2014香港特别行政区C语言版高级

1、设有一个数组中存放了一个无序的关键序列K1、K

2、…、Kn。现要求将Kn放在将元素排序后的正确位置上，试编写实现该功能的算法，要求比较关键字的次数不超过n。

51. 借助于快速排序的算法思想，在一组无序的记录中查找给定关键字值等于key的记录。设此组记录存放于数组r[l..h]中。若查找成功，则输出该记录在r数组中的位置及其值，否则显示“not find”信息。请编写出算法并简要说明算法思想。

2、假设以I和O分别表示入栈和出栈操作。栈的初态和终态均为空，入栈和出栈的操作序列可表示为仅由I和O组成的序列，称可以操作的序列为合法序列，否则称为非法序列。（15分）

（1）下面所示的序列中哪些是合法的？

A. IOIIOIOO

B. IOOIOIIO

C. IIIOIOIO

D. IIIOOIOO

（2）通过对（1）的分析，写出一个算法，判定所给的操作序列是否合法。若合法，返回true，否则返回false（假定被判定的操作序列已存入一维数组中）。

3、二部图（bipartite graph） G=（V，E）是一个能将其结点集V分为两不相交子集V 1和V2=V-V1的无向图，使得：V1中的任何两个结点在图G中均不相邻，V2中的任何结点在图G中也均不相邻。

（1）．请各举一个结点个数为5的二部图和非二部图的例子。

（2）．请用C或PASCAL编写一个函数BIPARTITE判断一个连通无向图G是否是二部图，并分析程序的时间复杂度。设G用二维数组A来表示，大小为n*n（n为结点个数）。请在程序中加必要的注释。若有必要可直接利用堆栈或队列操作。【

4、题目中要求矩阵两行元素的平均值按递增顺序排序，由于每行元素个数相等，按平均值排列与按每行元素之和排列是一个意思。所以应先求出各行元素之和，放入一维数组中，然后选择一种排序方法，对该数组进行排序，注意在排序时若有元素移动，则与之相应的行中各元素也必须做相应变动。

void Translation（float *matrix，int n）

//本算法对n×n的矩阵matrix，通过行变换，使其各行元素的平均值按递增排列。

{int i,j,k,l；

float sum，min； //sum暂存各行元素之和

float *p, *pi, *pk;

for(i=0; i

{sum=0.0; pk=matrix+i*n; //pk指向矩阵各行第1个元素.

for (j=0; j

*(p+i)=sum; //将一行元素之和存入一维数组.

}//for i

for(i=0; i

{min=*(p+i); k=i; //初始设第i行元素之和最小.

for(j=i+1;j

if(i!=k) //若最小行不是当前行,要进行交换(行元素及行元素之和)

{pk=matrix+n*k; //pk指向第k行第1个元素.

pi=matrix+n*i; //pi指向第i行第1个元素.

for(j=0;j

{sum=*(pk+j); *(pk+j)=*(pi+j); *(pi+j)=sum;}

sum=p[i]; p[i]=p[k]; p[k]=sum; //交换一维数组中元素之和.

}//if

}//for i

free(p); //释放p数组.

}// Translation

[算法分析] 算法中使用选择法排序,比较次数较多,但数据交换(移动)较少.若用其它排序方法,虽可减少比较次数,但数据移动会增多.算法时间复杂度为O(n2).

5、设t是给定的一棵二叉树，下面的递归程序count(t)用于求得:二叉树t中具有非空的左,右两个儿子的结点个数N2;只有非空左儿子的个数NL;只有非空右儿子的结点个数NR和叶子结点个数N0。N2、NL、NR、N0都是全局量，且在调用count(t)之前都置为0.

typedef struct node

{int data; struct node *lchild,*rchild;}node;

int N2,NL,NR,N0;

void count(node *t)

{if (t->lchild!=NULL) if (1)___ N2++; else NL++;

else if (2)___ NR++; else (3)__ ;

if(t->lchild!=NULL)(4)____; if (t->rchild!=NULL) (5)____;

}

26.树的先序非递归算法。

void example(b)

btree *b;

{ btree *stack[20], *p；

int top;

if (b!=null)

{ top=1; stack[top]=b;

while (top>0)

{ p=stack[top]; top--;

printf(“%d”,p->data);

if (p->rchild!=null)

{(1)___; (2)___;

}

if (p->lchild!=null)

(3)___; (4)__;

}}}}

6、对一般二叉树，仅根据一个先序、中序、后序遍历，不能确定另一个遍历序列。但对于满二叉树，任一结点的左右子树均含有数量相等的结点，根据此性质，可将任一遍历序列转为另一遍历序列（即任一遍历序列均可确定一棵二叉树）。

void PreToPost(ElemType pre[] ,post[],int l1,h1,l2,h2)

//将满二叉树的先序序列转为后序序列，l1,h1,l2,h2是序列初始和最后结点的下标。

{if(h1>=l1)

{post[h2]=pre[l1]; //根结点

half=(h1-l1)/2; //左或右子树的结点数

PreToPost(pre,post,l1+1,l1+half,l2,l2+half-1) //将左子树先序序列转为后序序列PreToPost(pre,post,l1+half+1,h1,l2+half,h2-1) //将右子树先序序列转为后序序列

} }//PreToPost

32. .叶子结点只有在遍历中才能知道，这里使用中序递归遍历。设置前驱结点指针pre，初始为空。第一个叶子结点由指针head指向，遍历到叶子结点时，就将它前驱的rchild指针指向它，最后叶子结点的rchild为空。

LinkedList head,pre=null; //全局变量

LinkedList InOrder(BiTree bt)

//中序遍历二叉树bt，将叶子结点从左到右链成一个单链表，表头指针为head

{if(bt){InOrder(bt->lchild); //中序遍历左子树

if(bt->lchild==null && bt->rchild==null) //叶子结点

if(pre==null) {head=bt; pre=bt;} //处理第一个叶子结点

else{pre->rchild=bt; pre=bt; } //将叶子结点链入链表

InOrder(bt->rchild); //中序遍历左子树

pre->rchild=null; //设置链表尾

}

return(head); } //InOrder

时间复杂度为O(n),辅助变量使用head和pre,栈空间复杂度O(n)

7、编写一个过程，对一个n×n矩阵，通过行变换，使其每行元素的平均值按递增顺序排列。

8、设一棵二叉树的结点结构为 (LLINK,INFO,RLINK),ROOT为指向该二叉树根结点的指针，p 和q分别为指向该二叉树中任意两个结点的指针，试编写一算法ANCESTOR（ROOT，p,q,r）,该算法找到p和q的最近共同祖先结点r。

9、假设K1，…，Kn是n个关键词，试解答：

试用二叉查找树的插入算法建立一棵二叉查找树，即当关键词的插入次序为K1，K2，…，Kn 时，用算法建立一棵以LLINK / RLINK 链接表示的二叉查找树。

10、后序遍历最后访问根结点，即在递归算法中，根是压在栈底的。采用后序非递归算法，栈中存放二叉树结点的指针，当访问到某结点时，栈中所有元素均为该结点的祖先。本题要找p和q 的最近共同祖先结点r ,不失一般性，设p在q的左边。后序遍历必然先遍历到结点p，栈中元素均为p的祖先。将栈拷入另一辅助栈中。再继续遍历到结点q时，将栈中元素从栈顶开始逐个到辅助栈中去匹配，第一个匹配（即相等）的元素就是结点p 和q的最近公共祖先。

typedef struct

{BiTree t;int tag;//tag=0 表示结点的左子女已被访问，tag=1表示结点的右子女已被访问

}stack;

stack s[],s1[];//栈，容量够大

BiTree Ancestor(BiTree ROOT,p,q,r)//求二叉树上结点p和q的最近的共同祖先结点r。{top=0; bt=ROOT;

while(bt!=null ||top>0)

{while(bt!=null && bt!=p && bt!=q) //结点入栈

{s[++top].t=bt; s[top].tag=0; bt=bt->lchild;} //沿左分枝向下

if(bt==p) //不失一般性，假定p在q的左侧,遇结点p时，栈中元素均为p的祖先结点

{for(i=1;i<=top;i++) s1[i]=s[i]; top1=top; }//将栈s的元素转入辅助栈s1 保存if(bt==q) //找到q 结点。

for(i=top;i>0;i--)//；将栈中元素的树结点到s1去匹配

{pp=s[i].t;

for (j=top1;j>0;j--)

if(s1[j].t==pp) {printf(“p 和q的最近共同的祖先已找到”)；return (pp);}

｝

while(top!=0 && s[top].tag==1) top--; //退栈

if (top!=0)｛s[top].tag=1;bt=s[top].t->rchild;｝ //沿右分枝向下遍历

}//结束while(bt!=null ||top>0)

return(null);//ｑ、p无公共祖先

｝//结束Ancestor