数据结构 - C语言描述课后答案

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第一章 绪论 一、问答题

1. 什么是数据结构?

2. 叙述四类基本数据结构的名称与含义。 3. 叙述算法的定义与特性。 4. 叙述算法的时间复杂度。 5. 叙述数据类型的概念。

6. 叙述线性结构与非线性结构的差别。 7. 叙述面向对象程序设计语言的特点。

8. 在面向对象程序设计中,类的作用是什么? 9. 叙述参数传递的主要方式及特点。 10. 叙述抽象数据类型的概念。 二、判断题(在各题后填写“√”或“×”)

1. 线性结构只能用顺序结构来存放,非线性结构只能用非顺序结构来存放。( ) 2. 算法就是程序。( )

3. 在高级语言(如C或 PASCAL)中,指针类型是原子类型。( ) 三、计算下列程序段中X=X+1的语句频度 for(i=1;i<=n;i++) for(j=1;j<=i;j++) for(k=1;k<=j;k++) x=x+1; 【解答】

i=1时: 1 = (1+1)×1/2 = (1+12)/2 i=2时: 1+2 = (1+2)×2/2 = (2+22)/2 i=3时: 1+2+3 = (1+3)×3/2 = (3+32)/2 …

i=n时: 1+2+3+……+n = (1+n)×n/2 = (n+n2)/2

x=x+1的语句频度为:

f(n) = [ (1+2+3+……+n) + (12 + 22 + 32 + …… + n2 ) ] / 2 =[ (1+n)×n/2 + n(n+1)(2n+1)/6 ] / 2 =n(n+1)(n+2)/6 =n3/6+n2/2+n/3

区分语句频度和算法复杂度: O(f(n)) = O(n3)

四、试编写算法,求一元多项式Pn(x)=a0+a1x+a2x2+a3x3+…anxn的值Pn(x0),并确定算法中的每一语句的执行次数和整个算法的时间复杂度,要求时间复杂度尽可能小,规定算法中不能使用求幂函数。注意:本题中的输入ai(i=0,1,…,n),x和n,输出为Pn(x0)。通常算法的输入和输出可采用下列两种方式之一: (1)通过参数表中的参数显式传递。 (2)通过全局变量隐式传递。

试讨论这两种方法的优缺点,并在本题算法中以你认为较好的一种方式实现输入和输出 【解答】

(1)通过参数表中的参数显式传递

优点:当没有调用函数时,不占用内存,调用结束后形参被释放,实参维持,函数通用性强,移置性强。

缺点:形参须与实参对应,且返回值数量有限。 (2)通过全局变量隐式传递

优点:减少实参与形参的个数,从而减少内存空间以及传递数据时的时间消耗 缺点:函数通用性降低,移植性差 算法如下:通过全局变量隐式传递参数 PolyValue() { int i,n; float x,a[],p; printf(“\\nn=”); scanf(“%f”,&n); printf(“\\nx=”); scanf(“%f”,&x); for(i=0;i

scanf(“%f ”,&a[i]); /*执行次数:n次 */ p=a[0];

for(i=1;i<=n;i++)

{ p=p+a[i]*x; /*执行次数:n次*/ x=x*x;} printf(“%f”,p); }

算法的时间复杂度:T(n)=O(n)

通过参数表中的参数显式传递

float PolyValue(float a[ ], float x, int n) {

float p,s; int i; p=x; s=a[0];

for(i=1;i<=n;i++)

{s=s+a[i]*p; /*执行次数:n次*/ p=p*x;} return(p); }

算法的时间复杂度:T(n)=O(n) 第二章 线性表

2.1 描述以下三个概念的区别:头指针,头结点,首元素结点。 2.2 填空:

(1) 在顺序表中插入或删除一个元素,需要平均移动__一半__元素,具体移动的元素个数与__插入或删除的位置__有关。

(2) 在顺序表中,逻辑上相邻的元素,其物理位置______相邻。在单链表中,逻

辑上相邻的元素,其物理位置______相邻。 (3) 在带头结点的非空单链表中,头结点的存储位置由______指示,首元素结点的存储位置由______指示,除首元素结点外,其它任一元素结点的存储位置由__其直接前趋的next域__指示。

2.3 已知L是无表头结点的单链表,且P结点既不是首元素结点,也不是尾元素结点。按要求从下列语句中选择合适的语句序列。

a. 在P结点后插入S结点的语句序列是:_(4)、(1)_。 b. 在P结点前插入S结点的语句序列是:(7)、(11)、(8)、(4)、(1)。 c. 在表首插入S结点的语句序列是:(5)、(12)。 d. 在表尾插入S结点的语句序列是:(11)、(9)、(1)、(6)。 供选择的语句有: (1)P->next=S;

(2)P->next= P->next->next; (3)P->next= S->next; (4)S->next= P->next; (5)S->next= L;

(6)S->next= NULL; (7)Q= P;

(8)while(P->next!=Q) P=P->next; (9)while(P->next!=NULL) P=P->next; (10)P= Q; (11)P= L; (12)L= S; (13)L= P;

2.4 已知线性表L递增有序。试写一算法,将X插入到L的适当位置上,以保持线性表L的有序性。

Status Insert_SqList(SqList &va,int x)//把x插入递增有序表va中 {

if(va.length+1>va.listsize) return ERROR; va.length++;

for(i=va.length-1;va.elem[i]>x&&i>=0;i--) va.elem[i+1]=va.elem[i]; va.elem[i+1]=x; return OK; }//Insert_SqList

2.5 写一算法,从顺序表中删除自第i个元素开始的k个元素。 [提示]:注意检查i和k的合法性。 (集体搬迁,“新房”、“旧房”)

< 方法1 > 以待移动元素下标m(“旧房号”)为中心, 计算应移入位置(“新房号”):

for ( m= i-1+k; m<= L->last; m++) L->elem[ m-k ] = L->elem[ m ];

< 方法2 > 同时以待移动元素下标m和应移入位置j为中心: < 方法2 > 以应移入位置j为中心,计算待移动元素下标:

2.6已知线性表中的元素(整数)以值递增有序排列,并以单链表作存储结构。试写一高效算法,删除表中所有大于mink且小于maxk的元素(若表中存在这样的元素),分析你的算法的时间复杂度(注意:mink和maxk是给定的两个参变量,它们的值为任意的整数)。 Status Delete_Between(Linklist &L,int mink,int maxk)//删除元素递增排列的链表L中值大于mink且小于maxk的所有元素 {

p=L;

while(p->next->data<=mink) p=p->next; //p是最后一个不大于mink的元素 if(p->next) //如果还有比mink更大的元素 {

q=p->next;

while(q->datanext; //q是第一个不小于maxk的元素 p->next=q; }

}//Delete_Between

2.7试分别以不同的存储结构实现线性表的就地逆置算法,即在原表的存储空间将线性表(a1, a2..., an)逆置为(an, an-1,..., a1)。

(1) 以一维数组作存储结构,设线性表存于a(1:arrsize)的前elenum个分量中。 (2) 以单链表作存储结构。 [方法1]:在原头结点后重新头插一遍

[方法2]:可设三个同步移动的指针p, q, r,将q的后继r改为p

2.8 假设两个按元素值递增有序排列的线性表A和B,均以单链表作为存储结构,请编写算法,将A表和B表归并成一个按元素值递减有序的排列的线性表C,并要求利用原表(即A表和B表的)结点空间存放表C. [提示]:参P.28 例2-1 < 方法1 >

void merge(LinkList A; LinkList B; LinkList *C) { ……

pa=A->next; pb=B->next; *C=A; (*C)->next=NULL;

while ( pa!=NULL && pb!=NULL ) { if ( pa->data <= pb->data ) { smaller=pa; pa=pa->next;

smaller->next = (*C)->next; /* 头插法 */ (*C)->next = smaller; } else

{ smaller=pb; pb=pb->next;

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