2010年福建省基础数据深入
1、本题要求建立有序的循环链表。从头到尾扫描数组A，取出A[i]（0<=i
//由含n个数据的数组A生成循环链表，要求链表有序并且无值重复结点
{LinkedList h;
h=(LinkedList)malloc(sizeof(LNode));//申请结点
h->next=h; //形成空循环链表
for(i=0;i
p=h->next;
while(p!=h && p->data
if(p==h || p->data!=A[i]) //重复数据不再输入
{s=(LinkedList)malloc(sizeof(LNode));
s->data=A[i]; pre->next=s; s->next=p;//将结点s链入链表中
}
}//for
return(h);
}算法结束
2、对二叉树的某层上的结点进行运算，采用队列结构按层次遍历最适宜。
int LeafKlevel(BiTree bt, int k) //求二叉树bt 的第k(k>1) 层上叶子结点个数
{if(bt==null || k<1) return(0);
BiTree p=bt,Q[]; //Q是队列，元素是二叉树结点指针,容量足够大
int front=0,rear=1,leaf=0; //front 和rear是队头和队尾指针, leaf是叶子结点数
int last=1,level=1; Q[1]=p; //last是二叉树同层最右结点的指针，level 是二叉树的层数
while(front<=rear)
{p=Q[++front];
if(level==k && !p->lchild && !p->rchild) leaf++; //叶子结点
if(p->lchild) Q[++rear]=p->lchild; //左子女入队
if(p->rchild) Q[++rear]=p->rchild; //右子女入队
if(front==last) {level++; //二叉树同层最右结点已处理,层数增1
last=rear; } //last移到指向下层最右一元素
if(level>k) return (leaf); //层数大于k 后退出运行
}//while }//结束LeafKLevel
3、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。
4、证明由二叉树的中序序列和后序序列，也可以唯一确定一棵二叉树。
当n=1时，只有一个根结点，由中序序列和后序序列可以确定这棵二叉树。
设当n=m-1时结论成立，现证明当n=m时结论成立。
设中序序列为S1，S2，…，Sm,后序序列是P1,P2,…，Pm。因后序序列最后一个元素Pm是根，则在中序序列中可找到与Pm相等的结点（设二叉树中各结点互不相同）Si(1≤i≤m)，因中序序列是由中序遍历而得，所以Si是根结点，S1，S2，…，Si-1是左子树的中序序列，而Si+1,Si+2,…,Sm是右子树的中序序列。
若i=1，则S1是根，这时二叉树的左子树为空，右子树的结点数是m-1,则{S2，S3，…，Sm}和{P1，P2，…，Pm-1}可以唯一确定右子树，从而也确定了二叉树。
若i=m,则Sm是根，这时二叉树的右子树为空，左子树的结点数是m-1，
则{S1，S2，…，Sm-1}和{P1，P2，…，Pm-1}唯一确定左子树，从而也确定了二叉树。
最后，当1
{Pi,Pi+1,…，Pm-1}可唯一确定二叉树的右子树 。
5、 二叉树的层次遍历序列的第一个结点是二叉树的根。实际上，层次遍历序列中的每个结点都是“局部根”。确定根后，到二叉树的中序序列中，查到该结点，该结点将二叉树分为“左根右”三部分。若左、右子树均有，则层次序列根结点的后面应是左右子树的根；若中序序列中只有左子树或只有右子树，则在层次序列的根结点后也只有左子树的根或右子树的根。这样，定义一个全局变量指针R，指向层次序列待处理元素。算法中先处理根结点，将根结点和左右子女的信息入队列。然后，在队列不空的条件下，循环处理二叉树的结点。队列中元素的数据结构定义如下：
typedef struct
{ int lvl; //层次序列指针，总是指向当前“根结点”在层次序列中的位置
int l,h; //中序序列的下上界
int f; //层次序列中当前“根结点”的双亲结点的指针
int lr; // 1—双亲的左子树 2—双亲的右子树
}qnode;
BiTree Creat(datatype in[],level[],int n)
//由二叉树的层次序列level[n]和中序序列in[n]生成二叉树。 n是二叉树的结点数
{if (n<1) {printf(“参数错误\n”); exit(0);}
qnode s,Q[]; //Q是元素为qnode类型的队列，容量足够大
init(Q); int R=0; //R是层次序列指针，指向当前待处理的结点
BiTree p=(BiTree)malloc(sizeof(BiNode)); //生成根结点
p->data=level[0]; p->lchild=null; p->rchild=null; //填写该结点数据
for (i=0; i
if (i==0) //根结点无左子树，遍历序列的1—n-1是右子树
{p->lchild=null;
s.lvl=++R; s.l=i+1; s.h=n-1; s.f=p; s.lr=2; enqueue(Q,s);
}
else if (i==n-1) //根结点无右子树，遍历序列的1—n-1是左子树
{p->rchild=null;
s.lvl=++R; s.l=1; s.h=i-1; s.f=p; s.lr=1; enqueue(Q,s);
}
else //根结点有左子树和右子树
{s.lvl=++R; s.l=0; s.h=i-1; s.f=p; s.lr=1;enqueue(Q,s);//左子树有关信息入队列
s.lvl=++R; s.l=i+1;s.h=n-1;s.f=p; s.lr=2;enqueue(Q,s);//右子树有关信息入队列
}
while (!empty(Q)) //当队列不空，进行循环，构造二叉树的左右子树
{ s=delqueue(Q); father=s.f;
for (i=s.l; i<=s.h; i++)
if (in[i]==level[s.lvl]) break;
p=
(bitreptr)malloc(sizeof(binode)); //申请结点空间
p->data=level[s.lvl]; p->lchild=null; p->rchild=null; //填写该结点数据
if (s.lr==1) father->lchild=p;
else father->rchild=p； //让双亲的子女指针指向该结点
if (i==s.l)
{p->lchild=null; //处理无左子女
s.lvl=++R; s.l=i+1; s.f=p; s.lr=2; enqueue(Q,s);
}
else if (i==s.h)
{p->rchild=null; //处理无右子女
s.lvl=++R; s.h=i-1; s.f=p; s.lr=1; enqueue(Q,s);
}
else{s.lvl=++R; s.h=i-1; s.f=p; s.lr=1; enqueue(Q,s);//左子树有关信息入队列
s.lvl=++R; s.l=i+1; s.f=p; s.lr=2; enqueue(Q,s); //右子树有关信息入队列
}
}//结束while (!empty(Q))
return(p);
}//算法结束
6、设指针变量p指向双向链表中结点A，指针变量q指向被插入结点B，要求给出在结点A的后面插入结点B的操作序列（设双向链表中结点的两个指针域分别为llink和rlink）。
7、有一个带头结点的单链表，每个结点包括两个域，一个是整型域info，另一个是指向下一个结点的指针域next。假设单链表已建立，设计算法删除单链表中所有重复出现的结点，使得info域相等的结点只保留一个。
#include
typedef char datatype;
typedef struct node{
datatype data;
struct node * next;
} listnode;
typedef listnode* linklist;
/*--------------------------------------------*/
/* 删除单链表中重复的结点 */
/*--------------------------------------------*/
linklist deletelist(linklist head)
{ listnode *p,*s,*q;
p=head->next;
while(p)
{s=p;
q=p->next;
while(q)
if(q->data==p->data)
{s->next=q->next;free(q);
q=s->next;}
else
{ s=q; /*找与P结点值相同的结点*/
q=q->next;
}
p=p->next;
}
return head;
}
8、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。
9、因为后序遍历栈中保留当前结点的祖先的信息，用一变量保存栈的最高栈顶指针，每当退栈时，栈顶指针高于保存最高栈顶指针的值时，则将该栈倒入辅助栈中，辅助栈始终保存最长路径长度上的结点，直至后序遍历完毕，则辅助栈中内容即为所求。
void LongestPath(BiTree bt)//求二叉树中的第一条最长路径长度
{BiTree p=bt,l[],s[]; //l, s是栈，元素是二叉树结点指针，l中保留当前最长路径中的结点
int i，top=0,tag[],longest=0;
while(p || top>0)
{ while(p) {s[++top]=p；tag[top]=0; p=p->Lc;} //沿左分枝向下
if(tag[top]==1) //当前结点的右分枝已遍历
{if(!s[top]->Lc && !s[top]->Rc) //只有到叶子结点时，才查看路径长度
if(top>longest) {for(i=
1;i<=top;i++) l[i]=s[i]; longest=top; top--;}
//保留当前最长路径到l栈，记住最高栈顶指针，退栈
}
else if(top>0) {tag[top]=1; p=s[top].Rc;} //沿右子分枝向下
}//while(p!=null||top>0)
}//结束LongestPath
10、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)
11、冒泡排序算法是把大的元素向上移（气泡的上浮），也可以把小的元素向下移（气泡的下沉）请给出上浮和下沉过程交替的冒泡排序算法。
48.有n个记录存储在带头结点的双向链表中，现用双向起泡排序法对其按上升序进行排序，请写出这种排序的算法。（注：双向起泡排序即相邻两趟排序向相反方向起泡）
12、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。
13、约瑟夫环问题（Josephus问题）是指编号为1、2、…，n的n（n>0）个人按顺时针方向围坐成一圈，现从第s个人开始按顺时针方向报数，数到第m个人出列，然后从出列的下一个人重新开始报数，数到第m的人又出列，…，如
此重复直到所有的人全部出列为止。现要求采用循环链表结构设计一个算法，模拟此过程。
#include
typedef int datatype;
typedef struct node
{datatype data;
struct node *next;
}listnode;
typedef listnode *linklist;
void jose(linklist head,int s,int m)
{linklist k1,pre,p;
int count=1;
pre=NULL;
k1=head; /*k1为报数的起点*/
while (count!=s) /*找初始报数起点*/
{pre=k1;
k1=k1->next;
count++;
}
while(k1->next!=k1) /*当循环链表中的结点个数大于1时*/
{ p=k1; /*从k1开始报数*/
count=1;
while (count!=m) /*连续数m个结点*/
{ pre=p;
p=p->next;
count++;
}
pre->next=p->next; /*输出该结点，并删除该结点*/
printf("%4d",p->data);
free(p);
k1=pre->next; /*新的报数起点*/
}
printf("%4d",k1->data); /*输出最后一个结点*/
free(k1);
}
main()
{linklist head,p,r;
int n,s,m,i;
printf("n=");
scanf("%d",&n);
printf("s=");
scanf("%d",&s);
printf("m=",&m);
scanf("%d",&m);
if (n<1) printf("n<0");
else
{/*建表*/
head=(linklist)malloc(sizeof(listnode)); /*建第一个结点*/
head->data=n;
r=head;
for (i=n-1;i>0;i--) /*建立剩余n-1个结点*/
{ p=(linklist)malloc(sizeof(listnode));
p->data=i;
p->next=head;
head=p;
}
r->next=head; /*生成循环链表*/
jose(head,s,m); /*调用函数*/
}
}
14、证明由二叉树的中序序列和后序序列，也可以唯一确定一棵二叉树。
当n=1时，只有一个根结点，由中序序列和后序序列可以确定这棵二叉树。
设当n=m-1时结论成立，现证明当n=m时结论成立。
设中序序列为S1，S2，…，Sm,后序序列是P1,P2,…，Pm。因后序序列最后一个元素Pm是根，则在中序序列中可找到与Pm相等的结点（设二叉树中各结点互不相同）Si(1≤i≤m)，因中序序列是由中序遍历而得，所以Si是根结点，S1，S2，…，Si-1是左子树的中序序列，而Si+1,Si+2,…,Sm是右子树的中序序列。
若i=1，则S1是根，这时二叉树的左子树为空，右子树的结点数是m-1,则{S2，S3，…，Sm}和{P1，P2，…，Pm-1}可以唯一确定右子树，从而也确定了二叉树。
若i=m,则Sm是根，这时二叉树的右子树为空，左子树的结点数是m-1，则{S1，S2，…，Sm-1}和{P1，P2，…，Pm-1}唯一确定左子树，从而也确定了二叉树。
最后，当1
{Pi,Pi+1,…，Pm-1}可唯一确定二叉树的右子树 。
15、矩阵中元素按行和按列都已排序，要求查找时间复杂度为O（m+n），因此不能采用常规的二层循环的查找。可以先从右上角（i=a,j=d）元素与x比较，只有三种情况：一是A[i,j]>x， 这情况下向j 小的方向继续查找；二是A[i,j]
//n*m矩阵A,行下标从a到b,列下标从c到d,本算法查找x是否在矩阵A中.
{i=a; j=d; flag=0; //flag是成功查到x的标志
while(i<=b && j>=c)
if(A[i][j]==x) {flag=1;break;}
else if (A[i][j]>x) j--; else i++;
if(flag) printf(“A[%d][%d]=%d”,i,j,x); //假定x为整型.
else printf(“矩阵A中无%d 元素”，x)；
}算法search结束。
[算法讨论]算法中查找x的路线从右上角开始，向下（当x>A[i,j]）或向左（当x
16、约瑟夫环问题（Josephus问题）是指编号为1、2、…，n的n（n>0）个人按顺时针方向围坐成一圈，现从第s个人开始按顺时针方向报数，数到第m个人出列，然后从出列的下一个人重新开始报数，数到第m的人又出列，…，如此重复直到所有的人全部出列为止。现要求采用循环链表结构设计一个算法，模拟此过程。
#include
typedef int datatype;
typedef struct node
{datatype data;
struct node *next;
}listnode;
typedef listnode *linklist;
void jose(linklist head,int s,int m)
{linklist k1,pre,p;
int count=1;
pre=NULL;
k1=head; /*k1为报数的起点*/
while (count!=s) /*找初始报数起点*/
{pre=k1;
k1=k1->next;
count++;
}
while(k1->next!=k1) /*当循环链表中的结点个数大于1时*/
{ p=k1; /*从k1开始报数*/
count=1;
while (count!=m) /*连续数m个结点*/
{ pre=p;
p=p->next;
count++;
}
pre->next=p->next; /*输出该结点，并删除该结点*/
printf("%4d",p->data);
free(p);
k1=pre->next; /*新的报数起点*/
}
printf("%4d",k1->data); /*输出最后一个结点*/
free(k1);
}
main()
{linklist head,p,r;
int n,s,m,i;
printf("n=");
scanf("%d",&n);
printf("s=");
scanf("%d",&s);
printf("m=",&m);
scanf("%d",&m);
if (n<1) printf("n<0");
else
{/*建表*/
head=(linklist)malloc(sizeof(listnode)); /*建第一个结点*/
head->data=n;
r=head;
for (i=n-1;i>0;i--) /*建立剩余n-1个结点*/
{ p=(linklist)malloc(sizeof(listnode));
p->data=i;
p->next=head;
head=p;
}
r->next=head; /*生成循环链表*/
jose(head,s,m); /*调用函数*/
}
}
17、矩阵中元素按行
和按列都已排序，要求查找时间复杂度为O（m+n），因此不能采用常规的二层循环的查找。可以先从右上角（i=a,j=d）元素与x比较，只有三种情况：一是A[i,j]>x， 这情况下向j 小的方向继续查找；二是A[i,j]
//n*m矩阵A,行下标从a到b,列下标从c到d,本算法查找x是否在矩阵A中.
{i=a; j=d; flag=0; //flag是成功查到x的标志
while(i<=b && j>=c)
if(A[i][j]==x) {flag=1;break;}
else if (A[i][j]>x) j--; else i++;
if(flag) printf(“A[%d][%d]=%d”,i,j,x); //假定x为整型.
else printf(“矩阵A中无%d 元素”，x)；
}算法search结束。
[算法讨论]算法中查找x的路线从右上角开始，向下（当x>A[i,j]）或向左（当x
18、设指针变量p指向双向链表中结点A，指针变量q指向被插入结点B，要求给出在结点A的后面插入结点B的操作序列（设双向链表中结点的两个指针域分别为llink和rlink）。
19、约瑟夫环问题（Josephus问题）是指编号为1、2、…，n的n（n>0）个人按顺时针方向围坐成一圈，现从第s个人开始按顺时针方向报数，数到第m个人出列，然后从出列的下一个人重新开始报数，数到第m的人又出列，…，如此重复直到所有的人全部出列为止。现要求采用循环链表结构设计一个算法，模拟此过程。
#include
typedef int datatype;
typedef struct node
{datatype data;
struct node *next;
}listnode;
typedef listnode *linklist;
void jose(linklist head,int s,int m)
{linklist k1,pre,p;
int count=1;
pre=NULL;
k1=head; /*k1为报数的起点*/
while (count!=s) /*找初始报数起点*/
{pre=k1;
k1=k1->next;
count++;
}
while(k1->next!=k1) /*当循环链表中的结点个数大于1时*/
{ p=k1; /*从k1开始报数*/
count=1;
while (count!=m) /*连续数m个结点*/
{ pre=p;
p=p->next;
count++;
}
pre->next=p->next; /*输出该结点，并删除该结点*/
printf("%4d",p->data);
free(p);
k1=pre->next; /*新的报数起点*/
}
printf("%4d",k1->data); /*输出最后一个结点*/
free(k1);
}
main()
{linklist head,p,r;
int n,s,m,i;
printf("n=");
scanf("%d",&n);
printf("s=");
scanf("%d",&s);
printf("m=",&m);
scanf("%d",&m);
if (n<1) printf("n<0");
else
{/*建表*/
head=(linklist)malloc(sizeof(listnode)); /*建第一个结点*/
head->data=n;
r=head;
for (i=n-1;i>0;i--) /*建立剩余n-1个结点*/
{ p=(linklist)malloc(sizeof(
listnode));
p->data=i;
p->next=head;
head=p;
}
r->next=head; /*生成循环链表*/
jose(head,s,m); /*调用函数*/
}
}
20、 连通图的生成树包括图中的全部n个顶点和足以使图连通的n-1条边，最小生成树是边上权值之和最小的生成树。故可按权值从大到小对边进行排序，然后从大到小将边删除。每删除一条当前权值最大的边后，就去测试图是否仍连通，若不再连通，则将该边恢复。若仍连通，继续向下删；直到剩n-1条边为止。
void SpnTree (AdjList g)
//用“破圈法”求解带权连通无向图的一棵最小代价生成树。
{typedef struct {int i,j,w}node; //设顶点信息就是顶点编号，权是整型数
node edge[];
scanf( "%d%d",&e,&n) ; //输入边数和顶点数。
for (i=1;i<=e;i++) //输入e条边：顶点，权值。
scanf("%d%d%d" ,&edge[i].i ,&edge[i].j ,&edge[i].w);
for (i=2;i<=e;i++) //按边上的权值大小，对边进行逆序排序。
{edge[0]=edge[i]; j=i-1;
while (edge[j].w
k=1; eg=e;
while (eg>=n) //破圈，直到边数e=n-1.
{if (connect(k)) //删除第k条边若仍连通。
{edge[k].w=0; eg--; }//测试下一条边edge[k]，权值置0表示该边被删除
k++; //下条边
}//while
}//算法结束。
connect()是测试图是否连通的函数，可用图的遍历实现，