最全数据结构课后习题答案耿国华版1知识讲解.docx

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最全数据结构课后习题答案耿国华版1知识讲解

 

最全数据结构课后习题答案(耿国华版[1]

第1章绪论

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pn(x)=a0+a1x+a2x2+…….+anxn的值pn(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ai(i=0,1,…n)、x和n,输出为Pn(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()

{inti,n;

floatx,a[],p;

printf(“\nn=”);

scanf(“%f”,&n);

printf(“\nx=”);

scanf(“%f”,&x);

for(i=0;i

scanf(“%f”,&a[i]);/*执行次数:

n次*/

p=a[0];

for(i=1;i<=n;i++)

{p=p+a[i]*x;/*执行次数:

n次*/

x=x*x;}

printf(“%f”,p);

}

算法的时间复杂度:

T(n)=O(n)

通过参数表中的参数显式传递

floatPolyValue(floata[],floatx,intn)

{

floatp,s;

inti;

p=x;

s=a[0];

for(i=1;i<=n;i++)

{s=s+a[i]*p;/*执行次数:

n次*/

p=p*x;}

return(p);

}

算法的时间复杂度:

T(n)=O(n)

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:

AP->next=S;

BP->next=P->next->next;

CP->next=S->next;

DS->next=P->next;

ES->next=L;

FS->next=NULL;

GQ=P;

Hwhile(P->next!

=Q)P=P->next;

Iwhile(P->next!

=NULL)P=P->next;

JP=Q;

KP=L;

LL=S;

ML=P;

(3)D

(4)D

(5)D

(6)A

7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(a1,a2,…,an)逆置为(an,an-1,…,a1)。

【解答】

(1)用一维数组作为存储结构

    void invert(SeqList *L, int *num)

 int j;

 ElemType tmp;

for(j=0;j<=(*num-1)/2;j++)

{tmp=L[j];

L[j]=L[*num-j-1];

L[*num-j-1]=tmp;}

}

(2)用单链表作为存储结构

  void invert(LinkList L)

 {

Node *p,*q,*r;

   if(L->next==NULL) return;         /*链表为空*/

   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, LinkListB, 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:

 

typedefstructNode

{

intpassword;

intnum;

structNode*next;

} Node,*Linklist;

 

voidJosephus()

{

 LinklistL;

 Node*p,*r,*q;

 intm,n,C,j;

 L=(Node*)malloc(sizeof(Node)); /*初始化单向循环链表*/

 if(L==NULL){printf("\n链表申请不到空间!

");return;}

 L->next=NULL;

 r=L;     

 printf("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)

       {

              printf("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;

printf("请输入第一个报数上限值m(m>0):

");

 scanf("%d",&m);

 printf("*****************************************\n");

 printf("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);

}

 

 

 

第3章限定性线性表—栈和队列

第三章答案

1按3.1(b)所示铁道(两侧铁道均为单向行驶道)进行车厢调度,回答:

(1)如进站的车厢序列为123,则可能得到的出站车厢序列是什么?

(2)如进站的车厢序列为123456,能否得到435612和135426的出站序列,并说明原因(即写出以“S”表示进栈、“X”表示出栈的栈序列操作)。

【解答】

(1)可能得到的出站车厢序列是:

123、132、213、231、321。

(2)不能得到435612的出站序列。

因为有S

(1)S

(2)S(3)S(4)X(4)X(3)S(5)X(5)S(6)S(6),此时按照“后进先出”的原则,出栈的顺序必须为X

(2)X

(1)。

能得到135426的出站序列。

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?

【解答】

(1)顺序栈(top用来存放栈顶元素的下标)

判断栈S空:

如果S->top==-1表示栈空。

判断栈S满:

如果S->top==Stack_Size-1表示栈满。

(2)链栈(top为栈顶指针,指向当前栈顶元素前面的头结点)

判断栈空:

如果top->next==NULL表示栈空。

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】

5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2’的字符序列。

序列1和序列2中都不含‘&’,且序列2是序列1的逆序列。

例如,’a+b&b+a’是属于该模式的字符序列,而’1+3&3-1’则不是。

【解答】算法如下:

intIsHuiWen()

{

Stack*S;

Charch,temp;

InitStack(&S);

Printf(“\n请输入字符序列:

”);

Ch=getchar();

While(ch!

=&)/*序列1入栈*/

{Push(&S,ch);

ch=getchar();

}

do/*判断序列2是否是序列1的逆序列*/

{ch=getchar();

Pop(&S,&temp);

if(ch!

=temp)/*序列2不是序列1的逆序列*/

{return(FALSE);printf(“\nNO”);}

}while(ch!

=@&&!

IsEmpty(&S))

if(ch==@&&IsEmpty(&S))

{return(TRUE);printf(“\nYES”);}/*序列2是序列1的逆序列*/

else

{return(FALSE);printf(“\nNO”);}

}/*IsHuiWen()*/

8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,以tag为0或1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:

intEnterQueue(SeqQueue*Q,QueueElementTypex)

{/*将元素x入队*/

if(Q->front==Q->front&&tag==1)/*队满*/

return(FALSE);

if(Q->front==Q->front&&tag==0)/*x入队前队空,x入队后重新设置标志*/

tag=1;

Q->elememt[Q->rear]=x;

Q->rear=(Q->rear+1)%MAXSIZE;/*设置队尾指针*/

Return(TRUE);

}

出队算法:

intDeleteQueue(SeqQueue*Q,QueueElementType*x)

{/*删除队头元素,用x返回其值*/

if(Q->front==Q->rear&&tag==0)/*队空*/

return(FALSE);

*x=Q->element[Q->front];

Q->front=(Q->front+1)%MAXSIZE;/*重新设置队头指针*/

if(Q->front==Q->rear)tag=0;/*队头元素出队后队列为空,重新设置标志域*/

Return(TUUE);

}

第4章串

第四章答案

1设s=’IAMASTUDENT’,t=’GOOD’,q=’WORKER’。

给出下列操作的结果:

【解答】StrLength(s)=14;

SubString(sub1,s,1,7)sub1=’IAMA’;

SubString(sub2,s,7,1)sub2=’’;

StrIndex(s,4,’A’)=6;

StrReplace(s,’STUDENT’,q);s=’IAMAWORKER’;

StrCat(StrCat(sub1,t),StrCat(sub2,q))sub1=’IAMAGOODWORKER’。

2编写算法,实现串的基本操作StrReplace(S,T,V)。

【解答】算法如下:

intstrReplace(SStringS,SStringT,SStringV)

{/*用串V替换S中的所有子串T*/

intpos,i;

pos=strIndex(S,1,T);/*求S中子串T第一次出现的位置*/

if(pos==0)return(0);

while(pos!

=0)/*用串V替换S中的所有子串T*/

{

switch(T.len-V.len)

{

case0:

/*串T的长度等于串V的长度*/

for(i=0;i<=V.len;i++)/*用V替换T*/

S->ch[pos+i]=V.ch[i];

case>0:

/*串T的长度大于串V的长度*/

for(i=pos+t.ien;ilen;i--)/*将S中子串T后的所有字符

S->ch[i-t.len+v.len]=S->ch[i];前移T.len-V.len个位置*/

for(i=0;i<=V.len;i++)/*用V替换T*/

S->ch[pos+i]=V.ch[i];

S->len=S->len-T.len+V.len;

case<0:

/*串T的长度小于串V的长度*/

if(S->len-T.len+V.len)<=MAXLEN/*插入后串长小于MAXLEN*/

{/*将S中子串T后的所有字符后移V.len-T.len个位置*/

for(i=S->len-T.len+V.len;i>=pos+T.len;i--)

S->ch[i]=S->ch[i-T.len+V.len];

for(i=0;i<=V.len;i++)/*用V替换T*/

S->ch[pos+i]=V.ch[i];

S->len=S->len-T.len+V.len;}

else

{/*替换后串长>MAXLEN,但串V可以全部替换*/

if(pos+V.len<=MAXLEN)

{for(i=MAXLEN-1;i>=pos+T.len;i--)

S->ch[i]=s->ch[i-T.len+V.len]

for(i=0;i<=V.len;i++)/*用V替换T*/

S->ch[pos+i]=V.ch[i];

S->len=MAXLEN;}

else/*串V的部分字符要舍弃*/

{for(i=0;i

S->ch[i+pos]=V.ch[i];

S->len=MAXLEN;}

}/*switch()*/

pos=StrIndex(S,pos+V.len,T);/*求S中下一个子串T的位置*/

}/*while()*/

return

(1);

}/*StrReplace()*/

第五章数组和广义表

第五章答案

1.假设有6行8列的二维数组A,每个元素占用6个字节,存储器按字节编址。

已知A的基地址为1000,计算:

(1)数组A共占用多少字节;(288)

(2)数组A的最后一个元素的地址;(1282)

(3)按行存储时,元素A36的地址;(1126)

(4)按列存储时,元素A36的地址;(1192)

4.设有三对角矩阵An×n,将其三条对角线上的元素逐行的存于数组B[1..3n-2]中,使得B[k]=aij,求:

(1)用i,j表示k的下标变换公式;

(2)用k表示i、j的下标变换公式。

【解答】

(1)k=2(i-1)+j

(2)i=[k/3]+1,j=[k/3]+k%3([]取整,%取余)

5.在稀疏矩阵的快速转置算法5.2中,将计算position[col]的方法稍加改动,使算法只占用一个辅助向量空间。

【解答】算法

(一)

FastTransposeTSMatrix(TSMartrixA,TSMatrix*B)

{/*把矩阵A转置到B所指向的矩阵中去,矩阵用三元组表表示*/

intcol,t,p,q;

intposition[MAXSIZE];

B->len=A.len;B->n=A.m;B->m=A.n;

if(B->len>0)

{

position[1]=1;

for(t=1;t<=A.len;t++)

position[A.data[t].col+1]++;/*position[col]存放第col-1列非零元素的个数,即利用pos[col]来记录第col-1列中非零元素的个数*/

/*求col列中第一个非零元素在B.data[]的位置,存放在position[col]中*/

for(col=2;col<=A.n;col++)

position[col]=position[col]+position[col-1];

for(p=1;p

{

col=A.data[p].col;

q=position[col];

B->data[q].row=A.data[p].col;

B->data[q].col=A.data[p].row;

B->data[q].e=A.data[p].e;

Position[col]++;

}

}

}

算法

(二)

FastTransposeTSMatrix(TSMartrixA,TSMatrix*B)

{

intcol,t,p,q;

intposition[MAXSIZE];

B->len=A.len;B->n=A.m;B->m=A.n;

if(B->len>0)

{

for(col=1;col<=A.n;col++)

position[col]=0;

for(t=1;t<=A.len;t++)

position[A.data[t].col]++;/*计算每一列的非零元素的个数*/

/*从最后一列起求每一列中第一个非零元素在B.data[]中的位置,存放在position[col]中*/

for(col=A.n,t=A.len;col>0;col--)

{t=t-position[col];

position[col]=t+1;

}

for(p=1;p

{

col=A.data[p].col;

q=position[col];

B->data[q].row=A.data[p].col;

B->data[q].col=A.data[p].row;

B->data[q].e=A.data[p].e;

Position[col]++;

}

}

}

8.画出下面广义表的两种存储结构图示:

((((a),b)),(((),d),(e,f)))

【解答】

第一种存储结构

第二种存储结构

 

9.求下列广义表运算的结果:

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