数据结构(C语言版)(第2版)课后习题答案4.pdf
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1、数据结构(c语言版)(第2版)课后习题答案李冬梅2015.3目 录第 1 章 绪 论.1第 2 章 线 性 表.5第 3 章 栈 和 队 列.13第 4 章 串、数组和广义表.26第 5 章 树和二叉树.33第 6 章 图.43第 7 章 查 找.54第 8 章 排 序.65欢迎下载第1章 绪 论1 .简述下列概念:数据、数据元素、数据项、数据对象、数据结构、逻辑结构、存储结构、抽象数据类型。答案:数据:是客观事物的符号表示,指所有能输入到计算机中并被计算机程序处理的符号的总称。如数学计算中用到的整数和实数,文本编辑所用到的字符串,多媒体程序处理的图形、图像、声音、动画等通过特殊编码定义后的数
2、据。数据元素:是数据的基本单位,在计算机中通常作为一个整体进行考虑和处理。在有些情况下,数据元素也称为元素、结点、记录等。数据元素用于完整地描述一个对象,如一个学生记录,树中棋盘的一个格局(状态)、图中的一个顶点等。数据项:是组成数据元素的、有独立含义的、不可分割的最小单位。例如,学生基本信息表中的学号、姓名、性别等都是数据项。数据对象:是性质相同的数据元素的集合,是数据的一个子集。例如:整数数据对象是集合N=0,1,2,.字母字符数据对象是集合C=A ,B ,,Z ,a ,b ,,z ,学生基本信息表也可是一个数据对象。数据结构:是相互之间存在一种或多种特定关系的数据元素的集合。换句话说,数
3、据结构 是 带“结构”的数据元素的集合,“结构”就是指数据元素之间存在的关系。逻辑结构: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。因此,数据的逻辑结构可以看作是从具体问题抽象出来的数学模型。存储结构:数据对象在计算机中的存储表示,也称为物理结构。抽象数据类型:由用户定义的,表示应用问题的数学模型,以及定义在这个模型上的一组操作的总称。具体包括三部分;数据对象、数据对象上关系的集合和对数据对象的基本操作的集合。2 .试举一个数据结构的例子,叙述其逻辑结构和存储结构两方面的含义和相互关系。答案:例如有一张学生基本信息表,包括学生的学号、姓名、性别、籍贯、专业等。每个学生基本信息记
4、录对应一个数据元素,学生记录按顺序号排列,形成了学生基本信息记录的线性序列。对于整个表来说,只有一个开始结点(它的前面无记录)和一个终端结点(它的后面无记录),其他的结点则各有一个也只有一个直接前趋和直接后继。学生记录之间的这种关系就确定了学生表的逻辑结构,即线性结构。这些学生记录在计算机中的存储表示就是存储结构。如果用连续的存储单元(如用数组表示)来存放这些记录,则称为顺序存储结构;如果存储单元不连续,而是随机存放各个记录,然后用指针进行链接,则称为链式存储结构。即相同的逻辑结构,可以对应不同的存储结构。3 .简述逻辑结构的四种基本关系并画出它们的关系图。欢迎下载答案:(1)集合结构数据元素
5、之间除了“属于同一集合”的关系外,别无其他关系。例如,确定一名学生是否为班级成员,只需将班级看做个集合结构。(2)线性结构数据元素之间存在一对一的关系。例如,将学生信息数据按照其入学报到的时间先后顺序进行排列,将组成一个线性结构。(3)树结构数据元素之间存在一对多的关系。例如,在班级的管理体系中,班长管理多个组长,每位组长管理多名组员,从而构成树形结构。(4)图结构或网状结构数据元素之间存在多对多的关系。例如,多位同学之间的朋友关系,任何两位同学都可以是朋友,从而构成图形结构或网状结构。其中树结构和图结构都属于非线性结构。0 0 000四类基本逻辑结构关系图4 .存储结构由哪两种基本的存储方法
6、实现?答案:(1)顺序存储结构顺序存储结构是借助元素在存储器中的相对位置来表示数据元素之间的逻辑关系,通常借助程序设计语言的数组类型来描述。(2)链式存储结构顺序存储结构要求所有的元素依次存放在一片连续的存储空间中,而链式存储结构,无需占用一整块存储空间。但为了表示结点之间的关系,需要给每个结点附加指针字段,用于存放后继元素的存储地址。所以链式存储结构通常借助于程序设计语言的指针类型来描述。5 .选择题(1)在数据结构中,从逻辑上可以把数据结构分成()。A.动态结构和静态结构 B.紧凑结构和非紧凑结构欢迎下载C.线性结构和非线性结构 D.内部结构和外部结构答案:C(2)与数据元素本身的形式、内
7、容、相对位置、个数无关的是数据的()oA.存储结构 B.存储实现C.逻辑结构 D.运算实现答案:C(3)通常要求同一逻辑结构中的所有数据元素具有相同的特性,这 意 味 着()。A.数据具有同一特点B.不仅数据元素所包含的数据项的个数要相同,而且对应数据项的类型要一致C.每个数据元素都一样D.数据元素所包含的数据项的个数要相等答案:B(4)以下说法正确的是()oA.数据元素是数据的最小单位B.数据项是数据的基本单位C.数据结构是带有结构的各数据项的集合D.一些表面上很不相同的数据可以有相同的逻辑结构答案:D解释:数据元素是数据的基本单位,数据项是数据的最小单位,数据结构是带有结构的各数据元素的集
8、合。(5)算法的时间复杂度取决于()A.问题的规模 B.待处理数据的初态C.计算机的配置 D.A和B答案:D解释:算法的时间复杂度不仅与问题的规模有关,还与问题的其他因素有关。如某些排序的算法,其执行时间与待排序记录的初始状态有关。为此,杓时会对算法有最好、最坏以及平均时间复杂度的评价。(6)以下数据结构中,()是非线性数据结构A.树 B.字符串 C.队列 D.栈答案:A6.试分析下面各程序段的时间复杂度。(1)x=9 0;y=1 0 0;w hile(y 0)if(x 1 0 0)x=x-1 0;y;else x+;答案:。解释:程序的执行次数为常数阶。欢迎下载(2)for(i=0;i n;
9、i+)for(j=0;j m;j+)a i答案:0(m*n)解释:语 句 的 执 行 次 数 为(3)s=0;for i=0;i n;i+)for(j=0;j n;j+)s+=B i j;sum=s;答案:0(n2)解释:语 句 s+=的执行次数为n。(4)i=l;w hile(i =n)i=i*3;答 案:0(log3z?)解释:语 句 i=i*3;的 执 行 次 数 为 logs。(5)x=0;for(i=l;i n;i+)for(j=l;j ly=0;w hile(x (y+1)*(y+1)y+;答案:0(五)解释:语 句 y+;的 执 行 次 数 为 14。欢迎下载第 2 章 线 性
10、表1.选择题(1)顺序表中第一个元素的存储地址是1 0 0,每个元素的长度为2,则 第 5 个元素的地 址 是()A.110 B.108 C.100 D.120答案:B解释:顺序表中的数据连续存储,所 以 第 5 个元素的地址为:100+2*4=108。(2)在 n 个结点的顺序表中,算法的时间复杂度是0(1)的操作是()。A.访问第i 个 结 点(iW iW n)和求第i 个结点的直接前驱(2 i a2,a j,下列说法正确的是()。A.每个元素都有一个直接前驱和一个直接后继B.线性表中至少有一个元素C.表中诸元素的排列必须是由小到大或由大到小D.除第-个和最后一个元素外,其余每个元素都有一
11、个且仅有一个直接前驱和直接后继。答案:D(11)创建一个包括个 结点的有序单链表的时间复杂度是()。A.0(1)B.O(n)C.O(n2)D.O(nlog2n)答案:C解释:单链表创建的时间复杂度是O(n),而要建立一个有序的单链表,则每生成一个新结点时需要和己有的结点进行比较,确定合适的插入位置,所以时间复杂度是O(n2)(12)以下说法错误的是()。A.求表长、定位这两种运算在采用顺序存储结构时实现的效率不比采用链式存储结构时实现的效率低B.顺序存储的线性表可以随机存取C.由于顺序存储要求连续的存储区域,所以在存储管理上不够灵活D.线性表的链式存储结构优于顺序存储结构答案:D解释:链式存储
12、结构和顺序存储结构各有优缺点,有不同的适用场合。(13)在单链表中,要 将s所指结点插入到p所指结点之后,其语句应为().欢迎下载A.s-next=p+l;p-next=s;B.(*p).next=s;(*s).next=(*p).next;C.s-next=p-next;p-next=s-next;D.s-next=p-next;p-next=s;答案:D(1 4)在双向链表存储结构中,删 除 p 所指的结点时须修改指针()。A.p-next-prior=p-prior;p-prior-next=p-next;B.p-next=p-next-next;p-next-prior=p;C.p-p
13、rior-next=p;p-prior=p-prior-prior;D.p-prior=p-next-next;p-next=p-prior-prior;答案:A(1 5)在双向循环链表中,在 p 指针所指的结点后插入q 所指向的新结点,其修改指针的操 作 是()。A.p-next=q;q-prior=p;p-next-prior=q;q-next=q;B.p-next=q;p-next-prior=q;q-prior=p;q-next=p-next;C.q-prior=p;q-next=p-next;p-next-prior=q;p-next=q;D.q-prior=p;q-next=p-n
14、ext;p-next=q;p-next-prior=q;答案:c2.算法设计题(1)将两个递增的有序链表合并为一个递增的有序链表。要求结果链表仍使用原来两个链表的存储空间,不另外占用其它的存储空间。表中不允许有重复的数据。题目分析合并后的新表使用头指针Lc指向,p a 和 pb 分别是链表L a和 Lb的工作指针,初始化为相应链表的笫一个结点,从第一个结点开始进行比较,当两个链表La和 Lb均为到达表尾结点时,依次摘取其中较小者重新链接在L c表的最后。如果两个表中的元素相等,只摘取La表中的元素,删 除 Lb表中的元素,这样确保合并后表中无重复的元素。当一个表到达表尾结点,为空时,将非空表的
15、剩余元素直接链接在Lc表的最后。算法描述void MergeList(LinkList&La,LinkList&Lb,LinkList&Lc)/合并链表La和 L b,合并后的新表使用头指针Lc指向pa=La-next;pb=Lb-next;/p a 和 pb分别是链表L a和 Lb的工作指针,初始化为相应链表的第一个结点Lc=pc=La;/用 L a的头结点作为L c的头结点while(pa&pb)if(pa-datadata)pc-next=pa;pc=pa;pa=pa-next;/取较小者L a中的元素,将 p a 链接在p c 的后面,p a 指针后移else if(pa-datapb
16、-data)pc-next=pb;pc=pb;pb=pb-next;取较小者Lb中的元素,将 pb链接在p c 的后面,pb 指针后移欢迎下载e l se /相等时取L a 中的元素,删 除 L b 中的元素 p c-n e x t=p a;p c=p a;p a=p a-n e x t;q=p b-n e x t;d e l e te p b ;p b =q;p c-n e x t=p a?p a:p b;d e l e te L b;插入剩余段释放L b 的头结点(2)将两个非递减的有序链表合并为一个非递增的有序链表。要求结果链表仍使用原来两个链表的存储空间,不另外占用其它的存储空间。表中
17、允许有重复的数据。题目分析合并后的新表使用头指针L c 指向,p a 和 p b 分别是链表L a 和 L b 的工作指针,初始化为相应链表的第一个结点,从第一个结点开始进行比较,当两个链表L a 和 L b 均为到达表尾结点时,依次摘取其中较小者重新链接在L c 表的表头结点之后,如果两个表中的元素相等,只摘 取 L a 表中的元素,保 留 L b 表中的元素。当一个表到达表尾结点,为空时,将非空表的剩余元素依次摘取,链接在L c 表的表头结点之后。算法描述v o i d M er g eLi s t(Li n k Li s t fe La,Li n k Li s t&Lb,Li n k L
18、i s t fe L c,)/合并链表La和 L b,合并后的新表使用头指针Lc 指向p a=La-n ex t;p b=Lb-n ex t;/p a和 p b 分别是链表La和 L b 的工作指针,初始化为相应链表的第一个结点Lc=p c=La;用 La 的头结点作为L c 的头结点Lc-n ex t=NU LL;w h i l e(p a|p b )只要存在一个非空表,用 q指向待摘取的元素i f(!p a)q=p b;p b=p b-n ex t;)La表为空,用 q指 向 p b,p b 指针后移el s e i f(!p b)q=p a;p a=p a-n ex t;Lb 表为空,用
19、 q指 向 p a,p a指针后移el s e i f(p a-d at ad at a)q=p a;p a=p a-n ex t;取较小者(包括相等)L a 中的元素,用 q指 向 p a,p a指针后移el s e q=p b;p b=p b-n ex t;取较小者L b 中的元素,用 q指 向 p b,p b 指针后移q-n ex t =Lc-n ex t;Lc-n ex t -q;将 q指向的结点插在L c表的表头结点之后)d el et e Lb;/释 放 Lb 的头结点欢迎下载(3)已知两个链表A和 B分别表示两个集合,其元素递增排列。请设计算法求出A与 B的交集,并存放于A链表中
20、。题目分析只有同时出现在两集合中的元素才出现在结果表中,合并后的新表使用头指针Lc 指向。p a和 p b 分别是链表La和 L b 的工作指针,初始化为相应链表的第一个结点,从第一个结点开始进行比较,当两个链表La 和 Lb 均为到达表尾结点时,如果两个表中相等的元素时,摘取L a 表中的元素,删 除 L b 表中的元素;如果其中一个表中的元素较小时,删除此表中较小的元素,此表的工作指针后移。当链表La和 Lb 有一个到达表尾结点,为空时,依次删除另一个非空表中的所有元素。算法描述v o i d M i x(Li n k Li s t&La,Li n k Li s t&Lb,Li n k L
21、i s t&Lc)p a=La-n ex t;p b=Lb-n ex t;p a 和 p b 分别是链表La和 L b 的工作指针,初始化为相应链表的第一个结点Lc 二 p c=La;用 L a 的头结点作为L c 的头结点w h i l e(p a&p b)i f(p a-d at a=p b-d at a)/交集并入结果表中。(p c-n ex t=p a;p c=p a;p a=p a-n ex t;u=p b;p b=p b-n ex t;d el et e u;el s e i f(p a-d at ad at a)u=p a;p a=p a-n ex t;d el et e u;e
22、l s e u=p b;p b 二 p b-n ex t;d el et e u;)w h i l e(p a)u=p a;p a=p a-n ex t;d el et e u;释放结点空间w h i l e(p b)u=p b;p b=p b-n ex t;d el et e u;释放结点空间p c-n ex t=n u l l;/置链表尾标记。d el et e Lb;释放L b 的头结点)(4)已知两个链表A和 B分别表示两个集合,其元素递增排列。请设计算法求出两个集合 A和 B的差集(即仅由在A中出现而不在B中出现的元素所构成的集合),并以同样的形式存储,同时返回该集合的元素个数。题目
23、分析求两个集合A和 B的差集是指在A中删除A和 B中共有的元素,即删除链表中的相应结点,所以要保存待删除结点的前驱,使用指针p r e指向前驱结点。p a 和 p b 分别是链表La和L b的工作指针,初始化为相应链表的第一个结点,从第一个结点开始进行比较,当两个链表La和 Lb 均为到达表尾结点时,如果La表中的元素小于Lb 表中的元素,p r e置 为 La表的工作指针p a删 除 Lb 表中的元素:如果其中一个表中的元素较小时,删除此表中较小的元素,此表的工作指针后移。当链表La和 Lb 有一个为空时,依次删除另一个非空表中的所有元素。算法描述欢迎下载v o i d D i ffer e
24、n c e(Li n k Li s t&La,Li n k Li s t&Lb,i n t *n)差集的结果存储于单链表L a 中,*n 是结果集合中元素个数,调用时为0p a=La-n ex t;p b=Lb-n ex t;p a和 p b 分别是链表La和 L b 的工作指针,初始化为相应链表的第一个结点p r e=La;p r e为 L a 中 p a所指结点的前驱结点的指针w h i 1 e(p a&p b )i f(p a-d at ad at a)p r e=p a;p a=p a-n ex t;*n+;/A链表中当前结点指针后移el s e i f(p a-d at aq-d a
25、t a)q=q-n ex t;B 链表中当前结点指针后移el s e(p r e-n ex t=p a-n ex t;处理A,B中元素值相同的结点,应删除u=p a;p a=p a-n ex t;d el et e u;删除结点(5)设计算法将一个带头结点的单链表A分解为两个具有相同结构的链表B、C,其 中 B表的结点为A表中值小于零的结点,而 C表的结点为A表中值大于零的结点(链表A中的元素为非零整数,要求B、C表利用A表的结点)。题目分析B表的头结点使用原来A表的头结点,为 C表新申请一个头结点。从 A表的第一个结点开始,依次取其每个结点p,判断结点p的值是否小于0,利用前插法,将小于0的
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- 数据结构 语言版 课后 习题 答案
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