数据结构第四讲
数据结构课后习题答案第四章
第四章一、简述下列每对术语的区别：空串和空白串；串常量和串变量；主串和子串；静态分配的顺序串和动态分配的顺序串；目标串和模式串；有效位移和无效位移。
答：●空串是指不包含任何字符的串，它的长度为零。
空白串是指包含一个或多个空格的串，空格也是字符。
●串常量是指在程序中只可引用但不可改变其值的串。
串变量是可以在运行中改变其值的。
●主串和子串是相对的，一个串中任意个连续字符组成的串就是这个串的子串，而包含子串的串就称为主串。
●静态分配的顺序串是指串的存储空间是确定的，即串值空间的大小是静态的，在编译时刻就被确定。
动态分配的顺序串是在编译时不分配串值空间，在运行过程中用malloc和free等函数根据需要动态地分配和释放字符数组的空间(这个空间长度由分配时确定，也是顺序存储空间)。
●目标串和模式串:在串匹配运算过程中，将主串称为目标串，而将需要匹配的子串称为模式串，两者是相对的。
●有效位移和无效位移：在串定位运算中，模式串从目标的首位开始向右位移，每一次合法位移后如果模式串与目标中相应的字符相同，则这次位移就是有效位移(也就是从此位置开始的匹配成功)，反之，若有不相同的字符存在，则此次位移就是无效位移(也就是从此位置开始的匹配失败)。
二、假设有如下的串说明：char s1[30]="Stocktom,CA", s2[30]="March 5 1999", s3[30], *p;(1)在执行如下的每个语句后p的值是什么?p=stchr(s1,'t'); p=strchr(s2,'9'); p=strchr(s2,'6');(2)在执行下列语句后，s3的值是什么?strcpy(s3,s1); strcat(s3,","); strcat(s3,s2);(3)调用函数strcmp(s1,s2)的返回值是什么?(4)调用函数strcmp(&s1[5],"ton")的返回值是什么?(5)调用函数stlen(strcat(s1,s2))的返回值是什么?解：(1) stchr(*s,c)函数的功能是查找字符c在串s中的位置，若找到，则返回该位置，否则返回NULL。
数据结构的四种基本类型
数据结构的四种基本类型一、引言数据结构是计算机科学中的重要基础概念，它是指数据对象以及它们之间的关系，以及在这些对象上执行的操作。
数据结构可以分为四种基本类型，包括线性结构、树形结构、图形结构和集合结构。
本文将详细介绍这四种基本类型的定义、特点和应用。
二、线性结构1.定义：线性结构是一组有序的数据元素，每个元素最多只有一个前驱和一个后继。
2.特点：线性表中的元素之间存在一对一的关系，即除了第一个和最后一个元素外，其他元素都有且仅有一个前驱和后继。
3.应用：常见的线性结构包括数组、链表、栈和队列。
其中数组适用于需要频繁访问某个位置上的元素；链表适用于插入和删除操作频繁的场景；栈适用于需要实现先进后出（LIFO）策略的场景；队列适用于需要实现先进先出（FIFO）策略的场景。
三、树形结构1.定义：树形结构是一组非线性数据元素，由若干个节点组成，节点之间存在一对多或多对多的关系。
2.特点：树形结构中的节点之间存在一对多或多对多的关系，其中只有根节点没有父节点，而其他节点都有且仅有一个父节点。
3.应用：常见的树形结构包括二叉树、平衡树和B+树。
其中二叉树适用于需要快速查找某个元素的场景；平衡树适用于需要维护数据平衡性的场景；B+树适用于需要支持高效范围查询和排序的场景。
四、图形结构1.定义：图形结构是一组非线性数据元素，由若干个顶点和边组成，顶点之间可以存在多个连接关系。
2.特点：图形结构中的顶点之间可以存在多个连接关系，其中边表示两个顶点之间的连通关系。
3.应用：常见的图形结构包括有向图、无向图和带权图。
其中有向图适用于描述某些行为或事件发生先后顺序的场景；无向图适用于描述某些物品或概念之间相互关联的场景；带权图适用于需要考虑权重因素影响的场景。
五、集合结构1.定义：集合结构是一组无序数据元素，每个元素都是唯一的。
2.特点：集合结构中的元素之间没有任何顺序关系，且每个元素都是唯一的。
3.应用：常见的集合结构包括哈希表和布隆过滤器。
数据结构(第4版)习题及实验参考答案数据结构复习资料完整版(c语言版)
数据结构（第4版）习题及实验参考答案数据结构复习资料完整版（c语言版）数据结构基础及深入及考试习题及实验参考答案见附录结论1、数据的逻辑结构是指数据元素之间的逻辑关系。
即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。
2、数据的物理结构亦称存储结构，是数据的逻辑结构在计算机存储器内的表示（或映像）。
它依赖于计算机。
存储结构可分为4大类：顺序、链式、索引、散列3、抽象数据类型：由用户定义，用以表示应用问题的数据模型。
它由基本的数据类型构成，并包括一组相关的服务（或称操作）。
它与数据类型实质上是一个概念，但其特征是使用与实现分离，实行封装和信息隐蔽（独立于计算机）。
4、算法：是对特定问题求解步骤的一种描述，它是指令的有限序列，是一系列输入转换为输出的计算步骤。
5、在数据结构中，从逻辑上可以把数据结构分成（C）A、动态结构和表态结构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6、算法的时间复杂度取决于（A）A、问题的规模B、待处理数据的初态C、问题的规模和待处理数据的初态线性表1、线性表的存储结构包括顺序存储结构和链式存储结构两种。
2、表长为n的顺序存储的线性表，当在任何位置上插入或删除一个元素的概率相等时，插入一个元素所需移动元素的平均次数为（E），删除一个元素需要移动的元素的个数为（A）。
A、(n-1)/2B、nC、n+1D、n-1E、n/2F、(n+1)/2G、(n-2)/23、“线性表的逻辑顺序与存储顺序总是一致的。
”这个结论是（B）A、正确的B、错误的C、不一定，与具体的结构有关4、线性表采用链式存储结构时，要求内存中可用存储单元的地址（D）A、必须是连续的B、部分地址必须是连续的C一定是不连续的D连续或不连续都可以5、带头结点的单链表为空的判定条件是（B）A、head==NULLB、head->ne某t==NULLC、head->ne某t=headD、head!=NULL6、不带头结点的单链表head为空的判定条件是（A）A、head==NULLB、head->ne某t==NULLC、head->ne某t=headD、head!=NULL7、非空的循环单链表head的尾结点P满足（C）A、p->ne某t==NULLB、p==NULLC、p->ne某t==headD、p==head8、在一个具有n个结点的有序单链表中插入一个新结点并仍然有序的时间复杂度是（B）A、O(1)B、O(n)C、O(n2)D、O(nlog2n)数据结构(第4版）习题及实验参考答案9、在一个单链表中，若删除p所指结点的后继结点，则执行（A）A、p->ne某t=p->ne某t->ne某t;B、p=p->ne某t;p->ne某t=p->ne某t->ne某t;C、p->ne某t=p->ne某t;D、p=p->ne某t->ne某t;10、在一个单链表中，若在p所指结点之后插入所指结点，则执行（B）A、->ne某t=p;p->ne某t=;B、->ne某t=p->ne某t;p->ne某t=;C、->ne某t=p->ne某t;p=;D、p->ne某t=;->ne某t=p;11、在一个单链表中，已知q是p的前趋结点，若在q和p之间插入结点，则执行（C）A、->ne某t=p->ne某t;p->ne某t=;B、p->ne某t=->ne某t;->ne某t=p;C、q->ne某t=;->ne某t=p;D、p->ne某t=;->ne某t=q;12、在线性结构中，第一个结点没有前趋结点，其余每个结点有且只有1个前趋结点。
《数据结构》参考教案
《数据结构》参考教案数据结构参考教案教案一：数据结构概述1. 介绍数据结构的定义和作用- 数据结构是指组织数据的方式，从而实现高效访问和操作数据的目的。
- 数据结构对于解决实际问题和优化算法具有重要作用。
2. 数据结构的分类- 线性结构：数组、链表、栈、队列等- 非线性结构：树、图等- 文件结构：顺序文件、索引文件等3. 数据结构的基本操作- 插入、删除、查找、排序等操作教案二：线性结构1. 数组- 定义和基本特点- 一维数组和多维数组- 数组的插入、删除、查找操作- 定义和基本特点- 单链表和双链表- 链表的插入、删除、查找操作3. 栈- 定义和基本特点- 栈的应用场景- 栈的插入、删除、查找操作4. 队列- 定义和基本特点- 队列的应用场景- 队列的插入、删除、查找操作教案三：非线性结构1. 树- 二叉树的定义和基本特点- 二叉查找树的构建和操作- 平衡二叉树的原理和应用- 图的定义和基本特点- 图的表示方法：邻接矩阵、邻接表- 图的遍历算法：深度优先搜索、广度优先搜索教案四：文件结构1. 顺序文件- 顺序文件的组织结构- 顺序文件的插入、删除、查找操作2. 索引文件- 索引文件的组织结构- 索引文件的插入、删除、查找操作3. 散列文件- 散列文件的组织结构- 散列文件的插入、删除、查找操作教案五：高级数据结构1. 堆- 堆的定义和基本特点- 最大堆和最小堆- 堆的插入、删除、查找操作2. 并查集- 并查集的定义和基本特点- 并查集的应用场景- 并查集的操作：合并、查找3. Trie树- Trie树的定义和基本特点- Trie树的插入、删除、查找操作教案六：数据结构的应用1. 图的最短路径算法- 迪杰斯特拉算法- 弗洛伊德算法2. 树的应用：哈夫曼编码- 哈夫曼编码的原理和过程- 哈夫曼编码的应用和效果3. 排序算法比较- 冒泡排序、插入排序、选择排序、快速排序、归并排序- 各种排序算法的时间复杂度和稳定性比较教案七：数据结构的优化与扩展1. 动态规划算法- 动态规划的基本思想和适用条件- 应用举例：背包问题、最长公共子序列等2. 基于数据结构的缓存优化- 缓存机制的原理和应用- 基于哈希表和LRU算法实现缓存优化3. 数据结构的持久化存储- 数据结构的序列化和反序列化- 数据结构的存储和恢复教案八：总结与展望1. 数据结构的重要性和应用价值2. 数据结构的学习方法和技巧3. 数据结构的发展趋势和研究方向教案结束。
数据结构专项精讲课程讲义-第三部分-第4章 队列
一 选择题1. 假设以数组A[m]存放循环队列的元素,其头尾指针分别为front和rear，则当前队列中的元素个数为（ A ）。
A．(rear-front+m)%m B．rear-front+1 C．(front-rear+m)%m D．(rear-front)%m 2. 循环队列A[0..m-1]存放其元素值，用front和rear分别表示队头和队尾，则当前队列中的元素是( A )。
A. (rear-front+m)%mB. rear-front+1C. rear-front-1D. rear-front3. 循环队列存储在数组A[0..m]中，则入队时的操作为（D ）。
A. rear=rear+1B. rear=(rear+1) mod (m-1)C. rear=(rear+1) mod mD. rear=(rear+1)mod(m+1)4. 若用一个大小为6的数组来实现循环队列，且当前rear和front的值分别为0和3，当从队列中删除一个元素，再加入两个元素后，rear和front的值分别为多少？( B )A. 1和 5B. 2和4C. 4和2D. 5和15. 用单链表表示的链式队列的队头在链表的（ A ）位置。
A．链头 B．链尾 C．链中二 判断题1. 队列是一种插入与删除操作分别在表的两端进行的线性表，是一种先进后出型结构。
（ × ）2. 通常使用队列来处理函数或过程的调用。
（ × ）3. 队列逻辑上是一个下端和上端既能增加又能减少的线性表。
（ √ ）4. 循环队列通常用指针来实现队列的头尾相接。
（ × ）5. 循环队列也存在空间溢出问题。
（√ ）6. 队列和栈都是运算受限的线性表，只允许在表的两端进行运算。
（× ）7. 栈和队列都是线性表，只是在插入和删除时受到了一些限制。
（ √ ）三 应用题1. 简要叙述循环队列的数据结构，并写出其初始状态、队列空、队列满时的队首指针与队尾指针的值。
数据结构总结知识点
第一章数据结构概念——数据结构，数据元素，数据项，数据类型，抽象数据类型，算法，等。
数据结构定义——指互相有关联的数据元素的集合，用D_S=( D, S ) 或S=( D, R) 表示。
数据结构内容——数据的逻辑结构、存储结构和运算算法效率指标——时间效率（时间复杂度）和空间效率（空间复杂度）总结：数据的逻辑结构和存储结构数据的逻辑结构是数据的机外表示，数据的存储结构是数据的机内表示。
(2) 一种数据的逻辑结构可以用多种存储结构来存储。
(3) 数据结构的基本操作是定义（存在）于逻辑结构，计算机程序设计过程中实现于存储结构。
(4) 采用不同的存储结构，其数据处理的效率往往是不同的。
数据结构？有限个同构数据元素的集合，存在着一定的结构关系，可进行一定的运算。
算法--是对特定问题求解步骤的一种描述，是指令的有限序列。
算法有5个基本特性：有穷性、确定性、可行性、输入和输出第二章1. 数据的逻辑结构是指数据元素之间的逻辑关系，是用户按使用需要建立的。
对2. 线性表的逻辑结构定义是唯一的，不依赖于计算机。
对3. 线性结构反映结点间的逻辑关系是一对一的。
对4. 一维向量是线性表，但二维或N维数组不是。
错5. “同一数据逻辑结构中的所有数据元素都具有相同的 特性”是指数据元素所包含的数据项的个数都相等。
错 插入概率p(i)=1/(n+1) ，删除概率q(i)=1/n插入操作时间效率（平均移动次数）2)1(11)1(1111ni n n i n p E n i n i i is =+-+=+-=∑∑+=+=删除操作时间效率（平均移动次数）21)(1)(11-=-=-=∑∑==n i n n i n q E ni n i i dl 线性表顺序存储结构特点：逻辑关系上相邻的两个元素在物理存储位置上也相邻； 优点：可以随机存取表中任一元素;无需为表示表中元素 之间的逻辑关系而增加额外的存储空间；缺点：在插入、删除某一元素时，需要移动大量元素；表的容量难以确定，表的容量难以扩充。
数据结构.ppt
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2.1 线性表的概念及运算
一、逻辑结构 1.描述: 线性表是由n (n>=0)个数据元素(点)a1,a2,….,ai,….,an
组成的有限序列。其中，数据元素的个数n定义为表长。 当n=0时称为空表，非空的线性表(n>0)记为： (a1,a2,….,ai,…..,an)
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第一章 概 论
1.4 算法分析
一、算法评价五要素 （1）正确性 （2）执行算法所耗费的时间 （3）执行算法所耗费的空间 （4）可读性 （5）健壮性
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第一章 概 论
二、算法的时间复杂度
•一个算法所耗费的时间:该算法中每条语句的执行时间之和。 •每条语句的执行时间：该语句的执行次数乘以该语句执行一次 所需时间。 •频度：语句重复执行的次数 •算法的时间耗费T(n)=每条语句的执行的时间
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一、链表
2.3 线性表的链式存储
1、 链式存储：用一组任意的存储单元存储线性表, 逻辑上 相邻的结点在物理位置上不一定相邻，结点间 的逻辑关系由存储结点时附加的指针字段表示
2、链表：采用链式存储方法的线性表称为链表。
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2.3.1 单链表
1、单链表的特点：每个结点只有一个链域，指向其直接后继 （尾结点除外）。
依据数据集中可能出现的最坏情况估算出的时间复杂度 称为最坏时间复杂度。
五、平均时间复杂度
在假设数据集的分布是等概率的条件下，估算出的时间 复杂度称为平均时间复杂度。
例：顺序查找
第四讲 时间复杂度和空间复杂度2
线性阶
• 一般含有非嵌套循环涉及线性阶，线性阶就是随 着问题规模n的扩大，对应计算次数呈直线增长。
int i , n = 100, sum = 0; for( i=0; i < n; i++ ) { sum = sum + i; }
• 上面这段代码，它的循环的时间复杂度为O(n)， 因为循环体中的代码需要执行n次。
对数阶
• 对数，属于高中数学内容啦，对于有些鱼油可能 对这玩意不大理解，或者忘记了，也没事，咱分 析的是程序为主，而不是数学为主，不怕。 • 我们看下这个程序：
int i = 1, n = 100; while( i < n ) {
i = i * 2;
}
对数阶
• 由于每次i*2之后，就举例n更近一步，假设有x个2相 乘后大于或等于n，则会退出循环。 • 于是由2^x = n得到x = log(2)n，所以这个循环的时 间复杂度为O(logn)。 • 其实理解大O推导不算难，难的是对数列的一些相关 运算，这更多的是考察你的数学知识和能力。 • 所以这里小甲鱼要分两类来说下，对于想考研的朋友 ，需要强化一下你的数学尤其是数列方面的知识。对 于想增长自己编程能力的朋友，大概知道规律即可， 不要在高等数学的概念上死磕！
平方阶
• 刚才是单个循环结构，那么嵌套呢？
int i, j, n = 100; for( i=0; i < n; i++ ) { for( j=0; j < n; j++ ) { printf(“I love \n”); } }
平方阶
• n等于100，也就是说外层循环每执行一次，内层 循环就执行100次，那总共程序想要从这两个循环 出来，需要执行100*100次，也就是n的平方。所 以这段代码的时间复杂度为O(n^2)。 • 那如果有三个这样的嵌套循环呢？ • 没错，那就是n^3啦。所以我们很容易总结得出， 循环的时间复杂度等于循环体的复杂度乘以该循 环运行的次数。 • 刚刚我们每个循环的次数都是一样的，如果：
《数据结构与算法 》课件
自然语言处理中，数据结构用于表示句子、单词之间的关系，如依 存句法树。
计算机视觉
计算机视觉中的图像处理和识别使用数据结构来存储和操作图像信 息，如链表和二叉树。
算法在计算机科学中的应用
加密算法
加密算法用于保护数据的机密性和完整性，如 RSA算法用于公钥加密。
排序算法
排序算法用于对数据进行排序，如快速排序和归 并排序广泛应用于数据库和搜索引擎中。
归并排序
将两个或两个以上的有序表组合成一个新的有序表。
查找算法
线性查找：从数据结构的一端开始逐 个检查每个元素，直到找到所查找的 元素或检查完所有元素为止。
二分查找：在有序数据结构中查找某 一特定元素，从中间开始比较，如果 中间元素正好是要查找的元素，则搜 索过程结束；如果某一特定元素大于 或者小于中间元素，则在数组大于或 小于中间元素的那一半中查找，而且 跟开始一样从中间元素开始比较。如 果在某一步骤数组为空，则代表找不 到。这种搜索算法每一次比较都使搜 索范围缩小一半。
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常见算法实现
排序算法
冒泡排序
通过重复地遍历待排序的数列，一次比较两个元素，如果他们的顺序错误就把他们交换过来。遍历数列的工作是重复 地进行直到没有再需要交换，也就是说该数列已经排序完成。
快速排序
通过一趟排序将要排序的数据分割成独立的两部分，其中一部分的所有数据都比另一部分的所有数据要小，然后再按 此方法对这两部分数据分别进行快速排序，整个排序过程可以递归进行，以此达到整个数据变成有序序列。
数据结构在计算机科学中的应用
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数据库系统
数据结构是数据库系统的基础，用于存储、检索 和管理大量数据。例如，B树和哈希表在数据库 索引中广泛应用。
Python基础编程与实践教学课件第4章 典型数据结构
根据需要，也可以在集合和列表之间进行相互转换。如果将一个集 合作为参数传入list()函数，则可以返回一个列表对象。
4.4 字典
4.4.1 创建字典
字典就是用花括号括起来的一组“关键字:值”对，每个“关键字: 值”对就是字典中的一个元素或条目。
1. 创建可变集合
创建可变集合的最简单方法是使用逗号分隔一组数据并放在一对花 括号中。
2. 创建不可变集合
不可变集合可以通过调用frozenset()函数来创建，调用格式如下：
frozenset([iterable])
4.3.2 集合的基本操作
1. 传统的集合运算 （1）计算求交集：使用运算符“&”。 （2）计算并集：使用运算符“|”。 （3）计算差集：使用运算符“-”。 （4）计算对称差集：使用运算符“^”。 2. 集合的比较 （1）判断相等：使用运算符“==”。 （2）判断不相等。使用运算符“!=”。 （3）判断真子集：使用运算符“<”。 （4）判断子集：使用运算符“<=”。 （5）判断真超集：使用运算符“>”。 （6）判断超集：使用运算符“>=”。 3. 集合的并入 对于可变集合，可以使用运算符“|=”将一个集合并入另一个集合中。 4. 集合的遍历 使用for循环可以遍历集合中的所有元素。
4.3.3 集合的常用方法（2）
2. 仅适用于可变集合的方法 （1）set1.add(x)：在集合set1中添加元素x。 （2）set1.update(set2, set3, ..., setn)：该方法使用集合set2, set3, ..., setn拆分成单个数据项并添加到集合set1中。 （ 3 ） set1.intersection_update(set2, set3, ..., setn) ： 求 出 集合set1, set2, set3, ..., setn集合的交集并将结果赋值给set1。 （4）set1.difference_update(set2, set3, ..., setn)：求出属 于集合set1但不属于集合set2, set3, ..., setn的元素并将赋值给 set1。 （5）set1.symmetric_difference_update(set2)：求出集合set1和 set2的对称差集并将结果赋值给set1。 （6）set1.remove(x)：从集合set1中删除元素x。 （7）set1.discard(x)：从集合set1中删除元素x。 （8）set1.pop()：该方法从集合set1中弹出一个元素。 （9）set1.clear()：删除集合set1中的所有元素。