Java11第11章数据结构及算法分析
计算机科学导论第11章参考答案
CHAPTER 11Data StructuresReview Questions1.We need data structures to hold a collection of related variables so that we cansolve complex problems more efficiently.3.An array is a fixed-size sequenced collection of elements of the same data type.5.Elements of an array are contiguous in memory and can be accessed by use of anindex. Elements of a linked list are stored in nodes that may be scattered through-out memory and can only be accessed via the access functions for the list (i.e., aspecific node is returned by a search function).7.A frequency array shows the number of elements with the same value found in aparticular collection of data.9.An array is stored contiguously in memory. A two-dimensional array uses row-major storage in which the array is essentially stored as an array of arrays.11.The fields of a node in a linked list are the data itself and a pointer (address) to thenext node in the list.13.The head pointer contains the address of the first node in the list.15.A singly linked list is a linked list in which each node contains only one pointerthat contains the address of the following node. There are multi-linked lists inwhich each node contains more than one pointer, allowing for much more complexdata structures.Multiple-Choice Questions17.d19.d21.b23.d25.c27.b29.d34CHAPTER 11DATA STRUCTURES31.a33.a35.bExercises37.CompareInput: Two arrays (A and B) of 10 integers1. Set Index equal to 02. While Index is less than 102.1 If A [Index] is not equal to B [Index]2.1.1 Return falseEnd if2.2 Increment IndexEnd loop3. Return trueEnd39.PrintInput: An array (A), the number of rows (I), and the number columns (J)1. Set RowIndex equal to 02. Set ColIndex equal to 03. While RowIndex is less than I3.1 While ColIndex is less than J3.1.1 Print A [RowIndex][ColIndex]3.1.2 Increment ColIndexEnd loop3.2 Move to next line in output3.3 Increment RowIndexEnd loopEnd41.AddFractionsInput: Two fractions (Fr1 and Fr2)1. Allocate new fraction object (Fr3)2. Set Fr3.denominator equal to Fr1.denominator * Fr2.denominator3. Set Fr3.numerator equal to (Fr1.numerator * Fr2.denominator) +(Fr2.numerator *Fr1.denominator)4. Return Fr3EndSECTION 543.MultiplyFractionsInput: Two fractions (Fr1 and Fr2)1. Allocate new fraction object (Fr3)2. Set Fr3.denominator equal to Fr1.denominator * Fr2.denominator3. Set Fr3.numerator equal to Fr1.numerator * Fr2.numerator4. Return Fr3End45.See Figure 11.1Figure 11.1Exercise 4547.When an element is to be added to the array, a new array must be allocated and allof the old elements and the new element must be moved to the new array.49.Adding an element to a linked list is easier because a linked list does not have to betotally reallocated.51.Accessing an element of an array is easier because an index can be used.53.Sorting an array is easier because the elements can just be swapped rather thanhaving to redirect up to four different pointers.6CHAPTER 11DATA STRUCTURESSECTION 78CHAPTER 11DATA STRUCTURES。
Java数据结构和算法
Java数据结构和算法一、数组于简单排序 (1)二、栈与队列 (4)三、链表 (7)四、递归 (22)五、哈希表 (25)六、高级排序 (25)七、二叉树 (25)八、红—黑树 (26)九、堆 (36)十、带权图 (39)一、数组于简单排序数组数组（array）是相同类型变量的集合，可以使用共同的名字引用它。
数组可被定义为任何类型，可以是一维或多维。
数组中的一个特别要素是通过下标来访问它。
数组提供了一种将有联系的信息分组的便利方法。
一维数组一维数组（one-dimensional array ）实质上是相同类型变量列表。
要创建一个数组，你必须首先定义数组变量所需的类型。
通用的一维数组的声明格式是：type var-name[ ];获得一个数组需要2步。
第一步，你必须定义变量所需的类型。
第二步，你必须使用运算符new来为数组所要存储的数据分配内存，并把它们分配给数组变量。
这样Java 中的数组被动态地分配。
如果动态分配的概念对你陌生，别担心，它将在本书的后面详细讨论。
数组的初始化（array initializer ）就是包括在花括号之内用逗号分开的表达式的列表。
逗号分开了数组元素的值。
Java 会自动地分配一个足够大的空间来保存你指定的初始化元素的个数，而不必使用运算符new。
Java 严格地检查以保证你不会意外地去存储或引用在数组范围以外的值。
Java 的运行系统会检查以确保所有的数组下标都在正确的范围以内（在这方面，Java 与C/C++ 从根本上不同，C/C++ 不提供运行边界检查）。
多维数组在Java 中，多维数组（multidimensional arrays ）实际上是数组的数组。
你可能期望，这些数组形式上和行动上和一般的多维数组一样。
然而，你将看到，有一些微妙的差别。
定义多维数组变量要将每个维数放在它们各自的方括号中。
例如，下面语句定义了一个名为twoD 的二维数组变量。
int twoD[][] = new int[4][5];简单排序简单排序中包括了：冒泡排序、选择排序、插入排序；1.冒泡排序的思想：假设有N个数据需要排序，则从第0个数开始，依次比较第0和第1个数据，如果第0个大于第1个则两者交换，否则什么动作都不做，继续比较第1个第2个…，这样依次类推，直至所有数据都“冒泡”到数据顶上。
Java数据结构 ppt课件
3．健壮性
当输入的数据非法时，算法应当恰当 地作出反映或进行相应处理，而不是产 生莫名奇妙的输出结果。并且，处理出 错的方法不应是中断程序的执行，而应 是返回一个表示错误或错误性质的值， 以便在更高的抽象层次上进行处理。
4．高效率与低存储量需求
通常，效率指的是算法执行时间； 存储量指的是算法执行过程中所需的 最大存储空间，两者都与问题的规模 有关。
1.3.3 算法效率的度量
通常有两种衡量算法效率的方法:
事后统计法
缺点：1．必须执行程序 2．其它因素掩盖算法本质
事前分析估算法
和算法执行时间相关的因素：
1．算法选用的策略 2．问题的规模 3．编写程序的语言 4．编译程序产生的机器代码的质量 5．计算机执行指令的速度
一个特定算法的“运行工作量” 的大小，只依赖于问题的规模（ 通常用整数量n表示），或者说， 它是问题规模的函数。
数据在计算机中的表示称为数据的物理结 构，又称为存储结构。
数据对象可以是有限的，也可以是无限的。 数据结构不同于数据类型，也不同于数据对 象，它不仅要描述数据类型的数据对象，而且 要描述数据对象各元素之间的相互关系。
数据类型：在一种程序设计语言中，变量所具有的数 据种类。 例1、 在FORTRAN语言中，变量的数据类型有整型、 实型、和复数型 例2、在C++语言中 数据类型：基本类型和构造类型 基本类型：整型、浮点型、字符型 构造类型：数组、结构、联合、指针、枚举型、自定 义 数据对象：某种数据类型元素的集合。 例3、整数的数据对象是{…-3，-2，-1，0，1，2，3，
1.2 有关概念和术语
数据: 所有能被输入到计算机中，且能被计算机处
理的符号的集合。 是计算机操作的对象的总称。
数据结构与算法分析java——散列
数据结构与算法分析java——散列1. 散列的概念 散列⽅法的主要思想是根据结点的关键码值来确定其存储地址：以关键码值K为⾃变量，通过⼀定的函数关系h(K)(称为散列函数)，计算出对应的函数值来，把这个值解释为结点的存储地址，将结点存⼊到此存储单元中。
检索时，⽤同样的⽅法计算地址，然后到相应的单元⾥去取要找的结点。
通过散列⽅法可以对结点进⾏快速检索。
散列（hash，也称“哈希”）是⼀种重要的存储⽅式，也是⼀种常见的检索⽅法。
按散列存储⽅式构造的存储结构称为散列表（hash table）。
散列表中的⼀个位置称为槽(slot)。
散列技术的核⼼是散列函数(hash function)。
对任意给定的动态查找表DL，如果选定了某个“理想的”散列函数h及相应的散列表HT，则对DL中的每个数据元素X。
函数值h（X.key）就是X在散列表HT中的存储位置。
插⼊（或建表）时数据元素X将被安置在该位置上，并且检索X时也到该位置上去查找。
由散列函数决定的存储位置称为散列地址。
因此，散列的核⼼就是：由散列函数决定关键码值(X.key)与散列地址h(X.key)之间的对应关系，通过这种关系来实现组织存储并进⾏检索。
⼀般情况下，散列表的存储空间是⼀个⼀维数组HT[M]，散列地址是数组的下标。
设计散列⽅法的⽬标，就是设计某个散列函数h，0<=h( K ) < M；对于关键码值K，得到HT[i] = K。
在⼀般情况下，散列表的空间必须⽐结点的集合⼤，此时虽然浪费了⼀定的空间，但换取的是检索效率。
设散列表的空间⼤⼩为M，填⼊表中的结点数为N，则称为散列表的负载因⼦（load factor，也有⼈翻译为“装填因⼦”）。
建⽴散列表时，若关键码与散列地址是⼀对⼀的关系，则在检索时只需根据散列函数对给定值进⾏某种运算，即可得到待查结点的存储位置。
但是，散列函数可能对于不相等的关键码计算出相同的散列地址，我们称该现象为冲突（collision），发⽣冲突的两个关键码称为该散列函数的同义词。
java常用算法和数据结构
java常用算法和数据结构Java是一种面向对象的编程语言，它具有丰富的算法库和数据结构库，为开发人员提供了许多常用的算法和数据结构。
下面将介绍一些Java常用的算法和数据结构。
1.排序算法-冒泡排序（Bubble Sort）：比较相邻的两个元素，如果顺序错误则交换位置，重复该过程直到整个序列有序。
-插入排序（Insertion Sort）：将数组分为已排序和未排序两部分，每次从未排序部分取出一个元素，插入到已排序部分合适的位置。
-选择排序（Selection Sort）：每次从未排序部分选择最小（或最大）的元素，放到已排序部分的末尾。
-快速排序（Quick Sort）：选择一个基准元素，将数组分为两部分，小于基准的放左边，大于基准的放右边，递归地对左右两部分进行快速排序。
-归并排序（Merge Sort）：将数组分为两部分，分别对每个子数组进行排序，然后合并两个有序子数组。
2.搜索算法-二分查找（Binary Search）：对有序数组进行查找，每次将查找范围缩小一半。
-广度优先搜索（BFS）：以树或图的形式搜索，从根节点开始，逐层扩展搜索范围，直到找到目标节点。
-深度优先搜索（DFS）：以树或图的形式搜索，从根节点开始，逐个访问节点的所有邻居节点，直到找到目标节点或搜索完所有节点。
3.数据结构-数组（Array）：一组按顺序存储的相同类型元素的集合，通过索引访问元素，可以快速访问元素，但插入和删除元素较慢。
-链表（Linked List）：一组通过指针连接的节点存储的元素的集合，支持灵活的插入和删除操作，但访问元素较慢。
-栈（Stack）：一种特殊的线性数据结构，遵循先进后出（LIFO）原则，只能在栈顶进行插入和删除操作。
-队列（Queue）：一种特殊的线性数据结构，遵循先进先出（FIFO）原则，在队尾插入元素，队头删除元素。
-堆（Heap）：一种特殊的树形数据结构，可以快速找到最小（或最大）元素，常用于实现优先队列。
数据结构大纲
1. 关于算法：（1）算法语言无所谓，只要能看懂。
考试用C++出题，但答题随意(可以用C/C++、Java、Pascal、自然语言等等，看得懂就可以)。
（2）如果要求自己独立地写算法（而不是填空），请注意写算法思想，并加上足够的注释（3）对于算法中直接使用的类和函数（例如栈、队列的函数），应该先写ADT，并说明函数功能、入口参数、出口参数2. 考试范围和重点不考11.3存储管理，不考12.3空间树结构，不考12.4.1决策树、12.4.2博弈树。
各章节以下面的内容为复习重点，尤其是___________、黑体字或★标出部分为重中之重。
其中黑体字为根据新教材本届考试增加的内容。
考试时如果涉及到本大纲没有列出的内容，那么试卷中会给出足够的定义和性质。
第1章概论（教材中本章作者为许卓群）一. 重要概念1. 数据类型2. 抽象数据结构3. 数据结构4. 存储结构5. 算法6. 算法度量(时间代价、空间代价)7. 数据结构的选择和评价二. 方法1. 根据二元组画出图示逻辑结构(注意边的方向)2. 根据要求设计数据结构3. 算法度量的大O表示法的简化法则（不要求掌握大Ω、大Θ表示法）第2章线性表（教材中本章作者为许卓群）一. 概念1. 线性表2. 单链表3. 双链表4. 循环表5. 栈6. 队列7. 循环队列二. 方法1. 线性表的运算(指针操作的正确性)2. 循环队列队列的实现★3. 表达式求值(中缀表达式转后缀表达式的算法、后缀表达式求值算法)4. 栈的性质，用栈来生成序列第3章字符串（教材中本章作者为许卓群）一. 概念1. 串2. 模式匹配二. 方法1. 串的基本操作2. 串的存储★ 3. 串的KMP快速模式匹配算法(next数组)，求特征next数组（N数组）和利用next数组完成匹配的方法第4章二叉树（教材中本章作者为杨冬青）一. 概念1. 二叉树2.二叉树的前序、中序、后序周游3. 二叉排序树4. 穿线树(中序、前序、后序)5. Huffman树、Huffman编码6. 堆、堆排序二. 方法1．二叉树的链式存储（1）二叉链表（2）带父指针的三重链表2. 二叉树的顺序存储完全二叉树的顺序存储★3. 使用栈(前、中、后序)周游二叉树(注意，不要使用带GOTO语句的机械消除递归的方法)、使用队列层次地周游二叉树，在周游过程中寻找某个结点或进行某种操作 (结合应用，例如穿线树，或把快速排序转换成非递归形式)4. 二叉检索树的插入与删除5. 构造Huffman树，利用Huffman树进行编码、解码6. 堆排序的建堆过程第5章树（教材中本章作者为杨冬青）一. 概念1. 树、森林2. 树、森林的先根周游、后根周游、层次周游二. 方法1. 树林与二叉树相互转换2．森林的链式存储(1) 转换为相应的二叉树，用二叉链表表示(2) 父指针表示法(3) 子结点表表示法3. 森林的顺序存储不必死记各种顺序存储方法，要了解原理。
yct标准教程2第11课
yct标准教程2第11课本课我们将学习yct标准教程的第十一部分：数据结构与算法。
在这一部分中，我们将深入探讨各种数据结构的基本概念和实现方法，以及如何在实际应用中使用它们。
一、数据结构概述数据结构是计算机科学中的重要概念，它描述了如何组织和存储数据以及如何有效地访问和操作数据。
在计算机程序设计中，正确选择和使用数据结构可以提高程序的效率和性能。
二、常见的数据结构1. 线性结构：线性结构是一种常见的数据结构，包括数组、链表、栈、队列等。
这些数据结构用于存储和处理线性数据，如数字、字符串和对象等。
2. 树形结构：树形结构是一种用于表示层次关系的数据结构，包括树、二叉树、图等。
它们用于表示具有层次关系的数据，如文件系统、组织结构等。
3. 图形结构：图形结构是一种用于表示非线性关系的数据结构，包括图、邻接矩阵等。
它们用于表示具有复杂关系的数据，如社交网络、计算机网络等。
三、数组数组是一种线性数据结构，用于存储固定大小的元素集合。
它通常用于存储数值数据，如整数和浮点数。
数组的优点是简单易用，但在处理大量数据时效率较低。
四、链表链表是一种线性数据结构，它通过指针连接元素。
链表具有动态调整大小和高效插入、删除操作的优点，但实现起来较为复杂。
五、栈和队列栈和队列是两种常用的栈形数据结构，它们的特点是后进先出（LIFO）和先进先出（FIFO）。
栈通常用于存储临时数据和函数调用，而队列则常用于实现先进先出的行为。
六、二叉树二叉树是一种树形数据结构，它由一个根节点和两个子节点组成，通常称为左子节点和右子节点。
二叉树具有高度递归的性质，可以用于表示具有层次关系的数据。
七、算法基础在本课中，我们将介绍一些基本的算法概念和技巧，如排序算法、搜索算法和递归算法等。
这些算法在数据处理和程序设计中具有广泛的应用。
总之，正确选择和使用数据结构是编写高效程序的关键之一。
通过学习各种数据结构的特性和应用场景，我们可以更好地理解和解决实际编程问题。
数据结构与算法分析java课后答案
数据结构与算法分析java课后答案【篇一：java程序设计各章习题及其答案】>1、 java程序是由什么组成的？一个程序中必须有public类吗？java源文件的命名规则是怎样的？答：一个java源程序是由若干个类组成。
一个java程序不一定需要有public类：如果源文件中有多个类时，则只能有一个类是public类；如果源文件中只有一个类，则不将该类写成public也将默认它为主类。
源文件命名时要求源文件主名应与主类（即用public修饰的类）的类名相同，扩展名为.java。
如果没有定义public类，则可以任何一个类名为主文件名，当然这是不主张的，因为它将无法进行被继承使用。
另外，对applet小应用程序来说，其主类必须为public，否则虽然在一些编译编译平台下可以通过（在bluej下无法通过）但运行时无法显示结果。
2、怎样区分应用程序和小应用程序？应用程序的主类和小应用程序的主类必须用public修饰吗？答：java application是完整的程序，需要独立的解释器来解释运行；而java applet则是嵌在html编写的web页面中的非独立运行程序，由web浏览器内部包含的java解释器来解释运行。
在源程序代码中两者的主要区别是：任何一个java application应用程序必须有且只有一个main方法，它是整个程序的入口方法；任何一个applet小应用程序要求程序中有且必须有一个类是系统类applet的子类，即该类头部分以extends applet结尾。
应用程序的主类当源文件中只有一个类时不必用public修饰，但当有多于一个类时则主类必须用public修饰。
小应用程序的主类在任何时候都需要用public来修饰。
3、开发与运行java程序需要经过哪些主要步骤和过程？答：主要有三个步骤（1）、用文字编辑器notepad（或在jcreator,gel, bulej,eclipse, jbuilder等）编写源文件；(2)、使用java编译器（如javac.exe)将.java源文件编译成字节码文件.class；(3)、运行java程序：对应用程序应通过java解释器（如java.exe)来运行，而对小应用程序应通过支持java标准的浏览器(如microsoft explorer)来解释运行。
数据结构与算法分析java语言描述pdf
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《数据结构与算法分析:Java语言描述》是一本书，它能够帮助Java开
发人员更加深入地了解和使用数据结构和算法。
它深入探讨了哈希表、优先级队列、图、查找以及算法设计。
本书讲解了数据结构和算法的
基本概念、抽象数据类型（ADT）的概念以及广泛使用的技术，着重
于Java的实现，充分利用了Java的语言特性和库方法。
主要内容：
1. 基本概念：
（1）概述数据结构和算法分析；
（2）Java语言的实现；
2. 抽象数据类型：
（1）概念、实现原理；
（2）Java中的ADT实现；
3. 数据结构：
（1）数组、链表、栈、队列和优先队列；
（2）字符串、树、二叉搜索树；
（3）堆、图、哈希表；
4. 算法分析：
（1）插入排序、快速排序与选择排序；
（2）搜索、广度优先和深度优先；
（3）贪婪算法、分治法、动态规划；
5. 高级主题：
（1）Java语言特性和库方法；
（2）几何、拓扑排序和资源调度；
（3）图算法：最短路径、次小生成树、网络流；（4）密码学中的技术；
（5）数据结构在地图查询中的应用。
数据结构与算法分析课后习题答案
数据结构与算法分析课后习题答案【篇一：《数据结构与算法》课后习题答案】>2.3.2 判断题2．顺序存储的线性表可以按序号随机存取。
（√）4．线性表中的元素可以是各种各样的，但同一线性表中的数据元素具有相同的特性，因此属于同一数据对象。
（√）6．在线性表的链式存储结构中，逻辑上相邻的元素在物理位置上不一定相邻。
（√）8．在线性表的顺序存储结构中，插入和删除时移动元素的个数与该元素的位置有关。
（√）9．线性表的链式存储结构是用一组任意的存储单元来存储线性表中数据元素的。
（√）2.3.3 算法设计题1．设线性表存放在向量a[arrsize]的前elenum个分量中，且递增有序。
试写一算法，将x 插入到线性表的适当位置上，以保持线性表的有序性，并且分析算法的时间复杂度。
【提示】直接用题目中所给定的数据结构（顺序存储的思想是用物理上的相邻表示逻辑上的相邻，不一定将向量和表示线性表长度的变量封装成一个结构体），因为是顺序存储，分配的存储空间是固定大小的，所以首先确定是否还有存储空间，若有，则根据原线性表中元素的有序性，来确定插入元素的插入位置，后面的元素为它让出位置，（也可以从高下标端开始一边比较，一边移位）然后插入x ，最后修改表示表长的变量。
int insert (datatype a[],int *elenum,datatype x) /*设elenum为表的最大下标*/ {if (*elenum==arrsize-1) return 0; /*表已满，无法插入*/else {i=*elenum;while (i=0 a[i]x)/*边找位置边移动*/{a[i+1]=a[i];i--;}a[i+1]=x;/*找到的位置是插入位的下一位*/ (*elenum)++;return 1;/*插入成功*/}}时间复杂度为o(n)。
2．已知一顺序表a，其元素值非递减有序排列，编写一个算法删除顺序表中多余的值相同的元素。