数据结构例题解析(1)
数据结构各章习题和答案解析

数据结构习题及解答第1章 概述【例1-1】分析以下程序段的时间复杂度。
for(i=0;i<n;i++)for(j=0;j<m;j++)A[i][j]=0; 解:该程序段的时间复杂度为O(m*n)。
【例1-2】分析以下程序段的时间复杂度。
i=s=0; ①while(s<n){ i++; ② s+=i; ③}解:语句①为赋值语句,其执行次数为1次,所以其时间复杂度为O(1)。
语句②和语句③构成while 循环语句的循环体,它们的执行次数由循环控制条件中s 与n 的值确定。
假定循环重复执行x 次后结束, 则语句②和语句③各重复执行了x 次。
其时间复杂度按线性累加规则为O(x)。
此时s 与n 满足关系式:s ≥n ,而s=1+2+3+…+x 。
所以有:1+2+3+…+x ≥n ,可以推出: x=n n 241212811+±-=+±-x 与n 之间满足x=f(n ),所以循环体的时间复杂度为O(n ),语句①与循环体由线性累加规则得到该程序段的时间复杂度为O(n )。
【例1-3】分析以下程序段的时间复杂度。
i=1; ① while(i<=n)i=2*i; ②解:其中语句①的执行次数是1,设语句②的执行次数为f(n),则有:n n f ≤)(2。
得:T(n)=O(n2 log)【例1-4】有如下递归函数fact(n),分析其时间复杂度。
fact(int n){ if(n<=1)return(1); ①elsereturn(n*fact(n-1)); ②}解:设fact(n)的运行时间函数是T(n)。
该函数中语句①的运行时间是O(1),语句②的运行时间是T(n-1)+ O(1),其中O(1)为常量运行时间。
由此可得fact(n)的时间复杂度为 O(n)。
习题1一、单项选择题1. 数据结构是指(1. A )。
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(2. C )。
《数据结构基础教程》习题及解答

《数据结构基础教程》习题及解答数据结构基础教程习题及解答第一章:数据结构简介1.1 什么是数据结构?数据结构是指相互之间存在一种或多种特定关系的数据元素的集合,包括数据的逻辑结构、物理结构和数据元素之间的运算。
1.2 数据的逻辑结构有哪些?数据的逻辑结构包括线性结构、树形结构和图状结构。
1.3 数据的物理结构有哪些?数据的物理结构包括顺序存储结构和链式存储结构。
1.4 数据结构的主要目标是什么?数据结构的主要目标是提高数据的存储效率和运算效率。
第二章:线性表2.1 线性表的定义线性表是由n(≥0)个数据元素组成的有限序列。
线性表是一种常见的数据结构,常用的实现方式包括数组和链表。
2.2 线性表的顺序存储结构线性表的顺序存储结构是将线性表中的元素存储在连续的存储空间中,通过元素在内存中的物理位置来表示元素之间的关系。
2.3 线性表的链式存储结构线性表的链式存储结构是通过指针将线性表中的元素连接在一起,每个元素包括数据域和指针域。
2.4 线性表的基本操作包括初始化线性表、插入元素、删除元素、查找元素等。
第三章:栈与队列3.1 栈的定义与特性栈是一种具有后进先出特性的线性表,只允许在一端进行插入和删除操作,被称为栈顶。
3.2 栈的顺序存储结构和链式存储结构栈的顺序存储结构和链式存储结构与线性表的存储结构类似,不同之处在于栈只允许在一端进行插入和删除操作。
3.3 栈的应用栈在表达式求值、函数调用和递归等场景中有广泛应用。
3.4 队列的定义与特性队列是一种具有先进先出特性的线性表,允许在一端插入元素,在另一端删除元素。
3.5 队列的顺序存储结构和链式存储结构队列的顺序存储结构和链式存储结构与线性表的存储结构类似,不同之处在于队列允许在一端插入元素,在另一端删除元素。
3.6 队列的应用队列在模拟排队系统、操作系统进程调度等场景中有广泛应用。
第四章:树与二叉树4.1 树的基本概念树是由n(≥0)个节点组成的有限集合,其中有一个称为根节点,除了根节点之外的其余节点被分为m(m≥0)个互不相交的集合,每个集合本身又是一棵树。
数据结构习题和答案及解析

数据结构习题和答案及解析数据结构是计算机科学中非常重要的一个领域,它关注数据的存储、组织和管理方式。
在学习数据结构的过程中,遇到习题是必不可少的,通过解答这些习题可以更好地理解和掌握数据结构的概念和应用。
以下是一些常见的数据结构习题及其答案和解析,希望可以帮助读者更好地学习和理解数据结构。
习题一:栈的应用题目描述:设计一个栈,使其具有获取栈中最小元素的操作。
解答及解析:可以通过两个栈来实现,一个栈用于存储数据,另一个栈用于存储当前最小元素。
在入栈时,如果新的元素比当前最小元素小,则将新元素同时入栈到数据栈和最小栈;在出栈时,如果当前出栈元素与最小栈的栈顶元素相同,则同时出栈。
这样,最小栈的栈顶元素始终为当前栈的最小元素。
习题二:队列的应用题目描述:设计一个队列,使其具有获取队列中最大元素的操作。
解答及解析:可以通过两个队列来实现,一个队列用于存储数据,另一个队列用于存储当前最大元素。
在入队时,如果新的元素比当前最大元素大,则将新元素同时入队到数据队列和最大队列;在出队时,如果当前出队元素与最大队列的队首元素相同,则同时出队。
这样,最大队列的队首元素始终为当前队列的最大元素。
习题三:链表的操作题目描述:给定一个链表,删除链表中倒数第n个节点,并返回链表的头节点。
解答及解析:使用双指针法来解决该问题。
首先让一个指针从链表的头节点向前移动n+1步,然后再让另一个指针从链表的头节点开始移动。
这样两个指针之间的间隔为n,当第一个指针到达链表末尾时,第二个指针指向的节点就是倒数第n个节点的前一个节点。
接着,将第二个指针指向的节点的next指针指向下下个节点,完成删除操作。
习题四:树的遍历题目描述:给定一个二叉树,按照中序遍历的顺序返回其节点值的集合。
解答及解析:采用递归的方式进行中序遍历,先遍历左子树,然后访问根节点,最后遍历右子树。
对于任意一个节点,递归遍历其左子树,将节点值添加到集合中。
然后访问该节点,并将节点值添加到集合中。
数据结构例题详解

B树
多叉查找树,适用于磁盘或其他直接 访问辅助存储器。
B树是一种多叉查找树,适用于磁盘 或其他直接访问辅助存储器。B树的 每个节点可以有多个子节点,以减少 树的高度并提高查询效率。B树广泛 应用于数据库和文件系统等领域。
最短路径问题
总结词
最短路径问题是指在给定的图中寻找两个顶点之间的最短路径。
详细描述
最短路径问题是一个经典的图论问题,它涉及到在图或网络中寻找两个节点之 间的最短路径。最短路径通常是指路径的长度最短,即路径上边的数量最少。
最短路径问题
总结词
Dijkstra算法是一种用于解决最短路径问题的贪心算法。
详细描述
栈具有两个主要操作:压入(push)和弹出(pop)。新元素总是被压入栈顶,而弹出操作则从栈顶删 除元素。栈的优点是插入和删除操作速度快,缺点是只能在一端进行操作,限制了某些应用场景。
队列
总结词
队列是一种先进先出(FIFO)的数据结构,用于存储有序的元 素。
详细描述
队列有两个端点,一端用于插入新元素(队尾),另一端用 于删除元素(队头)。新元素总是被插入到队尾,而删除操 作则从队头进行。队列的优点是保持了元素的原有顺序,缺 点是插入和删除操作速度较慢。
02
树形数据结构
二叉树
基础的数据结构,每个节点最多有两个子节点。
二叉树是每个节点最多有两个子节点的树形数据结构。常见的二叉树有二叉搜索 树、完全二叉树、平衡二叉树等。二叉树具有结构简单、操作方便的特点,广泛 应用于计算机科学中。
数据结构习题参考答案与解析

习题1 参考答案1至8题答案略。
9.(1)【解】该逻辑结构为线性结构,其图形表示如下:(2)【解】该逻辑结构为树型结构,其图形表示如下:(3)【解】该逻辑结构为图型结构,其图形表示如下:(4)【解】该逻辑结构为线性结构,其图形表示如下:10.【解】该图书库存管理系统所要处理的数据对象为图书,所以该问题中涉及的数据元素为图书,设数据元素类型为bookType 类型。
每个数据元素应包含的数据项有图书编号、书名、作者、出版社、出版日期等。
可用一个表格(如下表)的形式表示图书间的逻辑关系,即该问题数学模型可采用简单的线性结构来表示。
根据问题需求功能目标,此模型的所需的主要处理操作有插入、删除、查找和修改等基本操作。
所以,现用抽象数据类型bookList 表示问题模型,其逻辑结构与基本操作的定义如下: (1)逻辑结构bookList=( D, {r} )D={b i | b i 为bookType 类型的元素,i=1,2,3, ....., n ,n ≥0} r ={ <bk i ,b i+1>| i=1,2,…, n -1, n ≥0 } (2)基本操作 ①初始化操作函数:InitBookList(&BL)。
……初始条件:图书表BL 不存在。
操作结果:构造一个空的图书表BL 。
②求图书表长度操作函数:bookListLength(BL)。
初始条件:图书表BL 已存在。
操作结果:返回图书表BL 中所包含的数据元素(图书)的个数。
③取图书表中元素操作函数:getBook(BL, i, &b)。
初始条件:图书表BL 已存在,且1≤i ≤bookListLength(BL)。
操作结果:用b 返回图书表BL 中的第i 个数据元素的值。
④按编号查找操作函数:locateById(BL, id)。
初始条件:图书表BL 已存在,id 是给定的一个图书编号。
操作结果:返回图书表BL 中图书编号为id 的数据元素的位序,若这样的数据元素不存在,则返回0。
数据结构习题(有解答)

for (int j=1; j<=i; j++) p*=j;
s+=p;
}
return s;
}
解:
(1) , T(n)=O(n)
(2) , T(n)=O(n2)
1.4算法设计
有3枚硬币,其中有1枚是假的,伪币与真币重量略有不同。如何借用一架天平,找出伪币?以流程图表示算法。
上机练习题
(3)在表首插入S结点;
(4)在表尾插入S结点.
【解】
(1)s->next=p->next; p->next=s;
(2)q=L;
while( q->next!=p) q=q->next;
s->next=p或q->next ;
q ->next=s;
(3) s->next=L->next; L->next=s;
{ cour<<j;
recurision(j-1); }
}
9..将下列递归过程改写为非递归过程。
void test( int&sum) {
int x;
cin>>x;
if (x==0) sum=0;
else {
test(sum); sum+=x; }
cout<<sum;
}
解:void test (int &sum)
解:325641可以
154623不可以。
2.简述以下算法的功能(栈的元素类型为int)。
(1)statusalgo_1( SqStack S ){
inti, n, A [255];
《数据结构》习题解析

图 1-1 知识结构图
⑴问题规模 ⑵基本语句 ⑶时间复杂度 ⑷大 O 记号
2. 学习要点
对本章的学习要从两条主线出发,一条主线是数据结构,包括数据结构的相关概念 及含义,另一条主线是算法,包括算法的相关概念、描述方法以及时间复杂度的分析方 法。
在学习数据结构时要抓住两个方面:逻辑结构和存储结构,并注意把握二者之间的 关系。在学习算法时,要以算法的概念和特性为基本点,并在以后的学习中注意提高算 法设计的能力。对于算法时间性能的分析,要将注意力集中在增长率上,即基本语句执 行次数的数量级,在设计算法时,养成分析算法时间性能的习惯,进而有效地改进算法 的效率。
I
第1章绪 论
1.1 本章导学
1. 知识结构图 本章的知识结构如图 1-1 所示,其中第二层的椭圆代表本章的学习主线。
数据结构
绪论
算法
基
逻
存
基
算
本
辑
储
本
法
概
结 关系 结
概
分
念
构
构
念
析
⑴数据 ⑵数据元素 ⑶数据结构 ⑷抽象数据类型
⑴逻辑结构 ⑵数据结构 的分类
⑴存储结构 ⑵常用存储 方法
⑴算法 ⑵算法特性 ⑶评价算法 ⑷描述算法
第 2 章 线性表............................................................................................................. 8 2.1 本章导学.......................................................................................................... 8 2.2 习题解析.......................................................................................................... 9
数据结构例题详解

树与图
❖ 自测题
▪ 下面是某二叉树三种遍历的部分结果,请画出相 应EH_JG
• 中序: D_BKFIAH_EJC_G
A
• 后序: D_K_I FBHJ_EGC_A
B
C
D
F
E
G
K
I HJ
树与图
❖ 自测题
▪ 请设计算法求二叉树中叶结点的个数。
void countLeaf (Tree T, int &leafNum) {
if (!T->left && !T->right) { //如果T 是叶结点 leafNum++; //则叶结点的数量+1
} else { //如果T 是中间结点,则继续先序遍历二叉树
if (T->left != NULL) countLeaf(T->left, leafNum);
if (T->right != NULL) countLeaf(T->right, leafNum);
A. i B. n – i C. n – i + 1 D. 不确定
线性表、堆栈、队列、数组
❖ 自测题
▪ 链表不具有的特点是:
A. 插入、删除不需要移动元素 B. 可随机访问任一元素 C. 不必事先估计存储空间 D. 所需空间与线性长度成正比
线性表、堆栈、队列、数组
❖ 自测题
▪ 若某表最常用的操作是在最后一个结点之 后插入一个结点或删除最后一个结点。则 采用哪种存储方式最节省运算时间?
线性表、堆栈、队列、数组
❖ 自测题
▪ 线性表L在什么情况下适用于使用链式 结构实现?
A. 需经常修改L中的结点值 B. 需不断对L进行删除插入 C. L中含有大量的结点 D. L中结点结构复杂
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I Single Choice(10 points)1. ( a )For the following program fragment the running time(Big-Oh) is .i = 0;s = 0;while(s <( 5*n*n + 2)){ i++;s = s + i;}a. O(n)b. O(n2)c. O(n1/2)d. O(n3)2. ( c )Which is non-linear data structure_____.a. queue c. tree d. sequence list3.( b )The worst-time for removing an element from a sequence list (Big-Oh) is .a. O(1)b. O(n)c. O(n2)d. O(n3)4.( d )In a circular queue we can distinguish(区分) empty queues from full queues by .a. using a gap in the arrayb. incrementing queue positions by 2 instead of 1a count of the number of elementsd. a and c5.( b )A recursive function can cause an infinite sequenceof function calls if .a.the problem size is halved at each stepb.the termination condition is missingc.no useful incremental computation is done in each stepd.the problem size is positive6.( c )The full binary tree with height 4 has nodes.a. 15b. 167. ( b )Searching in an unsorted list can be made faster byusing .a.binary searchb. a sentinel(哨兵) at the end of the listc.linked list to store the elementsd. a and c8.( b )Suppose there are 3 edges in an undirected graph G, If we represent graph G with a adjacency matrix, How many “1”s are there in the matrixa. 3b. 6c. 1d. 99. ( d ) Construct a Huffman tree by four leaf whose weights are 9, 2, 5, 7 respectively. The weighted path lengthis___________.a. 29b. 37c. 4610. Consider the following weighted graph.Consider Dijkstra’s algorithm on this graph to find the shortest paths with s as a starting vertex. Which are the first four vertices extracted from the priority queue by the algorithm (listed in the order they are extracted)a. s, y, t, xb. s, y, x, zc. s, t, y, xd. s, y, x, tFig. 111. Here is an array of ten integers:5 3 8 9 1 7 0 26 4Suppose we partition this array using quicksort's partition function and using 5 for the pivot. Which shows the array after partition finishes:a. 5 3 4 2 1 0 7 9 6 8b. 0 3 4 2 1 5 7 9 6 8c. 3 1 0 2 4 5 8 9 6 7d. 3 1 0 2 4 5 8 9 7 6e. None of the aboveII Fill in Blank (10 points)1. For the following program fragment the running time(Big-Oh)is O(n2) .for ( int i = 0; i < n; i++ )for ( int j = 0; j < =i; j++)s; We store a 4×4 symmetricmatrix A into an array B with row major order, Store the lowertriangle only. the index of element a[2][3] in B is6 .3.We can use 3 vector type to store value and of non-zero elements in a sparse matrix.4. A______stack______ is a list where removal and additionoccur at the same end . Frequently known a LIFO(Last-In-First-Out) structure.5.T( n ) = 2T( n/2 )+ cn, T(n)=O(logn)T(n) = T( n-1)+cn, T( n ) = O(_____n_____)6. There is a binary tree whose elements are characters.Preorder list of the binary tree is “ABECDFGHIJ” and inorderlist of the binary tree is “EBCDAFHIGJ”. Postorder traversalsequence of the binary tree is EDCBIHJGFA .7.There are (n+1)/2 leaf nodes in a full binary tree with n nodes.8.When the input has been sorted ,the running time of insertion sort(Big-Oh) is O(n) .9.We sort the sequence(43,02,80,48,26,57,15,73,21,24,66)with shell sort for increment 3, the result is ______ (15 02 21 24 26 57 43 66 80 48 73) _ .10、In a circular queue, “front” and “rear” are the front pointer and rear pointer respectively. Queue size is “maxsize”. When insert an element in the queue, rear = __ (rear+1)%maxsize__11. A _________________B树_____________________ is an example of a search tree which is multiway (allows more than two children).12. A tree in which every node is no smaller than its childrenis termed _____大顶堆______.III Application of Algorithms(35 points)G shown in Fig 2 is a directed graph, please describe G with adjacency matrix and write the orders of breadth first traversal and depth first traversal.A B C D EA 0 1 0 1 0B 0 0 1 1 0C 0 0 0 0 1D 0 0 0 0 1E 0 0 0 0 0Dft:ABCEDBft:ABDCE2.The sequence of input keys is shown below:19,1,23,14,55,20,84,27,68,11,10,17A fixed table size of 19 and a hash function H(key)=key%13,with linear probing(线性探测), fill the table below and compute the average length of successful search.3. Show the results of inserting 53,17,78,09,45,65,87 each , one at a time, in a initially empty max heap(大根堆)4. write the sequence of preorder,postorder traversals and add inorder threads in the tree.Fig. 35. Build a Huffman tree and determine Huffman code when the probability distribution(概率分布) over the 8 alphabets ( c1, c2, c3, c4, c5, c6, c7, c8 ) is , , , , , , ,6. Graph G shown in Fig 4 is a directed graph, please describeG with adjacency list and write topological ordering.Fig. 4IV Fill in blank of algorithms.(15)1.Here is single source shortest path algorithm Dijkstra. Fill in blank of the algorithm.class Graph { #include <stack>Using namespace std;int matching(string &exp) {Write efficient functions (and give their Big-Oh running times)that take a pointer to a binary tree root T and compute:–The number of leaves of Ttypedef struct BiTNode{ TElemType data;struct BiTNode *lchild,*rchild;} BiTNode , *BiTree;a method called maximumDegree of an undirectedh graph that returns the maximum degree of any vertex in the graph. The graph is stored with adjacency matrix. Write the definition of the graph. implement the function. Analyze space complexity and time complexity of your function.3. Write a function with linked list that inserts a number intoa sorted linked list. Firstly, you should write a functioncreates a list that like this:L={3,5,8,12,32,48}and then insert 25 into this list.答案解析0-0,仅供参考,若有不同意见请联系☆_☆选择题:1-5:ACBDB 6-11:CBBDDE1、知识点:复杂度分析,必考思路:复杂度主要计算算法的步数,可以看出,当前循环执行的步数与i的值是相等的,所以可列1+2+..+i=(5*n*n+2),复杂度的计算忽略常数, (1+i)*i/2=(5*n*n+2), i ~ O(n)2、知识点:non-linear与linear的区别3、知识点:复杂度分析+线性序列思路:很显然,当元素在sequence list的末尾的时候,removing 元素复杂度最高O(n)4、知识点:循环队列(circular queue),重点思路:主要区分循环队列判断空与满的条件。