耿国华数据结构习题答案完整版 .pdf
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1、第一章答案1.3 计算下列程序中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】 x=x+1 的语句频度为:T(n)=1+(1+2)+(1+2+3 )+ ( 1+2+ +n )=n(n+1)(n+2)/6 1. 4 试编写算法, 求 pn(x)=a0+a1x+a2x2+ .+anxn的值 pn(x0),并确定算法中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:本题中的输入为ai(i=0,1,n) 、x 和 n,输出为 Pn(x0)。 算法的输入和输出
2、采用下列方法(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。讨论两种方法的优缺点,并在算法中以你认为较好的一种实现输入输出。【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);p
3、rintf(“nx=”);scanf( “%f”,&x);for(i=0;in;i+) scanf( “%f ”,&ai); /*执行次数: n 次 */ p=a0; for(i=1;i=n;i+) p=p+ai*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=a0; for(i=1;i=n;i+) s=s+ai*p; /*执行次数 :n 次*/ p=p*x; re
4、turn(p); 算法的时间复杂度:T(n)=O(n) 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页,共 42 页 - - - - - - - - - 第二章答案2.7试分别以不同的存储结构实现单线表的就地逆置算法,即在原表的存储空间将线性表(a1,a2, ,an)逆置为 (an,an-1, ,a1)。【解答】( 1)用一维数组作为存储结构void invert(SeqList *L, int *num) int j;ElemType tmp;for(j=0;jnext =
5、NULL) return; /*链表为空 */p=L-next; q=p-next; p-next=NULL; /* 摘下第一个结点,生成初始逆置表*/while(q!=NULL) /* 从第二个结点起依次头插入当前逆置表*/r=q-next;q-next=L-next;L-next=q;q=r;2.11将线性 表A=(a1,a2, am), B=(b1,b2, bn)合并成 线性表C, C=(a1,b1, am,bm,bm+1, .bn)当mn 时,线性表 A、B、C 以单链表作为存储结构,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。【解
6、答】算法如下:LinkList merge(LinkList A, LinkList B, LinkList C) Node *pa, *qa, *pb, *qb, *p;pa=A-next; /*pa 表示 A 的当前结点 */pb=B-next; p=A; / *利用 p 来指向新连接的表的表尾,初始值指向表A 的头结点 */while(pa!=NULL & pb!=NULL) /*利用尾插法建立连接之后的链表*/ qa=pa-next; qb=qb-next;p-next=pa; /*交替选择表A 和表 B 中的结点连接到新链表中;*/p=pa;p-next=pb;p=pb; pa=qa
7、;pb=qb;if(pa!=NULL) p-next=pa; /*A 的长度大于B 的长度 */ if(pb!=NULL) p-next=pb; /*B 的长度大于A 的长度 */名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页,共 42 页 - - - - - - - - - C=A; Return(C);第三章答案3.1 按 3.1(b) 所示铁道(两侧铁道均为单向行驶道)进行车厢调度,回答:(1)如进站的车厢序列为123,则可能得到的出站车厢序列是什么?(2)如进站的车厢
8、序列为123456 ,能否得到 435612 和 135426 的出站序列,并说明原因(即写出以“S”表示进栈、 “X”表示出栈的栈序列操作)。【解答】(1)可能得到的出站车厢序列是:123、 132 、213、231、321。(2)不能得到435612 的出站序列。因为有S(1)S(2)S(3)S(4)X(4)X(3)S(5)X(5)S(6)S(6),此时按照“后进先出”的原则,出栈的顺序必须为X(2)X(1) 。能得到 135426 的出站序列。因为有 S(1)X(1)S(2)S(3)X(3)S(4)S(5)X(5)X(4)X(2)X(1)。3.3 给出栈的两种存储结构形式名称,在这两种栈
9、的存储结构中如何判别栈空与栈满?【解答】(1)顺序栈(top 用来存放栈顶元素的下标)判断栈 S 空:如果S-top=-1表示栈空。判断栈 S 满:如果 S-top=Stack_Size-1表示栈满。(2) 链栈( top 为栈顶指针,指向当前栈顶元素前面的头结点)判断栈空:如果top-next=NULL表示栈空。判断栈满:当系统没有可用空间时,申请不到空间存放要进栈的元素,此时栈满。3 4 照四则运算加、减、乘、除和幂运算的优先惯例,画出对下列表达式求值时操作数栈和运算符栈的变化过程:A-B*C/D+E F 【解答】3 5 写一个算法,判断依次读入的一个以为结束符的字母序列,是否形如序列1&
10、序列 2的字符序列。序列1 和序列 2 中都不含 & ,且序列2 是序列 1 的逆序列。例名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页,共 42 页 - - - - - - - - - 如, a+b&b+a 是属于该模式的字符序列,而1+3&3 -1 则不是。【解答】算法如下:int IsHuiWen() Stack *S; Char ch,temp; InitStack(&S); Printf(“n 请输入字符序列:” ); Ch=getchar(); While( ch
11、!=&) /*序列 1 入栈 */ Push(&S,ch); ch=getchar(); do /*判断序列 2 是否是序列1 的逆序列 */ ch=getchar(); Pop(&S,&temp); if(ch!= temp) /*序列 2 不是序列1 的逆序列 */ re turn(FALSE); printf(“nNO ”); while(ch!= & !IsEmpty(&S) if(ch = = & IsEmpty(&S) return(TRUE); printf(“nYES ”); /*序列 2 是序列 1 的逆序列 */ else return(FALSE); printf(“nN
12、O ”); /*IsHuiWen()*/ 3.8 要求循环队列不损失一个空间全部都能得到利用,设置一个标志tag, 以 tag 为 0 或 1来区分头尾指针相同时的队列状态的空与满,请编写与此相应的入队与出队算法。【解答】入队算法:int EnterQueue(SeqQueue *Q, QueueElementType x) /*将元素 x 入队 */ if(Q-front=Q-front & tag=1) /*队满 */ return(FALSE); if(Q-front=Q-front & tag=0) /*x 入队前队空,x 入队后重新设置标志*/ tag=1; Q-elememtQ-r
13、ear=x; Q-rear=(Q-rear+1)%MAXSIZE; /*设置队尾指针*/ Return(TRUE); 出队算法:int DeleteQueue( SeqQueue *Q , QueueElementType *x) /* 删除队头元素,用x 返回其值 */ if(Q-front=Q-rear & tag=0) /*队空 */ return(FALSE); *x=Q-elementQ-front; Q-front=(Q-front+1)%MAXSIZE; /*重新设置队头指针*/ if(Q-front=Q-rear) tag=0; /*队头元素出队后队列为空,重新设置标志域*/
14、Return(TUUE); 编写求解Hanoi 问题的算法,并给出三个盘子搬动时的递归调用过程。【解答】算法:void hanoi (int n ,char x, char y, char z) 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页,共 42 页 - - - - - - - - - /*将塔座 X 上按直径由小到大且至上而下编号为1 到 n 的 n 个圆盘按规则搬到塔座Z上, Y 可用做辅助塔座*/ if(n = =1) move(x,1,z); else Hano
15、i(n-1,x,z,y); move(x, n, z); Hanoi(n-1, y,x,z); Hanoi(3,A,B,C)的递归调用过程:Hanoi(2,A,C,B): Hanoi(1,A,B,C) move(A-C) 1 号搬到 C Move(A-B) 2 号搬到 B Hanoi(1,C,A,B) move(C-B) 1 号搬到 B Move(A-C) 3 号搬到 C Hanoi(2,B,A,C) Hanoi(1,B,C,A) move(B-A) 1 号搬到 A Move(B-C) 2 号搬到 C Hanoi(1,A,B,C) move(A-C) 1 号搬到 C 第四章答案4.1 设 s=
16、I AM A STUDENT ,t= GOOD , q=WORKER 。给出下列操作的结果:【解答】 StrLength(s)=14; SubString(sub1,s,1,7) sub1=I AM A ;SubString(sub2,s,7,1) sub2= ;StrIndex(s,4,A)=6;StrReplace(s,STUDENT ,q); s=I AM A WORKER ;StrCat(StrCat(sub1,t),StrCat(sub2,q) sub1=I AM A GOOD WORKER。4.2 编写算法,实现串的基本操作StrReplace(S,T,V)。【解答】算法如下:in
17、t strReplace(SString S,SString T, SString V) /*用串 V 替换 S 中的所有子串T */ int pos,i; pos=strIndex(S,1,T); /*求 S 中子串 T 第一次出现的位置*/ if(pos = = 0) return(0); while(pos!=0) /*用串 V 替换 S 中的所有子串T */ switch(T.len-V.len) case 0: /*串 T 的长度等于串V 的长度 */ for(i=0;ichpos+i=V.chi; case 0: /*串 T 的长度大于串V 的长度 */ for(i=pos+t.i
18、en;ilen;i-) /*将 S 中子串 T 后的所有字符S-chi-t.len+v.len=S-chi; 前移T.len-V.len个位置*/ for(i=0;ichpos+i=V.chi; S-len=S-len-T.len+V.len; case len-T.len+V.len)len-T.len+V.len;i=pos+T.len;i-) S-chi=S-chi-T.len+V.len; for(i=0;ichpos+i=V.chi; S-len=S-len-T.len+V.len; else /*替换后串长 MAXLEN, 但串 V 可以全部替换 */ if(pos+V.len=p
19、os+T.len; i-) S-chi=s-chi-T.len+V.len for(i=0;ichpos+i=V.chi; S-len=MAXLEN; else /*串 V 的部分字符要舍弃*/ for(i=0;ichi+pos=V.chi; S-len=MAXLEN; /*switch()*/ pos=StrIndex(S,pos+V.len,T); /*求 S 中下一个子串T 的位置*/ /*while()*/ return(1); /*StrReplace()*/ 附加题:用链式结构实现定位函数。【解答】typedef struct Node char data; struct Node
20、 *next; Node,*Lstring; int strIndex(Lstring S, int pos, Lstring T) /*从串 S 的 pos 序号起,串T 第一次出现的位置*/ Node *p, *q, *Ppos; int i=0 ,,j=0; if(T-next= =NULL | S-next = =NULL) return(0); p=S-next; q=T-next; while(p!=NULL & jnext; j+; if(j!=pos) return(0); while(p!=NULL & q!=NULL) Ppos=p; /*Ppos指向当前匹配的起始字符*/
21、 if(p-data = = q-data) p=p-next; q=q-next; else /*从 Ppos 指向字符的下一个字符起从新匹配*/ 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页,共 42 页 - - - - - - - - - p=Ppos-next; q=T-head-next; i+; if(q= =NULL) return(pos+i); /*匹配成功 */ else return(0); /*失败 */ 第 4章串习题1. 设 s=I AM A S
22、TUDENT, t= GOOD , q=WORKER 。给出下列操作的结果:StrLength(s); SubString(sub1,s,1,7); SubString(sub2,s,7,1); StrIndex(s,A,4); StrReplace(s,STUDENT ,q); StrCat(StrCat(sub1,t), StrCat(sub2,q); 参考答案 StrLength(s)=14; sub1=I AM A_ ; sub2=_; StrIndex(s,A,4)=6; StrReplace(s,STUDENT ,q)=I AM A WORKER ; StrCat(StrCat(s
23、ub1,t), StrCat(sub2,q)=I AM A GOOD WORKER; 2. 编写算法,实现串的基本操作StrReplace(S,T,V)。3. 假设以块链结构表示串,块的大小为1,且附设头结点。试编写算法,实现串的下列基本操作:StrAsign(S,chars);StrCopy(S,T);StrCompare(S,T);StrLength(S);StrCat(S,T); SubString(Sub,S,pos,len)。说明 :用单链表实现。4 叙述以下每对术语的区别:空串和空格串;串变量和串常量;主串和子串;串变量的名字和串变量的值。5 已知: S=”(xyz)*”,T=”(
24、x+z)*y”。试利用联接、求子串和置换等操作,将S 转换为T. 6 S 和 T 是用结点大小为1 的单链表存储的两个串,设计一个算法将串S 中首次与T匹配的子串逆置。7 S 是用结点大小为4 的单链表存储的串,分别编写算法在第k 个字符后插入串T, 及从第 k 个字符删除len 个字符。以下算法用定长顺序串:8 写下列算法:(1)将顺序串 r 中所有值为ch1 的字符换成ch2 的字符。(2)将顺序串 r 中所有字符按照相反的次序仍存放在r 中。(3)从顺序串 r 中删除其值等于ch 的所有字符。(4)从顺序串 r1 中第 index 个字符起求出首次与串r2 相同的子串的起始位置。(5)从
25、顺序串 r 中删除所有与串r1 相同的子串。9 写一个函数将顺序串s1 中的第 i 个字符到第j 个字符之间的字符用s2 串替换。提示 : (1)用静态顺序串(2)先移位,后复制10写算法,实现顺序串的基本操作StrCompare(s,t)。11写算法,实现顺序串的基本操作StrReplace(&s,t,v)。提示 :名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页,共 42 页 - - - - - - - - - (1)被替换子串 定位(相当于第9 题中 i)(2)被替换子串
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