第一章第二章算法题.docx

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第一章第二章算法题

1.4、试编写算法,求一元多项式Pn(x)=a0+a1x+a2x2+a3x3+…anxn的值Pn(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

【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)

[techer's]

#include

#defineMAXSIZE10

floatpnx(floata[],floatx,intn)

{intj;

floatsum=0.0;

for(j=n;j>0;j--)/*a[0]=a0,[a1]=a1,...*/

sum=(sum+a[j])*x;

sum=sum+a[0];

return(sum);

}

voidmain()

{

intn,i;

floata[MAXSIZE],x,result;

printf("Inputthevalueofx:

\n");

scanf("%f",&x);

printf("\n");

printf("InputThen:

\n");

scanf("%d",&n);

printf("\n");

printf("Inputa0,a1,...an:

");

for(i=0;i<=n;i++)scanf("%f",&a[i]);

printf("\n");

result=pnx(a,x,n);

printf("Theresultis:

%f\n",result);

}

2.4已知线性表L递增有序。

试写一算法,将X插入到L的适当位置上,以保持线性表L的有序性。

StatusInsert_SqList(SqList&va,intx)//把x插入递增有序表va中

{

  if(va.length+1>va.listsize)returnERROR;

  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;

  returnOK;

}//Insert_SqList

[teacher's]

intInsList_Sort(SeqList*L,elemtypee)

{

inti;

if(L->last>=MAXSIZE-1){

printf("表已满无法插入!

");

return(0);

}

i=L->last;

while((i>=0)&&(eelem[i]))/*寻找插入位置并移动元素*/

{L->elem[i+1]=L->elem[i];

i--;

}

L->elem[i+1]=e;/*即使L为空,处理也相同*/

L->last++;

return

(1);

}

2.5写一算法,从顺序表中删除自第i个元素开始的k个元素。

[提示]:

注意检查i和k的合法性。

(集体搬迁,“新房”、“旧房”)

<方法1>以待移动元素下标m(“旧房号”)为中心,

计算应移入位置(“新房号”):

for(m=i-1+k;m<=L->last;m++)

L->elem[m-k]=L->elem[m];

<方法2>同时以待移动元素下标m和应移入位置j为中心:

<方法2>以应移入位置j为中心,计算待移动元素下标:

[teacher's]

intDelList_k(SeqList*L,inti,intk)

{/*假定从i往后的元素个数不足k个时,仅删除其后的所有元素*/

intcount,j;

if((i>L->last+1)||(k<1))return(0);

count=L->last-i+1;/*计算i后的元素个数*/

j=i+k-1;

while(j<=L->last)/*将i+k位置以后的元素向前移动*/

{L->elem[j-k]=L->elem[j];

j++;/*原算法中的count--;去掉*/

}

if(count>=k)L->last=L->last-k;/*改变指向尾元的位置值*/

elseL->last=L->last-count;/*被删元素数少于k个时*/

return

(1);

}

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)。

StatusDelete_Between(Linklist&L,intmink,intmaxk)//删除元素递增排列的链表L中值大于mink且小于maxk的所有元素

{

  p=L;

  while(p->next->data<=mink)p=p->next;//p是最后一个不大于mink的元素

  if(p->next)    //如果还有比mink更大的元素

  {

    q=p->next;

    while(q->datanext;//q是第一个不小于maxk的元素

    p->next=q;

  }

}//Delete_Between

2.7试分别以不同的存储结构实现线性表的就地逆置算法,即在原表的存储空间将线性表(a1,a2...,an)逆置为(an,an-1,...,a1)。

(1)以一维数组作存储结构,设线性表存于a(1:

arrsize)的前elenum个分量中。

(2)以单链表作存储结构。

[方法1]:

在原头结点后重新头插一遍

[方法2]:

可设三个同步移动的指针p,q,r,将q的后继r改为p

[teacher's]

#include//2.7.1

#defineMAXSIZE10

voidcreatedata(intx[],intn)

{

inti;

if(n>=MAXSIZE){printf("ERROR!

");

exit();

}

for(i=0;i

}

voidreverse1(intx[],intn)

{inttmp,i,k;

if(n>=MAXSIZE){printf("OverFlow!

");

exit();

}

k=0;

for(i=n-1;i>=n/2;i--)

{tmp=x[i];

x[i]=x[k];

x[k]=tmp;

k++;

}

}

voiddisparray(intx[],intn)

{

inti;

if(n>=MAXSIZE){printf("ERROR!

");

exit();

}

for(i=0;i

}

voidmain()

{inta[MAXSIZE];

createdata(a,8);

reverse1(a,8);

disparray(a,8);

}

#include//2.7.2

typedefstructnode

{intx;

structnode*next;

}snode,*Linklist;

Linklistcreate()

{snode*head,*rear,*s;

inty;

head=(Linklist)malloc(sizeof(snode));

rear=head;

scanf("%d",&y);

while(y!

=-1)

{s=(Linklist)malloc(sizeof(snode));

s->x=y;

rear->next=s;

rear=s;

scanf("%d",&y);

}

rear->next=NULL;

return(head);

}

Linklistreverse2(snode*head)

{Linklistp,q;

p=head->next;

head->next=NULL;

while(p)

{q=p;/*采用头插法,q指向待插节点,p指向下一个*/

p=p->next;

q->next=head->next;

head->next=q;

}

return(head);

}

main()

{Linklisth,p;

h=create();

p=h->next;

while(p)

{printf("%5d",p->x);

p=p->next;

}

h=reverse(h);

printf("\n");

p=h->next;

while(p)

{printf("%5d",p->x);

p=p->next;

}

}

2.8假设两个按元素值递增有序排列的线性表A和B,均以单链表作为存储结构,请编写算法,将A表和B表归并成一个按元素值递减有序的排列的线性表C,并要求利用原表(即A表和B表的)结点空间存放表C.

[teacher's]

/*ch2_8合并并逆置链表*/

#include

typedefstructnode

{intx;

structnode*next;

}snode,*Linklist;

Linklistcreate()

{snode*head,*rear,*s;

inty;

head=(Linklist)malloc(sizeof(snode));

rear=head;

scanf("%d",&y);

while(y!

=-1)

{s=(Linklist)malloc(sizeof(snode));

s->x=y;

rear->next=s;

rear=s;

scanf("%d",&y);

}

rear->next=NULL;

return(head);

}

Linklistmerge(snode*head1,snode*head2)

{Linklisthead,p,q,s;

p=head1->next;/*指向A的首元节点*/

q=head2->next;/*指向B的首元节点*/

head=head1;/*以链表A的头节点做C的头节点*/

head->next=NULL;

free(head2);/*释放B的头节点*/

while(p!

=NULL&&q!

=NULL)/*用头插法挑选元素插入*/

{if(p->xx)

{s=p;p=p->next;}

else

{s=q;q=q->next;}

s->next=head->next;head->next=s;

}

if(p==NULL)p=q;

while(p)

{s=p;p=p->next;s->next=head->next;head->next=s;}

return(head);

}

main()

{Linklisth,h1,h2,p,q;

h1=create();

h2=create();

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

p=h1->next;

while(p)/*显示链表A的数据*/

{printf("%5d",p->x);

p=p->next;

}

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

q=h2->next;

while(q)/*显示链表B的数据*/

{printf("%5d",q->x);

q=q->next;

}

h=merge(h1,h2);

p=h->next;

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

while(p)/*显示链表C的数据*/

{printf("%5d",p->x);

p=p->next;

}

}

2.9假设有一个循环链表的长度大于1,且表中既无头结点也无头指针。

已知s为指向链表某个结点的指针,试编写算法在链表中删除指针s所指结点的前趋结点。

[提示]:

设指针p指向s结点的前趋的前趋,则p与s有何关系?

StatusDelete_Pre(CiLNode*s)//删除单循环链表中结点s的直接前驱

{

  p=s;

  while(p->next->next!

=s)p=p->next;//找到s的前驱的前驱p

  p->next=s;

  returnOK;

}//Delete_Pre

2.10已知有单链表表示的线性表中含有三类字符的数据元素(如字母字符、数字字符和其它字符),试编写算法来构造三个以循环链表表示的线性表,使每个表中只含同一类的字符,且利用原表中的结点空间作为这三个表的结点空间,头结点可另辟空间。

[teacher's]

/*CH2_10拆分链表并重构循环链表*/

#include

typedefstructnode

{charx;

structnode*next;

}snode,*Linklist;

Linklistcreate()

{snode*head,*rear,*s;

chary;

head=(Linklist)malloc(sizeof(snode));

rear=head;

clrscr();

printf("\nPleasebuildthelinklist(Fromtheend):

(!

=$)\n");

scanf("%c",&y);

getchar();/*将键盘缓冲区中的回车符取出以腾空*/

while(y!

='$')

{s=(Linklist)malloc(sizeof(snode));

s->x=y;

rear->next=s;

rear=s;

scanf("%c",&y);

getchar();

}

rear->next=NULL;

return(head);

}

LinklistLinklist_divide(snode*head,snode*A,snode*B,snode*C)

{Linklists,p,q,r;/*拆分链表并重构循环链表*/

s=head->next;

p=A;/*alphabet*/

q=B;/*digit*/

r=C;/*other*/

while(s)

{if((s->x>='a'&&s->x<='z')||(s->x>='A'&&s->x<='Z'))

{p->next=s;p=s;}

elseif(s->x>='0'&&s->x<='9')

{q->next=s;q=s;}

else

{r->next=s;r=s;}

s=s->next;

}

p->next=A;q->next=B;r->next=C;/*将尾元节点的next指向头节点*/

}

main()

{Linklisth,A,B,C,p,q,r;

h=create();

/*准备三个空链表*/

A=(Linklist)malloc(sizeof(snode));/*alphabet*/

B=(Linklist)malloc(sizeof(snode));/*digit*/

C=(Linklist)malloc(sizeof(snode));/*other*/

Linklist_divide(h,A,B,C);

p=A->next;

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

while(p!

=A)

{printf("%5c",p->x);

p=p->next;

}

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

q=B->next;

while(q!

=B)

{printf("%5c",q->x);

q=q->next;

}

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

r=C->next;

while(r!

=C)

{printf("%5c",r->x);

r=r->next;

}

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

}

2.13建立一个带头结点的线性链表,用以存放输入的二进制数,链表中每个结点的data域存放一个二进制位。

并在此链表上实现对二进制数加1的运算。

[提示]:

可将低位放在前面。

[teacher's]

/*ch2_13*/

#defineNULL0

typedefstructnode

{intx;

structnode*next;

}snode,*Linklist;

Linklistcreate()

{snode*head,*rear,*s;

inty;

head=(Linklist)malloc(sizeof(snode));

rear=head;

clrscr();

printf("\nPleasebuildthelinklist:

(!

=-1)\n");

scanf("%d",&y);

while(y!

=-1)

{s=(Linklist)malloc(sizeof(snode));

s->x=y;

rear->next=s;

rear=s;

scanf("%d",&y);

}

rear->next=NULL;

return(head);

}

Linklistreverse(snode*head)

{Linklistp,q;

p=head->next;

head->next=NULL;

while(p)

{q=p;

p=p->next;

q->next=head->next;

head->next=q;

}

return(head);

}

Linklistaddition(snode*head)

{intflag=1;

snode*s,*p,*q;

p=head->next;

while(p&&flag)

{q=p;p=p->next;

if(q->x==0){q->x=1;flag=0;}

else

q->x=0;

}

if(!

p)

{s=(Linklist)malloc(sizeof(snode));

s->x=1;

q->next=s;

s->next=NULL;

}

return(head);

}

main()

{Linklisth,h1,h2,h3,p;

h=create();

p=h->next;

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

while(p)

{printf("%5d",p->x);

p=p->next;

}

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

h1=addition(h);

printf("\n");

p=h1->next;

while(p)

{printf("%5d",p->x);

p=p->next;

}

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

}

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