：HLOJ 9561 06-图最小生成树。 第 4 章广义线性表——多维数组和广义表 2005-07-14 第 4 章广义线性表——多维数组和广义表 课后习题讲解 1. 填空 ⑴数组通常只有两种运算：（）和（），这决定了数组通常采用（）结构来实现存储。 【解答】存取，修改，顺序存储 【分析】数组是一个具有固定格式和数量的数据集合，在数组上一般不能做插入、删除元素的操作。除了初始化和销毁之外，在数组中通常只有存取和修改两种操作。 ⑵二维数组A中行下标从10到20，列下标从5到10，按行优先存储，每个元素占4个存储单元，A[10][5]的存储地址是1000，则元素A[15][10]的存储地址是（）。 【解答】1140 【分析】数组A中每行共有6个元素，元素A[15][10]的前面共存储了(15-10)×6+5个元素，每个元素占4个存储单元，所以，其存储地址是1000+140=1140。 ⑶设有一个10阶的对称矩阵A采用压缩存储，A[0][0]为第一个元素，其存储地址为d，每个元素占1个存储单元，则元素A[8][5]的存储地址为（）。 【解答】d+41 【分析】元素A[8][5]的前面共存储了(1+2+…+8)+5=41个元素。 ⑷稀疏矩阵一般压缩存储方法有两种，分别是（）和（）。 【解答】三元组顺序表，十字链表 ⑸广义表((a), (((b),c)),(d))的长度是（），深度是（），表头是（），表尾是（）。【解答】3，4，(a)，((((b),c)),(d)) ⑹已知广义表LS=(a，(b，c，d)，e)，用Head和Tail函数取出LS中原子b的运算是（）。 【解答】Head(Head(Tail(LS))) 2. 选择题 ⑴二维数组A的每个元素是由6个字符组成的串，行下标的范围从0~8，列下标的范围是从0~9，则存放A至少需要（）个字节，A的第8列和第5行共占（）个字节，若A按行优先方式存储，元素A[8][5]的起始地址与当A按列优先方式存储时的（）元素的起始地址一致。 A 90 B 180 C 240 D 540 E 108 F 114 G 54 H A[8][5] I A[3][10] J A[5][8] K A[4][9] 【解答】D，E，K 【分析】数组A为9行10列，共有90个元素，所以，存放A至少需要90×6=540个存储单元，第8列 第一章数据结构概述 基本概念与术语 1．数据：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所处理的符号的总称。 2. 数据元素：数据元素是数据的基本单位，是数据这个集合中的个体，也称之为元素，结点，顶点记录。 (补充：一个数据元素可由若干个数据项组成。数据项是数据的不可分割的最小单位。 ) 3．数据对象：数据对象是具有相同性质的数据元素的集合，是数据的一个子集。(有时候也 叫做属性。) 4．数据结构：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。 (1)数据的逻辑结构：数据的逻辑结构是指数据元素之间存在的固有逻辑关系，常称为数据结构。 数据的逻辑结构是从数据元素之间存在的逻辑关系上描述数据与数据的存储无关，是独立于计算机的。 依据数据元素之间的关系，可以把数据的逻辑结构分成以下几种： 1. 集合：数据中的数据元素之间除了“同属于一个集合“的关系以外，没有其他关系。 2. 线性结构：结构中的数据元素之间存在“一对一“的关系。若结构为非空集合，则除了第一个元素之外，和最后一个元素之外，其他每个元素都只有一个直接前驱和一个直接后继。 3. 树形结构：结构中的数据元素之间存在“一对多“的关系。若数据为非空集，则除了第一个元素 (根)之外，其它每个数据元素都只有一个直接前驱，以及多个或零个直接后继。 4. 图状结构：结构中的数据元素存在“多对多”的关系。若结构为非空集，折每个数据可有多个(或零个)直接后继。 (2)数据的存储结构：数据元素及其关系在计算机内的表示称为数据的存储结构。想要计算机处理数据，就必须把数据的逻辑结构映射为数据的存储结构。逻辑结构可以映射为以下两种存储结构： 1. 顺序存储结构：把逻辑上相邻的数据元素存储在物理位置也相邻的存储单元中，借助元素在存储器中的相对位置来表示数据之间的逻辑关系。 2. 链式存储结构：借助指针表达数据元素之间的逻辑关系。不要求逻辑上相邻的数据元素物理位置上也相邻。 5. 时间复杂度分析：1.常量阶：算法的时间复杂度与问题规模n 无关系T(n)=O(1) 2. 线性阶：算法的时间复杂度与问题规模 n 成线性关系T(n)=O(n) 3. 平方阶和立方阶：一般为循环的嵌套，循环体最后条件为i++ 时间复杂度的大小比较： O(1)< O(log 2 n)< O(n )< O(n log 2 n)< O(n2)< O(n3)< O(2 n ) 《数据结构》实验指导书 贵州大学 电子信息学院 通信工程 目录 实验一顺序表的操作 (3) 实验二链表操作 (8) 实验三集合、稀疏矩阵和广义表 (19) 实验四栈和队列 (42) 实验五二叉树操作、图形或网状结构 (55) 实验六查找、排序 (88) 贵州大学实验报告 (109) 实验一顺序表的操作 实验学时：2学时 实验类型：验证 实验要求：必修 一、实验目的和要求 1、熟练掌握线性表的基本操作在顺序存储和链式存储上的实现。 2、以线性表的各种操作（建立、插入、删除等）的实现为重点。 3、掌握线性表的动态分配顺序存储结构的定义和基本操作的实现。 二、实验内容及步骤要求 1、定义顺序表类型，输入一组整型数据，建立顺序表。 typedef int ElemType; //定义顺序表 struct List{ ElemType *list; int Size; int MaxSize; }; 2、实现该线性表的删除。 3、实现该线性表的插入。 4、实现线性表中数据的显示。 5、实现线性表数据的定位和查找。 6、编写一个主函数，调试上述算法。 7、完成实验报告。 三、实验原理、方法和手段 1、根据实验内容编程，上机调试、得出正确的运行程序。 2、编译运行程序，观察运行情况和输出结果。 四、实验条件 运行Visual c++的微机一台 五、实验结果与分析 对程序进行调试，并将运行结果进行截图、对所得到的的结果分析。 六、实验总结 记录实验感受、上机过程中遇到的困难及解决办法、遗留的问题、意见和建议等，并将其写入实验报告中。 【附录----源程序】 #include 11． 写算法，实现顺序串的基本操作 StrReplace(&s,t,v) r1 中第 index 个字符起求出首次与串 r2 相同的子串的起始位置。 写一个函数将顺序串 s1 中的第 i 个字符到第 j 个字符之间的字符用 s2 串替换。 写算法，实现顺序串的基本操作 StrCompare(s,t) 。 第四章习题 1. 设 s=' I AM A STUDENT , t= ' GOO D, q=' WORKER 给出下列操作的结果: StrLength(s); SubString(sub1,s,1,7); SubString(sub2,s,7,1); StrIndex(s, ' A ' ,4); StrReplace(s, ' STUDEN 'T,q); StrCat(StrCat(sub1,t), StrCat(sub2,q)); 2. 编写算法，实现串的基本操作 StrReplace(S,T,V) 。 3. 假设以块链结构表示串，块的大小为 1，且附设头结点。 试编写算法，实现串的下列基本操作： StrAsign(S,chars) ； StrCopy(S,T) ； StrCompare(S,T) ； StrLength(S) ； StrCat(S,T) ； SubString(Sub,S,pos,len) 。 4． 叙述以下每对术语的区别：空串和空格串；串变量和串常量；主串和子串；串变量的名字和串变 量的值。 5． 已知：S=”(xyz)* ” ,T= ”(x+z)*y ”。试利用联接、求子串和置换等操作，将 S 转换为T. 6． S 和T 是用结点大小为1的单链表存储的两个串，设计一个算法将串 S 中首次与T 匹配的子串逆 置。 7． S 是用结点大小为4的单链表存储的串，分别编写算法在第k 个字符后插入串T ,及从第k 个字符 删除 len 个字符。 以下算法用定长顺序串： 8． 编写下列算法： 1) 将顺序串 r 中所有值为 ch1 的字符换成 ch2 的字符。 2) 将顺序串 r 中所有字符按照相反的次序仍存放在 r 中。 3) 从顺序串 r 中删除其值等于 ch 的所有字符。 5) 从顺序串 r 中删除所有与串 r1 相同的子串。 从顺序串 9． 10． 一．是非题 （正确的打“√”，错误的打“×”。） 1. 数据结构可用三元式表示（D，S，P）。其中：D是数据对象，S是D上的关系， P是对D的基本操作集。× 2. 线性表的链式存储结构具有可直接存取表中任一元素的优点。× 3. 字符串是数据对象特定的线性表。 4. 二叉树是一棵结点的度最大为二的树。× 5．邻接多重表可以用以表示无向图，也可用以表示有向图。× 6．可从任意有向图中得到关于所有顶点的拓扑次序。× 7．一棵无向连通图的生成树是其极大的连通子图。× 8．二叉排序树的查找长度至多为log2ｎ。× 9．对于一棵m阶的B-树.树中每个结点至多有m 个关键字。除根之外的所有非终端结点至少有┌m/2┐个关键字。× 10．对于目前所知的排序方法，快速排序具有最好的平均性能。 11. 顺序存储方式的优点是存储密度大，且插入、删除运算效率高。× 12. 二维数组是其数据元素为线性表的线性表。 13. 连通图G的生成树是一个包含G的所有n个顶点和n-1条边的子图。× 14. 折半查找不适用于有序链表的查找。 15. 完全二叉树必定是平衡二叉树。 16. 中序线索二叉树的优点是便于在中序下查找直接前驱结点和直接后继结点。 17. 队列是与线性表完全不同的一种数据结构。× 18. 平均查找长度与记录的查找概率有关。 19. 二叉树中每个结点有两个子结点，而对一般的树，则无此限制，所以，二叉树是树的特殊情形。× 20. 算法的时间复杂性越好，可读性就越差；反之，算法的可读性越好，则时间复杂性就越差。× 二．选择题 1. 若对编号为1，2，3的列车车厢依次通过扳道栈进行调度，不能得到 ( e ) 的序列。 a:1,2,3 b:1,3,2 c:2,1,3 d:2,3,1 e:3,1,2 f:3,2,1 2. 递归程序可借助于( b )转化为非递归程序。 a:线性表 b: 栈 c:队列 d:数组 3. 在下列数据结构中( c )具有先进先出（FIFO）特性， ( b )具有先进后出(FILO）特性。 a:线性表 b:栈 c:队列 d:广义表 4. 对字符串s=’data-structure’ 执行操作replace(s,substring(s,6,8),’bas’) 复习提纲 第一章数据结构概述 基本概念与术语（P3） 1．数据结构是一门研究非数值计算程序设计问题中计算机的操作对象以及他们之间的关系和操作的学科. 2．数据是用来描述现实世界的数字,字符,图像,声音,以及能够输入到计算机中并能被计算机识别的符号的集合 2．数据元素是数据的基本单位 3．数据对象相同性质的数据元素的集合 4．数据结构包括三方面内容:数据的逻辑结构.数据的存储结构.数据的操作. （1）数据的逻辑结构指数据元素之间固有的逻辑关系. （2）数据的存储结构指数据元素及其关系在计算机内的表示 ( 3 ) 数据的操作指在数据逻辑结构上定义的操作算法,如插入,删除等. 5.时间复杂度分析 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 1、名词解释：数据结构、二元组 2、根据数据元素之间关系的不同，数据的逻辑结构可以分为 集合、线性结构、树形结构和图状结构四种类型。 3、常见的数据存储结构一般有四种类型，它们分别是___顺序存储结构_____、___链式存储结构_____、___索引存储结构_____和___散列存储结构_____。 4、以下程序段的时间复杂度为___O(N2)_____。 int i,j,x; for(i=0;i 《数据结构实验》实验指导书及答案 信电工程学院计算机科学和技术教研室编 2011.12 数据结构实验所有代码整理 作者郑涛 声明：在这里我整理了数据结构实验的所有代码，希望能对大家的数据结构实验的考试有所帮助，大家可以有选择地浏览，特别针对一些重点知识需要加强记忆（ps:重点知识最好让孙天凯给出），希望大家能够在数据结构实验的考试中取得令人满意的成绩，如果有做的 不好的地方请大家谅解并欢迎予以指正。 实验一熟悉编程环境 实验预备知识： 1．熟悉本课程的语言编译环境（TC或VC），能够用C语言编写完整的程序，并能够发现和改正错误。 2．能够灵活的编写C程序，并能够熟练输入C程序。 一、实验目的 1．熟悉C语言编译环境，掌握C程序的编写、编译、运行和调试过程。 2．能够熟练的将C程序存储到指定位置。 二、实验环境 ⒈硬件：每个学生需配备计算机一台。 ⒉软件：Windows操作系统+Turbo C； 三、实验要求 1．将实验中每个功能用一个函数实现。 2．每个输入前要有输入提示（如：请输入2个整数当中用空格分割：），每个输出数据都要求有内容说明（如：280和100的和是：380。）。 3．函数名称和变量名称等用英文或英文简写（每个单词第一个字母大写）形式说明。 四、实验内容 1．在自己的U盘中建立“姓名+学号”文件夹，并在该文件夹中创建“实验1”文件夹（以后每次实验分别创建对应的文件夹），本次实验的所有程序和数据都要求存储到本文件夹中（以后实验都按照本次要求）。 2．编写一个输入某个学生10门课程成绩的函数（10门课程成绩放到结构体数组中，结构体包括：课程编号，课程名称，课程成绩）。 3．编写一个求10门成绩中最高成绩的函数，输出最高成绩和对应的课程名称，如果有多个最高成绩，则每个最高成绩均输出。 4．编写一个求10门成绩平均成绩的函数。 5．编写函数求出比平均成绩高的所有课程及成绩。 #include 第四章串 重点难点 理解"串"类型定义中各基本操作的特点，并能正确利用它们进行串的其它操作；掌握串类型的各种存储表示方法；理解串的两种匹配算法。 典型例题 1、简述下列每对术语的区别： 空串和空白串；串常量和串变量；主串和子串；静态分配的顺序串和动态分配的顺序串；【解】 （1）空串是指不包含任何字符的串，它的长度为零。 空白串是指包含一个或多个空格的串，空格也是字符。 （2）串常量是指在程序中只可引用但不可改变其值的串。 串变量是可以在运行中改变其值的。 （3）主串和子串是相对的，一个串中任意个连续字符组成的串就是这个串的子串，而包含子串的串就称为主串。 （4）静态分配的顺序串是指串的存储空间是确定的，即串值空间的大小是静态的，在编译时刻就被确定。 动态分配的顺序串是在编译时不分配串值空间，在运行过程中用malloc和free等函数根据需要动态地分配和释放字符数组的空间(这个空间长度由分配时确定，也是顺序存储空间)。 2、以HString为存储表示，写一个求子串的算法。 【解】HString 是指以动态分配顺序串为存储表示，其定义为： typedef struct { char *ch; int length; }HString; void *substr( HString *sub,HString *s,int pos,int len) {//用sub返回串s的第pos个字符起长度为len的子串。sub初始时为一空串 //pos的合法位置为0<=pos<=s->length-1 int i; if (pos<0||pos>s->length-1||len<=0) Error("parameter error!");//参数不合法，子串为空串 if (s->length 数据结构实验指导书（C语言版） 2017年9月 目录 1、顺序表的实现 (1) 2、链栈的实现 (3) 3、前序遍历二叉树 (5) 4、图的深度优先遍历算法 (7) 5、散列查找 (9) 1、顺序表的实现 1. 实验目的 ⑴掌握线性表的顺序存储结构； ⑵验证顺序表及其基本操作的实现； ⑶理解算法与程序的关系，能够将顺序表算法转换为对应的程序。 2. 实验内容 ⑴建立含有若干个元素的顺序表； ⑵对已建立的顺序表实现插入、删除、查找等基本操作。 3. 实现提示 定义顺序表的数据类型——顺序表结构体SeqList，在SeqList基础上实现题目要求的插入、删除、查找等基本操作，为便于查看操作结果，设计一个输出函数依次输出顺序表的元素。简单起见，本实验假定线性表的数据元素为int型，要求学生： （1）将实验程序调试通过后，用模板类改写； （2）加入求线性表的长度等基本操作； （3）重新给定测试数据，验证抛出异常机制。 4. 实验程序 在编程环境下新建一个工程“顺序表验证实验”，并新建相应文件，文件包括顺序表结构体SeqList的定义，范例程序如下： #define MaxSize 100 /*假设顺序表最多存放100个元素*/ typedef int DataType; /*定义线性表的数据类型，假设为int型*/ typedef struct { DataType data[MaxSize]; /*存放数据元素的数组*/ int length; /*线性表的长度*/ } SeqList; 文件包括建立顺序表、遍历顺序表、按值查找、插入操作、删除操作成员函数的定义，范例程序如下： int CreatList(SeqList *L, DataType a[ ], int n) { if (n > MaxSize) {printf("顺序表的空间不够，无法建立顺序表\n"); return 0;} for (int i = 0; i < n; i++) L->data[i] = a[i]; L->length = n; return 1; } 数据结构第四章 第四章习题 1. 设s=’I AM A STUDENT’, t=’GOOD’, q=’WORKER’。给出下列操作的结果： StrLength(s); SubString(sub1,s,1,7); SubString(sub2,s,7,1); StrIndex(s,’A’,4); StrReplace(s,’STUDENT’,q); StrCat(StrCat(sub1,t), StrCat(sub2,q)); 2. 编写算法，实现串的基本操作StrReplace(S,T,V)。 3. 假设以块链结构表示串，块的大小为1，且附设头结点。 试编写算法，实现串的下列基本操作： StrAsign(S,chars)； StrCopy(S,T)； StrCompare(S,T)； StrLength(S)； StrCat(S,T)； SubString(Sub,S,pos,len)。 4．叙述以下每对术语的区别：空串和空格串；串变量和串常量；主串和子串；串变量的名字和串变量的值。 5．已知：S=”(xyz)*”,T=”(x+z)*y”。试利用联接、求子串和置换等操作，将S转换为T. 6．S和T是用结点大小为1的单链表存储的两个串，设计一个算法将串S中首次与T匹配的子串逆置。 7．S是用结点大小为4的单链表存储的串,分别编写算法在第k个字符后插入串T，及从第k个字符删除len个字符。 以下算法用定长顺序串： 8．编写下列算法： （1）将顺序串r中所有值为ch1的字符换成ch2的字符。 （2）将顺序串r中所有字符按照相反的次序仍存放在r中。 （3）从顺序串r中删除其值等于ch的所有字符。 （4）从顺序串r1中第index 个字符起求出首次与串r2相同的子串的起始位置。 （5）从顺序串r中删除所有与串r1相同的子串。 9．写一个函数将顺序串s1中的第i个字符到第j个字符之间的字符用s2串替换。 10．写算法，实现顺序串的基本操作StrCompare(s,t)。 11．写算法，实现顺序串的基本操作StrReplace(&s,t,v)。 实习题 1．已知串S和T，试以以下两种方式编写算法，求得所有包含在S中而不包含在T中的字符构成的新串R，以及新串R中每个字符在串S中第一次出现的位置。 （1）利用CONCAT、LEN、SUB和EQUAL四种基本运算来实现。 （2）以顺序串作为存储结构来实现。 2．编写一个行编辑程序EDLINE，完成以下功能： （1）显示若干行：list [[n1]-[n2]]：显示第n1行到第n2行，n1缺省时，从第一行开始，n2缺省时，到最后一行，数据结构试题及答案(免费)
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