数据结构作业系统-答案
◆2.11②设顺序表L中的数据元素递增有序。
试写一算法，将x插入到L的适当位置上，并保
持该表的有序性。
要求实现下列函数：
void InsertOrderList(SqList &L, ElemType x)
/* 在有序的顺序表L 中保序插入数据元素x */
顺序表类型定义如下：
typedef struct {
ElemType *elem;
int length;
int listsize;
} SqList;
void InsertOrderList(SqList &L, ElemType x)
// 在有序的顺序表L 中保序插入数据元素x
{
int i=0,j;
while(L.elem[i] i++; for(j=L.length;j>i;j--) { L.elem[j]=L.elem[j-1]; } L.elem[i]=x; L.length+=1; } ◆2.12③设A=(a1,…,am)和B=(b1,…,bn)均为有序顺序表，A'和B'分别为A和B中除去最大共同前缀后的子表（例如，A=(x,y,y,z,x,z)，B=(x,y,y,z,y,x,x,z)，则两者中最大 的共同前缀为(x,y,y,z)，在两表中除去最大共同前缀后 的子表分别为A'=(x,z)和B'=(y,x,x,z)）。若A'=B'=空表， 则A=B；若A'=空表，而B'≠空表，或者两者均不为空表，且A'的首元小于B'的首元，则A 要求实现下列函数： char Compare(SqList A, SqList B); /* 比较顺序表A和B, */ /* 返回'<', 若A /* '=', 若A=B; */ /* '>', 若A>B */ 顺序表类型定义如下： typedef struct { ElemType *elem; int length; int listsize; } SqList; char Compare(SqList A, SqList B) // 比较顺序表A和B, // 返回'<', 若A // '=', 若A=B; // '>', 若A>B { int i=0; while(A.elem[i]==B.elem[i]&&i if(i==A.length&&i==B.length) return '='; else if(A.elem[i] return '<'; else if(A.elem[i]>B.elem[i]||i==B.length) return '>'; } 2.13②试写一算法在带头结点的单链表结构上实现线性表操作Locate(L,x)。 实现下列函数： LinkList Locate(LinkList L, ElemType x); // If 'x' in the linked list whose head node is pointed // by 'L', then return pointer pointing node 'x', // otherwise return 'NULL' 单链表类型定义如下： typedef struct LNode { ElemType data; struct LNode *next; } LNode, *LinkList; LinkList Locate(LinkList &L, ElemType x) // If 'x' in the linked list whose head node is pointed // by 'L', then return pointer ha pointing node 'x', // otherwise return 'NULL' { LinkList p; int i=0; p=L->next; while(p->data!=x&&p!=NULL) { i++; p=p->next; } return p; } 2.14②试写一算法在带头结点的单链表结构上实现线性表操作Length(L)。 实现下列函数： int Length(LinkList L); // Return the length of the linked list // whose head node is pointed by 'L' 单链表类型定义如下： typedef struct LNode{ ElemType data; struct LNode *next; } LNode, *LinkList; int Length(LinkList L) // Return the length of the linked list // whose head node is pointed by 'L' { LinkList p; int i=0; p=L->next; while(p!=NULL) { i++; p=p->next; } return i; } 2.17②试写一算法，在无头结点的动态单链表上实现 线性表操作INSERT(L,i,b)，并和在带头结点的动态单 链表上实现相同操作的算法进行比较。 实现下列函数： void Insert(LinkList &L, int i, ElemType b); 单链表类型定义如下： typedef struct LNode{ ElemType data; struct LNode *next; } LNode, *LinkList; void Insert(LinkList &L, int i, ElemType b) { LinkList p,q; int j=2; p=L; while(j { j++; p=p->next; } if(i!=0&&i!=1) { q=(LinkList)malloc(sizeof(LNode)); q->data=b; q->next=p->next; p->next=q; } if(i==1) { q=(LinkList)malloc(sizeof(LNode)); q->data=b; q->next=p; L=q; } } 2.18②同2.17题要求。试写一算法，实现线性表操作DELETE(L,i)。 实现下列函数： void Delete(LinkList &L, int i); 单链表类型定义如下： typedef struct LNode{ ElemType data; struct LNode *next; } LNode, *LinkList; void Delete(LinkList &L, int i) { LinkList p,q; int j=2; p=L; while(j { j++; p=p->next; } if(i!=0&&i!=1) { q=p->next; p->next=q->next; free(q); } if(i==1) { q=L; L=L->next; free(q); } } 2.20②同2.19题条件，试写一高效的算法，删除表中所有值相同的多余元素(使得操作后的线性表中所有元素的值均不相同) 同时释放被删结点空间，并分析你的算法的时间复杂度。 实现下列函数： void Purge(LinkList &L); 单链表类型定义如下： typedef struct LNode{ ElemType data; struct LNode *next; } LNode, *LinkList; void Purge(LinkList &L) { LinkList p,q; int i=0; p=L; while(p!=NULL&&p->next!=NULL) { if(p->data==p->next->data) { q=p->next; p->next=q->next; free(q); } else p=p->next; } } ◆2.21③试写一算法，实现顺序表的就地逆置，即利用原表的存储空间将线性表(a1,a2,…,an) 逆置为(an,an-1,…,a1)。 实现下列函数： void Inverse(SqList &L); 顺序表类型定义如下： typedef struct { ElemType *elem; int length; int listsize; } SqList; void Inverse(SqList &L) { int i=0,j=0; i=L.length/2; for(j=0;j { ElemType e=L.elem[j]; L.elem[j]=L.elem[L.length-j-1]; L.elem[L.length-j-1]=e; } } ◆2.22③试写一算法，对单链表实现就地逆置。 实现下列函数： void Inverse(LinkList &L); /* 对带头结点的单链表L实现就地逆置*/ 单链表类型定义如下： typedef struct LNode{ ElemType data; struct LNode *next; } LNode, *LinkList; void Inverse(LinkList &L) /* 对带头结点的单链表L实现就地逆置*/ { LinkList p,q,k; q=p=L->next; while(p->next!=NULL) { k=q; q=p->next; p->next=q->next; q->next=k; } L->next=q; } 2.23③设线性表A=(a1,...,am), B=(b1,...,bn)，试写 一个按下列规则合并A、B为线性表C的算法，即使得C=(a1,b1,...,am,bm,bm+1,...,bn) 当m≤n时； 或者C=(a1,b1,...,an,bn,an+1,...,am) 当m＞n时。 线性表A、B和C均以单链表作存储结构，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。 实现下列函数： void Merge(LinkList ha, LinkList hb, LinkList &hc) /* 依题意，合并带头结点的单链表ha和hb为hc */ 单链表类型定义如下： typedef struct LNode{ ElemType data; struct LNode *next; } LNode, *LinkList; void Merge(LinkList ha, LinkList hb, LinkList &hc) /* 依题意，合并带头结点的单链表ha和hb为hc */ { LinkList p,q,k,r; p=ha->next; q=hb->next; if(p==NULL)hc=hb; else if(q==NULL) hc=ha; else { while(p->next!=NULL&&q->next!=NULL) { k=p->next; r=q->next; p->next=q; p=k; q->next=p; q=r; } if(p->next!=NULL) q->next=p->next; p->next=q; hc=ha; } } ◆2.24④假设有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（即非递增有序，允许表 中含有值相同的元素）排列的线性表C，并要求利用原 表（即A表和B表）的结点空间构造C表。 实现下列函数： void Union(LinkList &lc, LinkList la, LinkList lb); /* 依题意，利用la和lb原表的结点空间构造lc表*/ 单链表类型定义如下： typedef struct LNode{ ElemType data; struct LNode *next; } LNode, *LinkList; void Union(LinkList &lc, LinkList la, LinkList lb) { LinkList pa=la->next; LinkList pb=lb->next; LinkList pre=NULL; LinkList q,pc; while(pa||pb) { if((pa->data { pc=pa; q=pa->next; pa->next=pre; pa=q; } else { pc=pb; q=pb->next; pb->next=pre; pb=q; } pre=pc; printf("%s","done"); } lc=la; la->next=pc; //构造新表头 /* LinkList pa = la->next; LinkList pb = lb->next; LinkList pc = la; lc = la; while( pa && pb ) { if( pa->data <= pb->data ) { pc->next = pa; pc = pa; pa = pa->next; } else { pc->next = pb; pc = pb; pb = pb->next; } } pc->next = pa? pa: pb; free( lb ); //将c实现就地逆置' LinkList p,q; p = lc->next; while( p->next ) { q = p->next; p->next = p->next->next; q->next = lc->next; lc->next = q; } */ } 2.31②假设某个单向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为指向链表中某个 结点的指针，试编写算法在链表中删除指针s所指结 点的前驱结点。 实现下列函数： ElemType DeleteNode(LinkList s); /* 删除指针s所指结点的前驱结点，并返回被删结点的元素值*/ 单链表类型定义如下： typedef struct LNode{ ElemType data; struct LNode *next; } LNode, *LinkList; ElemType DeleteNode(LinkList s) /* 删除指针s所指结点的前驱结点，并返回被删结点的元素值*/ { LinkList p; p=s->next; while(p->next->next!=s) p=p->next; ElemType e=p->next->data; p->next=s; return e; } 2.32②已知有一个单向循环链表，其每个结点中 含三个域：prev、data和next，其中data为数据域， next为指向后继结点的指针域，prev也为指针域， 但它的值为空(NULL)，试编写算法将此单向循环链 表改为双向循环链表，即使prev成为指向前驱结点 的指针域。 实现下列函数： void PerfectBiLink(BiLinkList &CL); 双向循环链表类型定义如下： typedef struct BiNode { ElemType data; int freq; // 2.38题用 struct BiNode *prev, *next; } BiNode, *BiLinkList; void PerfectBiLink(BiLinkList &CL) { BiLinkList p,q,k; k=p=q=CL; while(p->next!=q) { p=p->next; p->prev=k; k=p; } q->prev=p; } ◆2.33③已知由一个线性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），试编写算法将该线性链表分割为三个循环 链表，其中每个循环链表表示的线性表中均只含一类 字符。 实现下列函数： void Split(LinkList &lc, LinkList &ld, LinkList &lo, LinkList ll); 单链表类型定义如下： typedef struct LNode{ ElemType data; struct LNode *next; } LNode, *LinkList; void Split(LinkList &A, LinkList &B, LinkList &C, LinkList L) { LinkList s,p,q,r; s=L->next; A=(LinkList)malloc(sizeof(LNode));p=A; B=(LinkList)malloc(sizeof(LNode));q=B; C=(LinkList)malloc(sizeof(LNode));r=C; //建立头结点 while(s) { if((s->data>='a'&&s->data<='z')||(s->data<='Z'&&s->data>='A')) p->next=s;p=s; } else if(s->data>='0'&&s->data<='9') { q->next=s;q=s; } else { r->next=s;r=s; } s=s->next; }//while p->next=A;q->next=B;r->next=C; //完成循环链表} 2.37④设以带头结点的双向循环链表表示的线性表L=(a1,a2,...,an)。试写一时间复杂度为O(n)的 算法，将L改造为L=(a1,a3,...,an,...,a4,a2)。 实现下列函数： void ReverseEven(BiLinkList &L); 双向循环链表类型定义如下： typedef struct BiNode { ElemType data; int freq; // 2.38题用 struct BiNode *prev, *next; } BiNode, *BiLinkList; void ReverseEven(BiLinkList &L) { BiLinkList p=NULL; p=L->next; while(p->next!=L&&p->next->next!=L) { p->next=p->next->next; p=p->next; } //此时p指向最后一个奇数结点 if(p->next==L) p->next=L->prev->prev; else p->next=L->prev; p=p->next; //此时p指向最后一个偶数结点while(p->prev->prev!=L) p->next=p->prev->prev; p=p->next; } if(p!=L) p->next=L; //按题目要求调整了next链的结构,此时pre链仍为原状for(p=L;p->next!=L;p=p->next) p->next->prev=p; L->prev=p; //调整pre链的结构,同2.32方法 } ◆2.39③试对稀疏多项式Pn(x)采用存储量同多项式项 数m成正比的顺序存储结构，编写求Pn(x0)的算法（x0为 给定值），并分析你的算法的时间复杂度。 实现下列函数： float Evaluate(SqPoly pn, float x); /* pn.data[i].coef 存放ai，*/ /* pn.data[i].exp存放ei (i=1,2,...,m) */ /* 本算法计算并返回多项式的值。不判别溢出。*/ /* 入口时要求0≤e1 多项式的顺序存储结构: typedef struct { int coef; int exp; } PolyTerm; typedef struct { PolyTerm *data; int length; } SqPoly; float f(float x,int j) { int i; float s = 1; for( i = 0 ; i < j; ++i ){ s *= x; } return s; } float Evaluate(SqPoly pn, float x) /* pn.data[i].coef 存放ai，*/ /* pn.data[i].exp存放ei (i=1,2,...,m) */ /* 本算法计算并返回多项式的值。不判别溢出。*/ /* 入口时要求0≤e1 int i; float s = 0; for( i = 0; i < pn.length; ++i ){ s += pn.data[i].coef * f( x, pn.data[i].exp ); } return s; } ◆2.41②试以循环链表作稀疏多项式的存储结构， 编写求其导函数的算法，要求利用原多项式中的结 点空间存放其导函数（多项式），同时释放所有无 用（被删）结点。 实现下列函数： void Difference(LinkedPoly &pa); /* 稀疏多项式pa 以循环链表作存储结构，*/ /* 将此链表修改成它的导函数，并释放无用结点*/ 链式多项式的类型定义： typedef struct PolyNode { int coef; int exp; struct PolyNode *next; } PolyNode, *PolyLink; // 多项式元素（项）结点类型typedef PolyLink LinkedPoly; // 链式多项式 void Difference(LinkedPoly &pa) /* 稀疏多项式pa 以循环链表作存储结构，*/ /* 将此链表修改成它的导函数，并释放无用结点*/ { LinkedPoly p,t; t = pa->next; if( t->exp == 0 ){ free(t); pa->next = pa->next->next; } p = pa->next; while( p != pa ){ p->coef *= p->exp; p->exp--; //if( p->next->exp == 0 ) p->next = p->next->next; p = p->next; } } ◆3.17③试写一个算法，识别依次读入的一个以@ 为结束符的字符序列是否为形如'序列1&序列2'模式 的字符序列。其中序列1和序列2中都不含字符'&'， 且序列2是序列1的逆序列。例如，'a+b&b+a'是属该 模式的字符序列，而'1+3&3-1'则不是。 实现下列函数: Status match(char *str); /* 若str是属该模式的字符序列，*/ /* 则返回TRUE，否则返回FALSE */ Stack是一个已实现的栈。 可使用的相关类型和函数： typedef char SElemType; // 栈Stack的元素类型 Status InitStack(Stack &s); Status Push(Stack &s, SElemType e); Status Pop(Stack &s, SElemType &e); Status StackEmpty(Stack s); Status GetTop(Stack s, SElemType &e); Status match(char *str) /* 若str是属该模式的字符序列，*/ /* 则返回TRUE，否则返回FALSE */ { Stack s; SElemType e; InitStack(s); while(*str!='&') { Push(s,*str); str++; } str++; while(*str!='@') { if(StackEmpty(s)) return FALSE; Pop(s,e); if(*str!=e) return FALSE; str++; } if(!StackEmpty(s)) return FALSE; else return TRUE; } 3.18②试写一个判别表达式中开、闭括号是否配对出现的算法。 实现下列函数： Status MatchCheck(SqList exp); /* 顺序表exp表示表达式；*/ /* 若exp中的括号配对，则返回TRUE，否则返回FALSE */ /* 注：本函数不使用栈*/ 顺序表类型定义如下： typedef struct { ElemType *elem; int length; int listsize; } SqList; // 顺序表 Status MatchCheck(SqList exp) /* 顺序表exp表示表达式；*/ /* 若exp中的括号配对，则返回TRUE，否则返回FALSE */ /* 注：本函数不使用栈*/ { int i,j=0; for(i=0;i { if(exp.elem[i]=='(') j++; else if(exp.elem[i]==')'&&j==0) return FALSE; else j--; } if(j==0) return TRUE; else return FALSE; } ◆3.19④假设一个算术表达式中可以包含三种括号：圆括号"(" 和")"，方括号"["和"]"和花括号"{"和"}"，且这三种括号可按任意的 次序嵌套使用（如：…[…{…}…[…]…]…[…]…(…)…）。编写判别给定表达 式中所含括号是否正确配对出现的算法(已知表达式已存入数据元素为字符的顺序表中)。 实现下列函数： Status MatchCheck(SqList exp); /* 顺序表exp表示表达式；*/ /* 若exp中的括号配对，则返回TRUE，否则返回FALSE */ 顺序表类型定义如下： typedef struct { ElemType *elem; int length; int listsize; } SqList; // 顺序表 Stack是一个已实现的栈。 可使用的相关类型和函数： typedef char SElemType; // 栈Stack的元素类型 Status InitStack(Stack &s); Status Push(Stack &s, SElemType e); Status Pop(Stack &s, SElemType &e); Status StackEmpty(Stack s); Status GetTop(Stack s, SElemType &e); Status MatchCheck(SqList exp) /* 顺序表exp表示表达式；*/ /* 若exp中的括号配对，则返回TRUE，否则返回FALSE */ { Stack s; int i; SElemType e; InitStack(s); for(i=0;i { if(exp.elem[i]=='{'||exp.elem[i]=='['||exp.elem[i]=='(') Push(s,exp.elem[i]); else if(exp.elem[i]=='}'||exp.elem[i]==']'||exp.elem[i]==')') { if(StackEmpty(s)) return FALSE; else { Pop(s,e); if(e=='{'&&exp.elem[i]!='}') return FALSE; if(e=='['&&exp.elem[i]!=']') return FALSE; if(e=='('&&exp.elem[i]!=')') return FALSE; } } } if(StackEmpty(s)) return TRUE; else return FALSE; } 3.20③假设以二维数组g(1..m,1..n)表示一个图像 区域，g[i,j]表示该区域中点(i,j)所具颜色，其值 为从0到k的整数。编写算法置换点(i0,j0)所在区域的颜色。约定和(i0,j0)同色的上、下、左、右的邻 接点为同色区域的点。 实现下列函数： void ChangeColor(GTYPE g, int m, int n, char c, int i0, int j0); /* 在g[1..m][1..n]中，将元素g[i0][j0] */ /* 所在的同色区域的颜色置换为颜色c */ 表示图像区域的类型定义如下： typedef char GTYPE[m+1][n+1]; Stack是一个已实现的栈。 可使用的相关类型和函数： typedef int SElemType; // 栈Stack的元素类型 Status StackInit(Stack &s, int initsize); Status Push(Stack &s, SElemType e); Status Pop(Stack &s, SElemType &e); Status StackEmpty(Stack s); Status GetTop(Stack s, SElemType &e); void ChangeColor(GTYPE g, int m, int n, char c, int i0, int j0) /* 在g[1..m][1..n]中，将元素g[i0][j0] */ /* 所在的同色区域的颜色置换为颜色c */ { char color=g[i0][j0]; g[i0][j0]=c; if(i0-1>=1&&g[i0-1][j0]==color) ChangeColor(g,m,n,c,i0-1,j0); if(j0-1>=1&&g[i0][j0-1]==color) ChangeColor(g,m,n,c,i0,j0-1); if(i0+1<=m&&g[i0+1][j0]==color) ChangeColor(g,m,n,c,i0+1,j0); if(j0+1<=n&&g[i0][j0+1]==color) ChangeColor(g,m,n,c,i0,j0+1); } ◆3.21③假设表达式由单字母变量和双目四则运算算符构成。试写一个算法，将一个通常书写形式且书写正确的表达式转换为逆波兰式。 实现下列函数： char *RPExpression(char *e); /* 返回表达式e的逆波兰式*/ Stack是一个已实现的栈。 可使用的相关类型和函数： typedef char SElemType; // 栈Stack的元素类型Status InitStack(Stack &s); Status Push(Stack &s, SElemType e); Status Pop(Stack &s, SElemType &e); Status StackEmpty(Stack s); SElemType Top(Stack s); char *RPExpression(char *e) /* 返回表达式e的逆波兰式*/ { char *a; char i=0,j=0,m; Stack s; InitStack(s); a=(char*)malloc(sizeof(char)*20); while(e[i]!=0){ if(e[i]>='a'&&e[i]<='z'){ a[j]=e[i]; j++; } else if(e[i]=='(')Push(s,e[i]); else if(e[i]=='*'||e[i]=='/'){ if(GetTop(s,m)==ERROR)Push(s,e[i]); else if(m=='*'||m=='/'){ Pop(s,m); a[j++]=m; Push(s,e[i]); } else Push(s,e[i]); } else if(e[i]=='+'||e[i]=='-'){ if(GetTop(s,m)==ERROR)Push(s,e[i]); else if(m=='+'||m=='-'){ Pop(s,m); a[j++]=m; Push(s,e[i]); } else if(m=='*'||m=='/'){ Pop(s,m); a[j++]=m; if(GetTop(s,m)==ERROR)Push(s,e[i]); else{ if(m=='+'||m=='-'){ Pop(s,m); a[j++]=m; } Push(s,e[i]); } } else if(m=='(')Push(s,e[i]); } else if(e[i]==')'){ Pop(s,m); while(m!='('){ a[j++]=m; Pop(s,m); } } i++; } while(GetTop(s,m)!=ERROR){ Pop(s,m); a[j++]=m; } return a; 第1章绪论 1．简述下列概念：数据、数据元素、数据项、数据对象、数据结构、逻辑结构、存储结构、抽象数据类型。 答案： 数据：是客观事物的符号表示，指所有能输入到计算机中并被计算机程序处理的符号的总称。如数学计算中用到的整数和实数，文本编辑所用到的字符串，多媒体程序处理的图形、图像、声音、动画等通过特殊编码定义后的数据。 数据元素：是数据的基本单位，在计算机中通常作为一个整体进行考虑和处理。在有些情况下，数据元素也称为元素、结点、记录等。数据元素用于完整地描述一个对象，如一个学生记录，树中棋盘的一个格局（状态）、图中的一个顶点等。 数据项：是组成数据元素的、有独立含义的、不可分割的最小单位。例如，学生基本信息表中的学号、姓名、性别等都是数据项。 数据对象：是性质相同的数据元素的集合，是数据的一个子集。例如：整数数据对象是集合N={0，±1，±2，…}，字母字符数据对象是集合C={‘A’，‘B’，…，‘Z’，‘a’，‘b’，…，‘z’}，学生基本信息表也可是一个数据对象。 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。换句话说，数据结构是带“结构”的数据元素的集合，“结构”就是指数据元素之间存在的关系。 逻辑结构：从逻辑关系上描述数据，它与数据的存储无关，是独立于计算机的。因此，数据的逻辑结构可以看作是从具体问题抽象出来的数学模型。 存储结构：数据对象在计算机中的存储表示，也称为物理结构。 抽象数据类型：由用户定义的，表示应用问题的数学模型，以及定义在这个模型上的一组操作的总称。具体包括三部分：数据对象、数据对象上关系的集合和对数据对象的基本操作的集合。 2．试举一个数据结构的例子，叙述其逻辑结构和存储结构两方面的含义和相互关系。 答案： 例如有一张学生基本信息表，包括学生的学号、姓名、性别、籍贯、专业等。每个学生基本信息记录对应一个数据元素，学生记录按顺序号排列，形成了学生基本信息记录的线性序列。对于整个表来说，只有一个开始结点(它的前面无记录)和一个终端结点(它的后面无记录)，其他的结点则各有一个也只有一个直接前趋和直接后继。学生记录之间的这种关系就确定了学生表的逻辑结构，即线性结构。 这些学生记录在计算机中的存储表示就是存储结构。如果用连续的存储单元(如用数组表示)来存放这些记录，则称为顺序存储结构；如果存储单元不连续，而是随机存放各个记录，然后用指针进行链接，则称为链式存储结构。 即相同的逻辑结构，可以对应不同的存储结构。 3．简述逻辑结构的四种基本关系并画出它们的关系图。 答案： （1）集合结构 数据元素之间除了“属于同一集合”的关系外，别无其他关系。例如，确定一名学生是否为班级成员，只需将班级看做一个集合结构。 （2）线性结构 数据元素之间存在一对一的关系。例如，将学生信息数据按照其入学报到的时间先后顺序进行排列，将组成一个线性结构。 （3）树结构 国家开放大学，数据结构（本），形考作业2 1 . 若让元素1，2，3依次进栈，则出栈顺序不可能为（ A ）。 选择一项： A. 3，1，2 B. 2，1，3 C. 1，3，2 D. 3，2，1 2.一个队列的入队序列是1，2，3，4。则队列的输出序列是（）。 选择一项： A. 3，2，4，1 B. 1，4，3，2 C. 1，2，3，4 D. 4，3，2，1 3.向顺序栈中压入新元素时，应当（）。 选择一项： A. 先存入元素，再移动栈顶指针 B. 先移动栈顶指针，再存入元素 C. 同时进行 D. 先后次序无关紧要 4.在一个栈顶指针为top的链栈中，将一个p指针所指的结点入栈，应执行（）。 选择一项： A. p->next=top->next;top->next=p; B. p->next=top->next;top=top->next; C. top->next=p; D. p->next=top;top=p; 5.在一个栈顶指针为top的链栈中删除一个结点时，用 x保存被删结点的值，则执行（）。选择一项： A. x=top;top=top->next; B. x=top->data; C. top=top->next;x=top->data; D. x=top->data;top=top->next; 6.判断一个顺序队列（最多元素为m）为空的条件是（）。 选择一项： A. rear=m B. front==rear+1 C. front==rear D. rear==m-1 7. 判断一个循环队列为满的条件是（）。 选择一项： A. (rear+1)%MaxSize==front B. front==rear+1 C. rear=MaxSize D. rear%MaxSize= =front 8. 判断栈满（元素个数最多n个）的条件是（）。 书面作业练习题 李英龙 湖南科技大学数学与计算科学学院 内容简介 在习题部分，既有选择题、判断题，也有用图表解答的练习题、算法设计题或综合解答分析题。并且配有部分练习题的答案供学生自学、练习、参考。 目录 书面作业练习题 习题一绪论 -------------------------------------------------------------3 习题二顺序表示（线性表、栈和队列）-----------------------------------------6 习题三链表（线性表、栈和队列）---------------------------------------------9 习题四串-----------------------------------------------------------------12 习题五数组 --------------------------------------------------------------13 习题六树与二叉树 -------------------------------------------------------15 习题七图-----------------------------------------------------------------24 习题八查找---------------------------------------------------------------30 习题九排序---------------------------------------------------------------33 习题1 一、单项选择题 A1.数据结构是指（）。 A.数据元素的组织形式 B.数据类型 C.数据存储结构 D.数据定义 C2.数据在计算机存储器内表示时，物理地址与逻辑地址不相同的，称之为（）。 A.存储结构 B.逻辑结构 C.链式存储结构 D.顺序存储结构 D3.树形结构是数据元素之间存在一种（）。 A.一对一关系 B.多对多关系 C.多对一关系 D.一对多关系 B4.设语句x++的时间是单位时间，则以下语句的时间复杂度为（）。 for(i=1; i<=n; i++) for(j=i; j<=n; j++) x++; A.O(1) B.O(2n) C.O(n) D.O(3n) CA5.算法分析的目的是（1），算法分析的两个主要方面是（2）。 （1） A.找出数据结构的合理性 B.研究算法中的输入和输出关系 C.分析算法的效率以求改进 D.分析算法的易懂性和文档性 （2） A.空间复杂度和时间复杂度 B.正确性和简明性 C.可读性和文档性 D.数据复杂性和程序复杂性 6.计算机算法指的是（1），它具备输入，输出和（2）等五个特性。 （1） A.计算方法 B.排序方法 C.解决问题的有限运算序列 D.调度方法 （2） A.可行性，可移植性和可扩充性 B.可行性，确定性和有穷性 C.确定性，有穷性和稳定性 D.易读性，稳定性和安全性 7.数据在计算机内有链式和顺序两种存储方式，在存储空间使用的灵活性上，链式存储比顺序存储要（）。 A.低 B.高 C.相同 D.不好说 8.数据结构作为一门独立的课程出现是在（）年。 A.1946 B.1953 C.1964 D.1968 9.数据结构只是研究数据的逻辑结构和物理结构，这种观点（）。 A.正确 B.错误 C.前半句对，后半句错 D.前半句错，后半句对 数据结构练习题 习题1 绪论 1.1 单项选择题 1. 数据结构是一门研究非数值计算的程序设计问题中,数据元素的①、数据信息在计算机中的②以及一组相关的运算等的课程。 ① A．操作对象Ｂ．计算方法Ｃ．逻辑结构Ｄ．数据映象 ② A．存储结构Ｂ．关系Ｃ．运算Ｄ．算法 2. 数据结构DS(Data Struct)可以被形式地定义为DS=（D，R），其中D是①的有限集合，R是D上的②有限集合。 ① A．算法Ｂ．数据元素Ｃ．数据操作Ｄ．数据对象 ② A．操作Ｂ．映象Ｃ．存储Ｄ．关系 3. 在数据结构中，从逻辑上可以把数据结构分成。 A．动态结构和静态结构Ｂ．紧凑结构和非紧凑结构 Ｃ．线性结构和非线性结构Ｄ．内部结构和外部结构 4. 算法分析的目的是①，算法分析的两个主要方面是②。 ① A. 找出数据结构的合理性 B. 研究算法中的输入和输出的关系 C. 分析算法的效率以求改进 D. 分析算法的易懂性和文档性 ② A. 空间复杂性和时间复杂性 B. 正确性和简明性 C. 可读性和文档性 D. 数据复杂性和程序复杂性 5. 计算机算法指的是①，它必具备输入、输出和②等五个特性。 ① A. 计算方法 B. 排序方法 C. 解决问题的有限运算序列 D. 调度方法 ② A. 可行性、可移植性和可扩充性 B. 可行性、确定性和有穷性 C. 确定性、有穷性和稳定性 D. 易读性、稳定性和安全性 1.2 填空题（将正确的答案填在相应的空中） 1. 数据逻辑结构包括、和三种类型，树形结构和图形结构合称为。 2. 在线性结构中，第一个结点前驱结点，其余每个结点有且只有个前驱结点；最后一个结点后续结点，其余每个结点有且只有个后续结点。 3. 在树形结构中，树根结点没有结点，其余每个结点有且只有个直接前驱结点，叶子结点没有结点，其余每个结点的直接后续结点可以。 4. 在图形结构中，每个结点的前驱结点数和后续结点数可以。 5. 线性结构中元素之间存在关系，树形结构中元素之间存在关系，图形结构中元素之间存在关系。 6. 算法的五个重要特性是__ __ , __ __ , ___ _ , __ __ , _ ___。 7. 分析下面算法（程序段），给出最大语句频度，该算法的时间复杂度是__ __。 for (i=0;i 东北农业大学网络教育学院 数据结构作业题（一） 一、选择题（每题2分，共20分） 1．在一个长度为n的顺序表的任一位置插入一个新元素的渐进时间复杂度为（）。 A、O(n) B、O (n/2) C、O (1) D、O (n2) 2．带头结点的单链表first为空的判定条件是（）。 A、first == NULL; B、first->link == NULL; C、first->link == first; D、first != NULL; 3．在一棵树中，（）没有前驱结点。 A、分支结点 B、叶结点 C、树根结点 D、空结点 4．在有向图中每个顶点的度等于该顶点的（）。 A、入度 B、出度 C、入度与出度之和 D、入度与出度之差 5．对于长度为9的有序顺序表，若采用折半搜索，在等概率情况下搜索成功的平均搜索长度为（）的值除以9。 A、20 B、18 C、25 D、22 6．下列程序段的时间复杂度为（）。 s=0； for(i=1；i 形考作业一 题目1 把数据存储到计算机中，并具体体现数据元素间的逻辑结构称为（）。 选择一项： A. 逻辑结构 B. 给相关变量分配存储单元 C. 算法的具体实现 D. 物理结构 题目2 下列说法中，不正确的是（）。 选择一项： A. 数据可有若干个数据元素构成 B. 数据元素是数据的基本单位 诃C.数据项是数据中不可分割的最小可标识单位 产_D.数据项可由若干个数据元素构成 题目3 一个存储结点存储一个（）。 选择一项： A. 数据结构 B. 数据类型 C. 数据项 i_D.数据元素 题目4 数据结构中，与所使用的计算机无关的是数据的（）。 选择一项： 题目5 下列的叙述中，不属于算法特性的是（选 ）°择一项： A. 有穷性 B. 可行性 * C.可读性 D. 输入性 题目6 正确 获得2.00分中的2.00分 ◎ A.研究算法中的输入和输出的关系 B. 分析算法的易懂性和文档性 I 圏 C.分析算法的效率以求改进 D.找出数据结构的合理性 题目7 算法指的是（ ）。 选择一项： A. 排序方法 B. 解决问题的计算方法 C. 计算机程序 * D.解决问题的有限运算序列 题目8 算法的时间复杂度与（ 选择一项： A. 所使用的计算机 因B.数据结构 D. i 题目10 设有一个长度为n 的顺序表，要删除第i 个元素移动元素的个数为（ ）。 选择一项： ）有关。 D. 计算机的操作系统 题目9 设有一个长度为n 的顺序表，要在第i 个元素之前（也就是插入元素作为新表的第 i 个元 素），插入一个元素，则移动元素个数为（ ）。 选择一项: A. n-i+1 3 B. n-i-1 rj C. n-i C.算法本身 复习题（一） 一．填空题（每空1分，共15分） 1.一个算法的效率可分为___________________效率和___________________效率。 2.__________________是被限定为只能在表的一端进行插入运算，在表的另一端 进行删除运算的线性表。 3.设S=“A;/document/Mary.doc”，则strlen(S)= _______________，“/”的字符定位 的位置为_______________。 4.设数组a[1…60, 1…70]的基地址为2048，每个元素占2个存储单元，若以列 序为主序顺序存储，则元素a[32,58]的存储地址为_______________。 5.一棵深度为6的满二叉树有_______________个分支结点和_______________个 叶子。 6.用5个权值{3, 2, 4, 5, 1}构造的哈夫曼（Huffman）树的带权路径长度 是。 7.设有一稀疏图G，则G采用存储较省空间。 8.快速排序算法是对算法的一种改进。 9.在数据的存放无规律而言的线性表中进行检索的最佳方法 是。 10.大多数排序算法都有两个基本的操作： 和。 11.设要将序列（Q, H, C, Y, P, A, M, S, R, D, F, X）中的关键码按字母序的升序重 新排列，则：快速排序一趟扫描的结果是。 二．选择题（每题2分，共30分） （）1．数据在计算机存储器内表示时，物理地址与逻辑地址相同并且是连续的，称之为： （A）存储结构（B）逻辑结构（C）顺序存储结构（D）链式存储结构 （）2. 向一个有127个元素的顺序表中插入一个新元素并保持原来顺序不变，平均要 《数据结构》填空作业题答案 第 1 章绪论（已校对无误） 1．数据结构包括数据的逻辑结构、数据的存储结构和数据的运算三方面的内容。 2．程序包括两个内容：数据结构和算法。 3.数据结构的形式定义为：数据结构是一个二元组：Data Structure =（ D， S）。 4.数据的逻辑结构在计算机存储器内的表示，称为数据的存储结构。 5.数据的逻辑结构可以分类为线性结构和非线性结构两大类。 6.在图状结构中，每个结点的前驱结点数和后继结点数可以有多个。 7.在树形结构中，数据元素之间存在一对多的关系。 8.数据的物理结构，指数据元素在计算机中的标识（映象），也即存储结构。 9.数据的逻辑结构包括线性结构、树形结构和图形结构 3 种类型，树型结构和有向 图结构合称为非线性结构。 10. 顺序存储结构是把逻辑上相邻的结点存储在物理上连续的存储单元里，结点之间的逻辑 关系由存储单元位置的邻接关系来体现。 11. 链式存储结构是把逻辑上相邻的结点存储在物理上任意的存储单元里，节点之间的逻辑 关系由附加的指针域来体现。 12.数据的存储结构可用 4 种基本的存储方法表示，它们分别是顺序存储、链式存储、索引存储和散列存储。 13. 线性结构反映结点间的逻辑关系是一对一的，非线性结构反映结点间的逻辑关系是一对多或多对多。 14.数据结构在物理上可分为顺序存储结构和链式存储结构。 15. 我们把每种数据结构均视为抽象类型，它不但定义了数据的表示方式，还给出了处理数 据的实现方法。 16.数据元素可由若干个数据项组成。 17.算法分析的两个主要方面是时间复杂度和空间复杂度。 18.一个算法的时间复杂度是用该算法所消耗的时间的多少来度量的，一个算法的空间复杂 度是用该算法在运行过程中所占用的存储空间的大小来度量的。 19.算法具有如下特点：有穷性、确定性、可行性、输入、输出。 20. 对于某一类特定的问题，算法给出了解决问题的一系列操作，每一操作都有它的确切 的定义，并在有穷时间内计算出结果。 21. 下面程序段的时间复杂度为㏒ 3n 。 1 数据结构习题集答案 第1章绪论 1.1 简述下列术语：数据，数据元素、数据对象、数据结构、存储结构、数据类型和抽象数据类型。 解：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处理的符号的总称。 数据元素是数据的基本单位，在计算机程序中通常作为一个整体进行考虑和处理。 数据对象是性质相同的数据元素的集合，是数据的一个子集。 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。存储结构是数据结构在计算机中的表示。 数据类型是一个值的集合和定义在这个值集上的一组操作的总称。抽象数据类型是指一个数学模型以及定义在该模型上的一组操作。是对一般数据类型的扩展。 1.2 试描述数据结构和抽象数据类型的概念与程序设计语言中数据类型概念的区别。 解：抽象数据类型包含一般数据类型的概念，但含义比一般数据类型更广、更抽象。一般数据类型由具体语言系统内部定义，直接提供给编程者定义用户数据，因此称它们为预定义数据类型。抽象数据 类型通常由编程者定义，包括定义它所使用的数据和在这些数据上所进行的操作。在定义抽象数据类型中的数据部分和操作部分时，要求只定义到数据的逻辑结构和操作说明，不考虑数据的存储结构和操作的具体实现，这样抽象层次更高，更能为其他用户提供良好的使用接口。 1.3 设有数据结构(D,R)，其中 {}4,3,2,1d d d d D =，{}r R =，()()(){}4,3,3,2,2,1d d d d d d r = 试按图论中图的画法惯例画出其逻辑结构图。 解： 1.4 试仿照三元组的抽象数据类型分别写出抽象数据类型复数和有理数的定义（有理数是其分子、分母均为自然数且分母不为零的分数）。 解：ADT Complex{ 数据对象：D={r,i|r,i 为实数} 数据关系：R={ 习题1 一、单项选择题 1.数据结构是指（）。 A.数据元素的组织形式 B.数据类型 C.数据存储结构 D.数据定义 2.数据在计算机存储器内表示时，物理地址与逻辑地址不相同的，称之为（）。 A.存储结构 B.逻辑结构 C.链式存储结构 D.顺序存储结构 3.树形结构是数据元素之间存在一种（）。 A.一对一关系 B.多对多关系 C.多对一关系 D.一对多关系 4.设语句x++的时间是单位时间，则以下语句的时间复杂度为（）。 for(i=1; i<=n; i++) for(j=i; j<=n; j++) x++; A.O(1) B.O(2n) C.O(n) D.O(3n) 5.算法分析的目的是（1），算法分析的两个主要方面是（2）。 （1） A.找出数据结构的合理性 B.研究算法中的输入和输出关系 C.分析算法的效率以求改进 D.分析算法的易懂性和文档性 （2） A.空间复杂度和时间复杂度 B.正确性和简明性 C.可读性和文档性 D.数据复杂性和程序复杂性 6.计算机算法指的是（1），它具备输入，输出和（2）等五个特性。 （1） A.计算方法 B.排序方法 C.解决问题的有限运算序列 D.调度方法 （2） A.可行性，可移植性和可扩充性 B.可行性，确定性和有穷性 C.确定性，有穷性和稳定性 D.易读性，稳定性和安全性 7.数据在计算机内有链式和顺序两种存储方式，在存储空间使用的灵活性上，链式存储比顺序存储要（）。 A.低 B.高 C.相同 D.不好说 8.数据结构作为一门独立的课程出现是在（）年。 A.1946 B.1953 C.1964 D.1968 9.数据结构只是研究数据的逻辑结构和物理结构，这种观点（）。 A.正确 B.错误 C.前半句对，后半句错 D.前半句错，后半句对 1. 画出下图所示的无向图的邻接表。列出深度优先和广度优先搜索 遍历该图所的顶点序列和边的序列。 邻接表： 深度优先搜索：顶点序列：1 -2 -3- 4- 5 -6 边的序列：（1，2） （2，3） （3，4） （4，5） （5，6） 广度优先搜索：顶点序列：1 -2 -3 -6 -5-4 边的序列：（1，2） （1，3） （1，6） （1，5） （5，4） 2 已知以二维数组表示的图的邻接矩阵如下图所示。试分别画出自顶点1出发进 行遍历所得的深度优先生成树和广度优先生成树。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 2 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 3 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 4 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 5 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 6 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 7 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 5 2 4 6 3 8 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 9 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 10 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 解：邻接矩阵所表示的图如下： 自顶点1出发进行遍历所得的深度优先生成树： 自顶点1出发进行遍历所得的广度优先生成树： 3 请对下图的无向带权图 （1）写出它的邻接矩阵，并按普里母算法求其最小生成树。 （2）写出它的邻接表，并按克鲁斯卡尔算法求其最小生成树。 解：（1） 邻接矩阵： ∞ 4 3 ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ 4 ∞ 5 5 9 ∞ ∞ ∞ 3 5 ∞ 5 ∞ ∞ ∞ 5 ∞ 5 5 ∞ 7 6 5 4 ∞ 9 ∞ 7 ∞ 3 ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ 6 3 ∞ 2 ∞ ∞ ∞ ∞ 5 ∞ 2 ∞ 6 ∞ ∞ 5 4 ∞ ∞ 6 ∞ 普里母算法求得的最小生成树： 7 5 9 6 4 5 6 3 5 5 3 4 e d 2 5 c b h f g a "题目1：把数据存储到计算机中，并具体体现数据元素间的逻辑结构称为（）。: 逻辑结构 ; 算法的具体实现 ; 给相关变量分配存储单元 ; 物理结构" "题目2：下列说法中，不正确的是（）。 : 数据元素是数据的基本单位 ; 数据项可由若干个数据元素构成 ; 数据项是数据中不可分割的最小可标识单位 ; 数据可有若干个数据元素构成" "题目3：一个存储结点存储一个（）。 : 数据类型 ; 数据元素 ; 数据结构 ; 数据项" "题目4：数据结构中，与所使用的计算机无关的是数据的（）。 : 物理结构 ; 逻辑结构 ; 存储结构 ; 物理和存储结构" "题目5：在线性表的顺序结构中，以下说法正确的是（）。 : 数据元素是不能随机访问的 ; 逻辑上相邻的元素在物理位置上也相邻 ; 进行数据元素的插入、删除效率较高 ; 逻辑上相邻的元素在物理位置上不一定相邻" "题目6：对链表, 以下叙述中正确的是（）。 : 插入删除元素的操作一定要要移动结点 ; 不能随机访问任一结点 ; 可以通过下标对链表进行直接访问 ; 结点占用的存储空间是连续的" "题目7：下列的叙述中，不属于算法特性的是（）。 : 输入性 ; 可读性 ; 可行性 ; 有穷性" "题目8：算法的时间复杂度与（）有关。 : 数据结构 ; 计算机的操作系统 ; 所使用的计算机 ; 算法本身" "题目9：设有一个长度为n的顺序表，要在第i个元素之前（也就是插入元素作为新表的第i个元素），插入一个元素，则移动元素个数为（）。 : n-i+1 ; n-i-1 ; i ; n-i" "题目10：设有一个长度为n的顺序表，要删除第i个元素移动元素的个数为（）。 : n-i-1 ; n-i ; i ; n-i+1" "题目11：在一个单链表中，p、q分别指向表中两个相邻的结点，且q所指结点是p所指结点的直接后继，现要删除q所指结点，可用语句（）。 : p->next=q->next ; q->next=NULL ; p->next=q ; p=q->next" "题目12：在一个单链表中p所指结点之后插入一个s所指的结点时，可执行（）。 : s->next=p->next; p->next=s; ; p->next=s->next; ; p->next= s; s->next= p->next ; p=s->next" "题目13：非空的单向循环链表的尾结点满足（）（设头指针为head，指针p指向尾结点）。 : p== head ; p->next==NULL ; p->next==head ; p==NULL" "题目14：链表不具有的特点是（）。 : 插入删除不需要移动元素 ; 不必事先估计存储空间 ; 逻辑上相邻的元素在物理位置上不一定相邻 ; 可随机访问任一元素" "题目15：带头结点的链表为空的判断条件是（）（设头指针为head）。 : head->next==head ; head->next==NULL ; head!=NULL ; head ==NULL" "题目16：在一个长度为n的顺序表中为了删除第5个元素，由第6个元素开始从后到前依次移动了15个元素。则原顺序表的长度为（）。 : 19 ; 21 ; 25 1．数据的最小单位是（ A ）。 (A) 数据项(B) 数据类型(C) 数据元素(D) 数据变量 2．下面关于线性表的叙述错误的是（D）。 (A) 线性表采用顺序存储必须占用一片连续的存储空间 (B) 线性表采用链式存储不必占用一片连续的存储空间 (C) 线性表采用链式存储便于插入和删除操作的实现 (D) 线性表采用顺序存储便于插入和删除操作的实现 3．设顺序循环队列Q[0：M-1]的头指针和尾指针分别为F和R，头指针F总是指向队头元素的前一位置，尾指针R总是指向队尾元素的当前位置，则该循环队列中的元素个数为（C）。 (A) R-F (B) F-R (C) (R-F+M)％M (D) (F-R+M)％M 4．设某棵二叉树的中序遍历序列为ABCD，前序遍历序列为CABD，则后序遍历该二叉树得到序列为（A）。 (A) BADC(B)BCDA (C) CDAB (D) CBDA 5．设某棵二叉树中有2000个结点，则该二叉树的最小高度为（C）。 (A) 9 (B) 10 (C) 11(D) 12 6．下面程序的时间复杂为（B） for（i=1，s=0；i<=n；i++）{t=1；for(j=1；j<=i；j++) t=t*j；s=s+t；} (A) O(n) (B) O(n2)(C) O(n3) (D) O(n4) 7．设指针变量p指向单链表中结点A，若删除单链表中结点A，则需要修改指针的操作序列为（C）。 (A) q=p->next；p->data=q->data；p->next=q->next；free(q)； (B) q=p->next；q->data=p->data；p->next=q->next；free(q)； (C) q=p->next；p->next=q->next；free(q)； (D) q=p->next；p->data=q->data；free(q)； 8．设一维数组中有n个数组元素，则读取第i个数组元素的平均时间复杂度为（C ）。 (A)O(n) (B) O(nlog2n) (C) O(1)(D) O(n2) 9．设一棵二叉树的深度为k，则该二叉树中最多有（D ）个结点。 (A) 2k-1 (B) 2k(C) 2k-1(D) 2k-1 10．设用链表作为栈的存储结构则退栈操作（ B ）。 (A) 必须判别栈是否为满(B) 必须判别栈是否为空 (C) 判别栈元素的类型(D) 对栈不作任何判别 11．函数substr(“DATASTRUCTURE”，5，9)的返回值为（A ）。 (A) “STRUCTURE”(B) “DATA” (C) “ASTRUCTUR”(D) “DATASTRUCTURE” 12．设某二叉树中度数为0的结点数为N0，度数为1的结点数为N l，度数为2的结点数为N2，则下列等式成立的是（ C）。 (A) N0=N1+1 (B) N0=N l+N2(C) N0=N2+1(D) N0=2N1+l 13．设二叉树的先序遍历序列和后序遍历序列正好相反，则该二叉树满足的条件是（B ）。 (A) 空或只有一个结点(B) 高度等于其结点数 (C) 任一结点无左孩子(D) 任一结点无右孩子 14. 深度为k的完全二叉树中最少有（ B ）个结点。 (A) 2k-1-1 (B) 2k-1(C) 2k-1+1(D) 2k-1 1-1什么是数据? 它与信息是什么关系? 【解答】 什么是信息？广义地讲，信息就是消息。宇宙三要素（物质、能量、信息）之一。它是现实世界各种事物在人们头脑中的反映。此外，人们通过科学仪器能够认识到的也是信息。信息的特征为：可识别、可存储、可变换、可处理、可传递、可再生、可压缩、可利用、可共享。 什么是数据？因为信息的表现形式十分广泛，许多信息在计算机中不方便存储和处理，例如，一个大楼中4部电梯在软件控制下调度和运行的状态、一个商店中商品的在库明细表等，必须将它们转换成数据才能很方便地在计算机中存储、处理、变换。因此，数据(data)是信息的载体，是描述客观事物的数、字符、以及所有能输入到计算机中并被计算机程序识别和处理的符号的集合。在计算机中，信息必须以数据的形式出现。 1-2什么是数据结构? 有关数据结构的讨论涉及哪三个方面? 【解答】 数据结构是指数据以及相互之间的关系。记为：数据结构= { D, R }。其中，D是某一数据对象，R是该对象中所有数据成员之间的关系的有限集合。 有关数据结构的讨论一般涉及以下三方面的内容： ①数据成员以及它们相互之间的逻辑关系，也称为数据的逻辑结构，简称为数据结构； ②数据成员极其关系在计算机存储器内的存储表示，也称为数据的物理结构，简称为存储结构； ③施加于该数据结构上的操作。 数据的逻辑结构是从逻辑关系上描述数据，它与数据的存储不是一码事，是与计算机存储无关的。因此，数据的逻辑结构可以看作是从具体问题中抽象出来的数据模型，是数据的应用视图。数据的存储结构是逻辑数据结构在计算机存储器中的实现（亦称为映像），它是依赖于计算机的，是数据的物理视图。数据的操作是定义于数据逻辑结构上的一组运算，每种数据结构都有一个运算的集合。例如搜索、插入、删除、更新、排序等。 1-3数据的逻辑结构分为线性结构和非线性结构两大类。线性结构包括数组、链表、栈、 队列、优先级队列等; 非线性结构包括树、图等、这两类结构各自的特点是什么？ 【解答】 线性结构的特点是：在结构中所有数据成员都处于一个序列中，有且仅有一个开始成员和一个终端成员，并且所有数据成员都最多有一个直接前驱和一个直接后继。例如，一维数组、线性表等就是典型的线性结构 非线性结构的特点是：一个数据成员可能有零个、一个或多个直接前驱和直接后继。例如，树、图或网络等都是典型的非线性结构。 1-4．什么是抽象数据类型？试用C++的类声明定义“复数”的抽象数据类型。要求 (1) 在复数内部用浮点数定义它的实部和虚部。 (2) 实现3个构造函数：缺省的构造函数没有参数；第二个构造函数将双精度浮点数赋给复数的实部，虚部置为0；第三个构造函数将两个双精度浮点数分别赋给复数的实部和虚部。 (3) 定义获取和修改复数的实部和虚部，以及+、-、*、/等运算的成员函数。 数据结构（本）形考作业1参考答案: 一、单项选择题 1．C 2．D 3．C 4．C 5．D 6．C 7．C 8．C 9．A 10．B 二、填空题 1．n-i+1 2．n-i 3.集合、线性表、树、图 4. 存储结构、物理结构 5.线性表图 6. 有穷性、确定性、可行性、有输入、有输出 7. 图 8.树 9. 线性表 10． n-1 O(n) 11．s->next=p->next; 12．head 13．q->next=p->next; 14．p->next=head; 15．单链表 16．顺序存储链式存储 17．存储结构 18.两个后继结点前驱结点尾结点头结点 19．指向头结点的指针指向第一个结点的指针 20．链式链表 三、问答题 1．简述数据的逻辑结构和存储结构的区别与联系，它们如何影响算法的设计与实现？ 答：若用结点表示某个数据元素，则结点与结点之间的逻辑关系就称为数据的逻辑结构。数据在计算机中的存储表示称为数据的存储结构。可见，数据的逻辑结构是反映数据之间的固有关系，而数据的存储结构是数据在计算机中的存储表示。尽管因采用的存储结构不同，逻辑上相邻的结点，其物理地址未必相同，但可通过结点的内部信息，找到其相邻的结点，从而保留了逻辑结构的特点。采用的存储结构不同，对数据的操作在灵活性，算法复杂度等方面差别较大。 2．解释顺序存储结构和链式存储结构的特点，并比较顺序存储结构和链式存储结构的优缺点。 答：顺序结构存储时，相邻数据元素的存放地址也相邻，即逻辑结构和存储结构是统一的，，要求内存中存储单元的地址必须是连续的。 优点：一般情况下，存储密度大，存储空间利用率高。 缺点：（1）在做插入和删除操作时，需移动大量元素；（2）由于难以估计，必须预先分配较大的空间，往往使存储空间不能得到充分利用；（3）表的容量难以扩充。 链式结构存储时，相邻数据元素可随意存放，所占空间分为两部分，一部分存放结点值，另一部分存放表示结点间关系的指针。 优点：插入和删除元素时很方便，使用灵活。 数据结构练习题及参考答案 《数据结构》练习题 一、解答题（共50分） 1、（8分）假设用于通讯的电文字符集及其出现的频率如下表所 请为这8个字符设计哈夫曼编码，并画出其哈夫曼树，计算 WPL。 2.（8分）若一棵二叉树中序遍历和后序遍历序列分别为： DBEHGAFIC和DHGEBIFCA。试画出这棵二叉树，并写出其 先序遍历和层序遍历序列。 3.（16分）以下无向网络以邻接表为存储结构（假设邻接表的 顶点表按字母a、b、c、d、e、f、g、h的顺序依次存储，邻接表 的边表结点按顶点的下标由小到大链接）。请画出其邻接表，并 写出从顶点f出发，分别进行深度和广度优先遍历的序列，写出用Prime方法从顶点c 开始产生最小生成树的边的序列。 4.（8分）已知键值序列为(44，39，67，25，52，59，43，84，54，58，15，26，12，73，92，69)，取填充因子α=0.8，采用线性探查法处理冲突，试构造散列表。 ⒌（5分）已知一组记录为(67,88,15,12,60,37,7,31,45,81)，用希尔排序方法进行排序，d1=5,d2=3,d3=1,则第二趟的排序结果是（）。 ⒍（5分）已知一组记录为(67,88,15,12,60,37,7,31,45,81) ，用堆（大根堆）排序方法进 行排序，第一趟的排序结果是（）。 二、完善程序（共20分，每空2分） 1.假设一组递减有序的原始数据存储在数组r中，存放元素的下标下限为low,下标上限为high,以下是在数组中查找数值为k的折半查找算法。请填空完善程序。 int BinSearch(int r[ ], int low,int high,int k) { int l,h,m; l= low; h= high; while ( ⑴) { m= ⑵; if (k < r[m]) ⑶; else if (k > r[m]) ⑷; else return m; } return 0; } 2. 以下程序功能是将数组r中，从下标first到end之间的元素进行快速排序的分区。请填空，完善程序。 int Partition(int r[ ], int first, int end) { int i,j,t; i=first; j=end; //初始化 while ( ⑸) { while (i 第 1 章绪论 课后习题讲解 1. 填空 ⑴（）是数据的基本单位，在计算机程序中通常作为一个整体进行考虑和处理。 【解答】数据元素 ⑵（）是数据的最小单位，（）是讨论数据结构时涉及的最小数据单位。 【解答】数据项，数据元素 【分析】数据结构指的是数据元素以及数据元素之间的关系。 ⑶从逻辑关系上讲，数据结构主要分为（）、（）、（）和（）。 【解答】集合，线性结构，树结构，图结构 ⑷数据的存储结构主要有（）和（）两种基本方法，不论哪种存储结构，都要存储两方面的内容：（）和（）。 【解答】顺序存储结构，链接存储结构，数据元素，数据元素之间的关系 ⑸算法具有五个特性，分别是（）、（）、（）、（）、（）。 【解答】有零个或多个输入，有一个或多个输出，有穷性，确定性，可行性 ⑹算法的描述方法通常有（）、（）、（）和（）四种，其中，（）被称为算法语言。 【解答】自然语言，程序设计语言，流程图，伪代码，伪代码 ⑺在一般情况下，一个算法的时间复杂度是（）的函数。 【解答】问题规模 ⑻设待处理问题的规模为n，若一个算法的时间复杂度为一个常数，则表示成数量级的形式为（），若为n*log25n，则表示成数量级的形式为（）。 【解答】Ο(1)，Ο(nlog2n) 【分析】用大O记号表示算法的时间复杂度，需要将低次幂去掉，将最高次幂的系数去掉。 2. 选择题 ⑴顺序存储结构中数据元素之间的逻辑关系是由（）表示的，链接存储结构中的数据元素之间的逻辑关系是由（）表示的。 A 线性结构 B 非线性结构 C 存储位置 D 指针 【解答】C，D 【分析】顺序存储结构就是用一维数组存储数据结构中的数据元素，其逻辑关系由存储位置（即元素在数组中的下标）表示；链接存储结构中一个数据元素对应链表中的一个结点，元素之间的逻辑关系由结点中的指针表示。 填空题（10 * 1’ = 10’） 一、概念题 .当对一个线性表经常进行的是插入和删除操作时，采用链式存储结构为宜。 .当对一个线性表经常进行的是存取操作，而很少进行插入和删除操作时，最好采用顺序存储结构。 .带头结点的单链表L中只有一个元素结点的条件是L->Next->Next==Null。 .循环队列的引入，目的是为了克服假溢出。 .长度为0的字符串称为空串。 .组成串的数据元素只能是字符。 .设T和P是两个给定的串，在T中寻找等于P的子串的过程称为模式匹配，又称P为模式。 .为了实现图的广度优先搜索，除一个标志数组标志已访问的图的结点外，还需要队列存放被访问的结点实现遍历。 .广义表的深度是广义表中括号的重数 .有向图G可拓扑排序的判别条件是有无回路。 .若要求一个稠密图的最小生成树，最好用Prim算法求解。 . 直接定址法法构造的哈希函数肯定不会发生冲突。 .排序算法所花费的时间，通常用在数据的比较和交换两大操作。 .通常从正确性﹑可读性﹑健壮性﹑时空效率等几个方面评价算法的（包括程序）的质量。 .对于给定的n元素，可以构造出的逻辑结构有集合关系﹑线性关系树形关系﹑图状关系四种。 .存储结构主要有顺序存储﹑链式存储﹑索引存储﹑散列存储四种。 .抽象数据类型的定义仅取决于它的一组逻辑特性，而与存储结构无关，即不论其内部结构如何变化，只要它的数学特性不变，都不影响其外部使用。 .一个算法具有五大特性：有穷性﹑确定性﹑可行性，有零个或多个输入﹑有一个或多个输入。 .在双向链表结构中，若要求在p指针所指的结点之前插入指针为s所指的结点，则需执行下列语句：s->prior= p->prior; s->next= p; p->prior- next= s; p->prior= s;。 .在单链表中设置头结点的作用是不管单链表是否为空表，头结点的指针均不空，并使得对单链表的操作（如插入和删除）在各种情况下统一。 .队列是限制在表的一端进行插入和在另一端进行删除的线性表，其运算遵循先进先出原则。 .栈是限定尽在表位进行插入或删除操作的线性表。 .在链式队列中，判定只有一个结点的条件是(Q->rear==Q->front)&&(Q->rear!=NULL)。 .已知链队列的头尾指针分别是f和r，则将x入队的操作序列是node *p=(node *)malloc(node); p->next=x; p->next=NULL; if(r) {r->next=p; r=p;} else {r=p; f=p;}。 .循环队列的满与空的条件是(rear+1)%MAXSIZE==fornt和(front=-1&&rear+1==MAXSIZE)。 .串是一种特殊的线性表，其特殊性表现在数据元素都是由字符组成。 .字符串存储密度是串值所占存储位和实际分配位的比值，在字符串的链式存储结构中其结点大小是可变的。 .所谓稀疏矩阵指的是矩阵中非零元素远远小于元素总数，则称该矩阵为矩阵中非零元素远远小于元素总数，则称该矩阵为稀疏矩阵。 .一维数组的逻辑结构是线性结构，存储结构是顺序存储结构；对二维或多维数组，分别按行优先和列优先两种不同的存储方式。 .在有向图的邻接矩阵表示中，计算第i个顶点入度的方法是求邻接矩阵中第i列非0元素的个数。 网中，结点表示活动，边表示活动之间的优先关系，AOE网中，结点表示事件，边表示活动。 .按排序过程中依据不同原则对内部排序方法进行分类，主要有选择排序﹑交换排序﹑插入排序归并排序等4类。 .在堆排序、快速排序和归并排序中若只从排序结果的稳定性考虑，则应选择归并排序方法；若只从平均情况下排序最快考虑，则应选择快速排序方法；若只从最坏情况下排序最快且要节省类存考虑，则应选择堆排序方法。 .直接插入排序用监视哨的作用是存当前要的插入记录，可又省去查找插入位置时对是否出界的判断。 .设表中元素的初始状态是按键值递增的，则直接插入排序最省时间，快速排序最费时间。 .下列程序判断字符串s是否对称，对称则返回1，否则返回0；如?(“abba”)返回1，?（”abab”）返回0. Int f (char*s) { Int i=0,j=0; 求串长*/《数据结构》课后习题答案
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