严蔚敏数据结构题集(C语言版)答案.doc

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1、今天多一份拼搏明天多几份欢笑。严蔚敏 数据结构C语言版答案详解第1章 绪论1.1 简述下列术语：数据数据元素、数据对象、数据结构、存储结构、数据类型和抽象数据类型解：数据是对客观事物的符号表示在计算机科学中是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数据元素是数据的基本单位在计算机程序中通常作为一个整体进行考虑和处理 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 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 存储结构是数据结构在计算机中的表示 数据类型是一个值的集合和定义在这个值集上的一组操作的总称 抽象数据类型是指一个数学模型以及定义在该模型上的一组操作是对一般数

2、据类型的扩展 1.2 试描述数据结构和抽象数据类型的概念与程序设计语言中数据类型概念的区别解：抽象数据类型包含一般数据类型的概念但含义比一般数据类型更广、更抽象一般数据类型由具体语言系统内部定义直接提供给编程者定义用户数据因此称它们为预定义数据类型抽象数据类型通常由编程者定义包括定义它所使用的数据和在这些数据上所进行的操作在定义抽象数据类型中的数据部分和操作部分时要求只定义到数据的逻辑结构和操作说明不考虑数据的存储结构和操作的具体实现这样抽象层次更高更能为其他用户提供良好的使用接口 1.3 设有数据结构(DR)其中 试按图论中图的画法惯例画出其逻辑结构图 解： 1.4 试仿照三元组的抽象数据类

3、型分别写出抽象数据类型复数和有理数的定义（有理数是其分子、分母均为自然数且分母不为零的分数） 解：ADT Complex数据对象：D=ri|ri为实数数据关系：R=<ri>基本操作：InitComplex(&Creim)操作结果：构造一个复数C其实部和虚部分别为re和imDestroyCmoplex(&C)操作结果：销毁复数CGet(Ck&e)操作结果：用e返回复数C的第k元的值Put(&Cke)操作结果：改变复数C的第k元的值为eIsAscending(C)操作结果：如果复数C的两个元素按升序排列则返回1否则返回0IsDescending(C)操作

4、结果：如果复数C的两个元素按降序排列则返回1否则返回0Max(C&e)操作结果：用e返回复数C的两个元素中值较大的一个Min(C&e)操作结果：用e返回复数C的两个元素中值较小的一个 ADT Complex ADT RationalNumber数据对象：D=sm|sm为自然数且m不为0数据关系：R=<sm>基本操作：InitRationalNumber(&Rsm)操作结果：构造一个有理数R其分子和分母分别为s和mDestroyRationalNumber(&R)操作结果：销毁有理数RGet(Rk&e)操作结果：用e返回有理数R的第k元的值Pu

5、t(&Rke)操作结果：改变有理数R的第k元的值为eIsAscending(R)操作结果：若有理数R的两个元素按升序排列 则返回1否则返回0IsDescending(R)操作结果：若有理数R的两个元素按降序排列 则返回1否则返回0Max(R&e)操作结果：用e返回有理数R的两个元素中值较大的一个 Min(R&e)操作结果：用e返回有理数R的两个元素中值较小的一个 ADT RationalNumber1.5 试画出与下列程序段等价的框图 (1) product=1; i=1;while(i<=n)product *= i;i+;(2) i=0;do i+; whil

6、e(i!=n) && (ai!=x);(3) switch case x<y: z=y-x; break;case x=y: z=abs(x*y); break;default: z=(x-y)/abs(x)*abs(y);1.6 在程序设计中常用下列三种不同的出错处理方式：(1) 用exit语句终止执行并报告错误；(2) 以函数的返回值区别正确返回或错误返回；(3) 设置一个整型变量的函数参数以区别正确返回或某种错误返回试讨论这三种方法各自的优缺点 解：(1)exit常用于异常错误处理它可以强行中断程序的执行返回操作系统 (2)以函数的返回值判断正确与否常用于子程序的测

7、试便于实现程序的局部控制 (3)用整型函数进行错误处理的优点是可以给出错误类型 便于迅速确定错误 1.7 在程序设计中可采用下列三种方法实现输出和输入：(1) 通过scanf和printf语句；(2) 通过函数的参数显式传递；(3) 通过全局变量隐式传递 试讨论这三种方法的优缺点 解：(1)用scanf和printf直接进行输入输出的好处是形象、直观 但缺点是需要对其进行格式控制较为烦琐如果出现错误则会引起整个系统的崩溃 (2)通过函数的参数传递进行输入输出便于实现信息的隐蔽减少出错的可能 (3)通过全局变量的隐式传递进行输入输出最为方便 只需修改变量的值即可但过多的全局变量使程序的维护较为困

8、难 1.8 设n为正整数试确定下列各程序段中前置以记号的语句的频度：(1) i=1; k=0;while(i<=n-1) k += 10*i;i+;(2) i=1; k=0;do k += 10*i;i+; while(i<=n-1);(3) i=1; k=0;while (i<=n-1) i+; k += 10*i;(4) k=0;for(i=1; i<=n; i+) for(j=i; j<=n; j+) k+;(5) for(i=1; i<=n; i+) for(j=1; j<=i; j+) for(k=1; k<=j; k+) x += d

9、elta;(6) i=1; j=0;while(i+j<=n) if(i>j) j+;else i+;(7) x=n; y=0; / n是不小于1的常数 while(x>=(y+1)*(y+1) y+;(8) x=91; y=100;while(y>0) if(x>100) x -= 10; y-; else x+;解：(1) n-1(2) n-1(3) n-1(4) n+(n-1)+(n-2)+.+1=(5) 1+(1+2)+(1+2+3)+.+(1+2+3+.+n)=(6) n(7) 向下取整(8) 11001.9 假设n为2的乘幂并且n>2试求下列算法

10、的时间复杂度及变量count的值（以n的函数形式表示） int Time(int n) count = 0; x=2;while(x<n/2) x *= 2; count+;return count;解：count=1.11 已知有实现同一功能的两个算法其时间复杂度分别为和假设现实计算机可连续运算的时间为秒（100多天）又每秒可执行基本操作（根据这些操作来估算算法时间复杂度）次试问在此条件下这两个算法可解问题的规模（即n值的范围）各为多少？哪个算法更适宜？请说明理由解： n=40n=16则对于同样的循环次数n在这个规模下第二种算法所花费的代价要大得多故在这个规模下第一种算法更适宜 1.1

11、2 设有以下三个函数： 请判断以下断言正确与否：(1) f(n)是O(g(n)(2) h(n)是O(f(n)(3) g(n)是O(h(n)(4) h(n)是O(n3.5)(5) h(n)是O(nlogn)解：(1)对 (2)错 (3)错 (4)对 (5)错1.13 试设定若干n值比较两函数和的增长趋势并确定n在什么范围内函数的值大于的值 解：的增长趋势快但在n较小的时候的值较大 当n>438时 1.14 判断下列各对函数和当时哪个函数增长更快？(1) (2) (3) (4) 解：(1)g(n)快 (2)g(n)快 (3)f(n)快 (4) f(n)快1.15 试用数学归纳法证明：(1)(

12、2)(3)(4)1.16 试写一算法自大至小依次输出顺序读入的三个整数XY和Z的值解：int max3(int xint yint z)if(x>y)if(x>z) return x;else return z;elseif(y>z) return y;else return z;1.17 已知k阶斐波那契序列的定义为 . ； 试编写求k阶斐波那契序列的第m项值的函数算法 k和m均以值调用的形式在函数参数表中出现解：k>0为阶数n为数列的第n项int Fibonacci(int kint n)if(k<1) exit(OVERFLOW);int *px;p=new

13、 intk+1;if(!p) exit(OVERFLOW);int ij;for(i=0;i<k+1;i+)if(i<k-1) pi=0;else pi=1;for(i=k+1;i<n+1;i+)x=p0;for(j=0;j<k;j+) pj=pj+1; pk=2*pk-1-x;return pk;1.18 假设有ABCDE五个高等院校进行田径对抗赛 各院校的单项成绩均已存入计算机 并构成一张表表中每一行的形式为项目名称性别校名成绩得分编写算法处理上述表格以统计各院校的男、女总分和团体总分 并输出 解：typedef enumABCDE SchoolName;typed

14、ef enumFemaleMale SexType;typedef structchar event3; /项目 SexType sex;SchoolName school;int score; Component;typedef structint MaleSum; /男团总分 int FemaleSum; /女团总分 int TotalSum; /团体总分 Sum;Sum SumScore(SchoolName sn Component aint n)Sum temp;temp.MaleSum=0;temp.FemaleSum=0;temp.TotalSum=0;int i;for(i=0

15、;i<n;i+)if(ai.school=sn)if(ai.sex=Male) temp.MaleSum+=ai.score; if(ai.sex=Female) temp.FemaleSum+=ai.score; temp.TotalSum=temp.MaleSum+temp.FemaleSum;return temp;1.19 试编写算法计算的值并存入数组a0.arrsize-1的第i-1个分量中(i=1 2.n)假设计算机中允许的整数最大值为maxint则当n>arrsize或对某个使时应按出错处理注意选择你认为较好的出错处理方法 解：#include<iostream

16、.h>#include<stdlib.h>#define MAXINT 65535#define ArrSize 100int fun(int i); int main()int ik;int aArrSize;cout<<"Enter k:"cin>>k;if(k>ArrSize-1) exit(0);for(i=0;i<=k;i+)if(i=0) ai=1;elseif(2*i*ai-1>MAXINT) exit(0);else ai=2*i*ai-1;for(i=0;i<=k;i+)if(ai>M

17、AXINT) exit(0);else cout<<ai<<" "return 0;1.20 试编写算法求一元多项式的值的值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 注意选择你认为较好的输入和输出方法本题的输入为和输出为 解：#include<iostream.h>#include<stdlib.h>#define N 10double polynomail(int aint idouble xint n);int main()double x;int ni;int aN;cout<<"输入变

18、量的值x:"cin>>x;cout<<"输入多项式的阶次n:"cin>>n;if(n>N-1) exit(0);cout<<"输入多项式的系数a0-an:"for(i=0;i<=n;i+) cin>>ai;cout<<"The polynomail value is "<<polynomail(a nxn)<<endl;return 0;double polynomail(int aint idouble xint n

19、)if(i>0) return an-i+polynomail(ai-1xn)*x;else return an;本算法的时间复杂度为o(n) 第2章 线性表2.1 描述以下三个概念的区别：头指针头结点首元结点（第一个元素结点） 解：头指针是指向链表中第一个结点的指针首元结点是指链表中存储第一个数据元素的结点头结点是在首元结点之前附设的一个结点该结点不存储数据元素其指针域指向首元结点其作用主要是为了方便对链表的操作它可以对空表、非空表以及首元结点的操作进行统一处理 2.2 填空题 解：(1) 在顺序表中插入或删除一个元素需要平均移动表中一半元素具体移动的元素个数与元素在表中的位置有关 (

20、2) 顺序表中逻辑上相邻的元素的物理位置必定紧邻单链表中逻辑上相邻的元素的物理位置不一定紧邻 (3) 在单链表中除了首元结点外任一结点的存储位置由其前驱结点的链域的值指示 (4) 在单链表中设置头结点的作用是插入和删除首元结点时不用进行特殊处理2.3 在什么情况下用顺序表比链表好？解：当线性表的数据元素在物理位置上是连续存储的时候用顺序表比用链表好其特点是可以进行随机存取 2.4 对以下单链表分别执行下列各程序段并画出结果示意图 解： 2.5 画出执行下列各行语句后各指针及链表的示意图 L=(LinkList)malloc(sizeof(LNode); P=L;for(i=1;i<=4;

21、i+)P->next=(LinkList)malloc(sizeof(LNode); P=P->next; P->data=i*2-1;P->next=NULL;for(i=4;i>=1;i-) Ins_LinkList(Li+1i*2);for(i=1;i<=3;i+) Del_LinkList(Li);解： 2.6 已知L是无表头结点的单链表且P结点既不是首元结点也不是尾元结点试从下列提供的答案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_b. 在P结点前插入S结点的语句序列是_c. 在表首插入S结点的语句序列是_d. 在表尾插入S结点的

22、语句序列是_(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;解：a. (4) (1)b. (7) (11) (8) (4

23、) (1)c. (5) (12)d. (9) (1) (6)2.7 已知L是带表头结点的非空单链表且P结点既不是首元结点也不是尾元结点试从下列提供的答案中选择合适的语句序列 a. 删除P结点的直接后继结点的语句序列是_b. 删除P结点的直接前驱结点的语句序列是_c. 删除P结点的语句序列是_ d. 删除首元结点的语句序列是_ e. 删除尾元结点的语句序列是_ (1) P=P->next;(2) P->next=P;(3) P->next=P->next->next;(4) P=P->next->next;(5) while(P!=NULL) P=P-&

24、gt;next;(6) while(Q->next!=NULL) P=Q; Q=Q->next; (7) while(P->next!=Q) P=P->next;(8) while(P->next->next!=Q) P=P->next;(9) while(P->next->next!=NULL) P=P->next;(10) Q=P;(11) Q=P->next;(12) P=L;(13) L=L->next;(14) free(Q);解：a. (11) (3) (14)b. (10) (12) (8) (3) (14)

25、c. (10) (12) (7) (3) (14)d. (12) (11) (3) (14)e. (9) (11) (3) (14)2.8 已知P结点是某双向链表的中间结点试从下列提供的答案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_b. 在P结点前插入S结点的语句序列是_c. 删除P结点的直接后继结点的语句序列是_d. 删除P结点的直接前驱结点的语句序列是_e. 删除P结点的语句序列是_ (1) P->next=P->next->next;(2) P->priou=P->priou->priou;(3) P->next=S;(4)

26、P->priou=S;(5) S->next=P;(6) S->priou=P;(7) S->next=P->next;(8) S->priou=P->priou;(9) P->priou->next=P->next;(10) P->priou->next=P;(11) P->next->priou=P;(12) P->next->priou=S;(13) P->priou->next=S;(14) P->next->priou=P->priou;(15) Q=P-&g

27、t;next;(16) Q=P->priou;(17) free(P);(18) free(Q);解：a. (7) (3) (6) (12)b. (8) (4) (5) (13)c. (15) (1) (11) (18)d. (16) (2) (10) (18)e. (14) (9) (17)2.9 简述以下算法的功能 (1) Status A(LinkedList L) /L是无表头结点的单链表 if(L && L->next) Q=L; L=L->next; P=L;while(P->next) P=P->next;P->next=Q;

28、Q->next=NULL;return OK;(2) void BB(LNode *sLNode *q) p=s;while(p->next!=q) p=p->next;p->next =s;void AA(LNode *paLNode *pb) /pa和pb分别指向单循环链表中的两个结点 BB(papb);BB(pbpa);解：(1) 如果L的长度不小于2将L的首元结点变成尾元结点 (2) 将单循环链表拆成两个单循环链表 2.10 指出以下算法中的错误和低效之处并将它改写为一个既正确又高效的算法 Status DeleteK(SqList &aint iint

29、 k)/本过程从顺序存储结构的线性表a中删除第i个元素起的k个元素 if(i<1|k<0|i+k>a.length) return INFEASIBLE;/参数不合法 else for(count=1;count<k;count+)/删除第一个元素for(j=a.length;j>=i+1;j-) a.elemj-i=a.elemj; a.length-;return OK;解：Status DeleteK(SqList &aint iint k)/从顺序存储结构的线性表a中删除第i个元素起的k个元素 /注意i的编号从0开始int j;if(i<0|

30、i>a.length-1|k<0|k>a.length-i) return INFEASIBLE; for(j=0;j<=k;j+)a.elemj+i=a.elemj+i+k;a.length=a.length-k;return OK;2.11 设顺序表va中的数据元素递增有序试写一算法将x插入到顺序表的适当位置上以保持该表的有序性 解：Status InsertOrderList(SqList &vaElemType x)/在非递减的顺序表va中插入元素x并使其仍成为顺序表的算法 int i;if(va.length=va.listsize)return(OV

31、ERFLOW);for(i=va.length;i>0x<va.elemi-1;i-)va.elemi=va.elemi-1;va.elemi=x;va.length+;return OK;2.12 设和均为顺序表和分别为和中除去最大共同前缀后的子表若空表则；若=空表而空表或者两者均不为空表且的首元小于的首元则；否则试写一个比较大小的算法 解：Status CompareOrderList(SqList &ASqList &B)int ikj;k=A.length>B.length?A.length:B.length;for(i=0;i<k;i+)if(

32、A.elemi>B.elemi) j=1;if(A.elemi<B.elemi) j=-1;if(A.length>k) j=1;if(B.length>k) j=-1;if(A.length=B.length) j=0;return j;2.13 试写一算法在带头结点的单链表结构上实现线性表操作Locate(L x);解：int LocateElem_L(LinkList &LElemType x)int i=0;LinkList p=L;while(p&&p->data!=x)p=p->next;i+;if(!p) return

33、0;else return i;2.14 试写一算法在带头结点的单链表结构上实现线性表操作Length(L)解：/返回单链表的长度int ListLength_L(LinkList &L)int i=0;LinkList p=L;if(p) p=p-next;while(p)p=p->next;i+;return i;2.15 已知指针ha和hb分别指向两个单链表的头结点并且已知两个链表的长度分别为m和n试写一算法将这两个链表连接在一起假设指针hc指向连接后的链表的头结点并要求算法以尽可能短的时间完成连接运算请分析你的算法的时间复杂度 解：void MergeList_L(Lin

34、kList &haLinkList &hbLinkList &hc)LinkList papb;pa=ha;pb=hb;while(pa->next&&pb->next)pa=pa->next;pb=pb->next;if(!pa->next)hc=hb;while(pb->next) pb=pb->next;pb->next=ha->next;elsehc=ha;while(pa->next) pa=pa->next;pa->next=hb->next;2.16 已知指针la

35、和lb分别指向两个无头结点单链表中的首元结点 下列算法是从表la中删除自第i个元素起共len个元素后 将它们插入到表lb中第i个元素之前试问此算法是否正确？若有错请改正之 Status DeleteAndInsertSub(LinkedList laLinkedList lbint iint jint len)if(i<0|j<0|len<0) return INFEASIBLE; p=la; k=1;while(k<i) p=p->next; k+; q=p;while(k<=len) q=q->next; k+; s=lb; k=1;while(k

36、<j) s=s->next; k+; s->next=p; q->next=s->next; return OK;解：Status DeleteAndInsertSub(LinkList &la LinkList &lbint iint jint len)LinkList pqsprev=NULL;int k=1;if(i<0|j<0|len<0) return INFEASIBLE; / 在la表中查找第i个结点p=la;while(p&&k<i)prev=p;p=p->next;k+;if(!p)r

37、eturn INFEASIBLE;/ 在la表中查找第i+len-1个结点 q=p; k=1;while(q&&k<len)q=p->next;k+;if(!q)return INFEASIBLE;/ 完成删除注意i=1的情况需要特殊处理if(!prev) la=q->next;else prev->next=q->next;/ 将从la中删除的结点插入到lb中if(j=1)q->next=lb;lb=p;elses=lb; k=1;while(s&&k<j-1)s=s->next;k+;if(!s)return

38、INFEASIBLE;q->next=s->next;s->next=p; /完成插入return OK;2.17 试写一算法在无头结点的动态单链表上实现线性表操作Insert(Lib)并和在带头结点的动态单链表上实现相同操作的算法进行比较2.18试写一算法实现线性表操作Delete(Li)并和在带头结点的动态单链表上实现相同操作的算法进行比较2.19 已知线性表中的元素以值递增有序排列并以单链表作存储结构试写一高效的算法删除表中所有值大于mink且小于maxk的元素（若表中存在这样的元素） 同时释放被删结点空间并分析你的算法的时间复杂度（注意mink和maxk是给定的两个参

39、变量它们的值可以和表中的元素相同也可以不同） 解：Status ListDelete_L(LinkList &LElemType minkElemType maxk)LinkList pqprev=NULL;if(mink>maxk)return ERROR;p=L;prev=p;p=p->next;while(p&&p->data<maxk)if(p->data<=mink)prev=p;p=p->next;elseprev->next=p->next;q=p;p=p->next;free(q);return

40、 OK;2.20 同2.19题条件试写一高效的算法删除表中所有值相同的多余元素（使得操作后的线性表中所有元素的值均不相同） 同时释放被删结点空间并分析你的算法的时间复杂度 解：void ListDelete_LSameNode(LinkList &L)LinkList pqprev;p=L;prev=p;p=p->next;while(p)prev=p;p=p->next;if(p&&p->data=prev->data)prev->next=p->next;q=p;p=p->next;free(q);2.21 试写一算法实现顺

41、序表的就地逆置即利用原表的存储空间将线性表逆置为解：/ 顺序表的逆置Status ListOppose_Sq(SqList &L) int i;ElemType x;for(i=0;i<L.length/2;i+) x=L.elemi;L.elemi=L.elemL.length-1-i; L.elemL.length-1-i=x; return OK;2.22 试写一算法对单链表实现就地逆置 解：/ 带头结点的单链表的逆置Status ListOppose_L(LinkList &L) LinkList pq;p=L;p=p->next;L->next=NULL;while(p)q=p;p=p->next;q->next=L->next;L->next=q;return OK;2.2