———————————————————————————————— 作者: ———————————————————————————————— 日期:
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计算机科学与工程学院
二OO五年三月
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目 录
第一章 绪论 .......................................................................................... 5 第二章
线性表 ...................................................................................... 7
第三章 栈和队列 .................................................................................. 11 第三章
串............................................................................................. 12
第五章 数组与广义表 .......................................................................... 14 第六章 树和二叉树 .............................................................................. 16 第七章 图 .................................................................................... 20 第八章 查找 ...................................................................................... 24 第九章 内部排序 .................................................................................. 26
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第一章 绪论
1.2.3 综合题 14、
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 ++; }
答:n-1
(2) i = 1; k = 0;
do {
@ k + = 10 * I ; i ++;
} while (I< = n - 1);
答:n-1
(3) i = 1; k = 0;
While (i<=n - 1) { i ++;
@ k + = 10 * i ; }
答:n-1
(4) k = 0;
for ( i = 1;i<=n ;i++) { for ( j = i;j<=n ;j++) @ k + +; }
答:(n+1)*n/2
(5) for ( i = 1;i<=n ;i++) {
for ( j = i;j<=n ;j++) { for ( k = 1;k<=j ;k++)
@ x + = delta; }
答:1/6*n*(n+1)*( n+2)
(6) i=1;j=0;
While (i+j<= n){ @ if (i>j) j++; else i++; }
答:n
(7) x= n; y= o;
while (x>=(y+1) * (y + 1)){
5
@ y ++; }
答: n
(8) x= 91; y= 100;
while (y>0){
@ if (x>100){x-=10; y - -; } else x ++ ; }
答:1100
1.2.3 综合题20、
void print_descending(int x,int y,int z)//按从大到小顺序输出三个数 {
scanf(\"%d,%d,%d\
if(x if(x 1.2.3 综合题22 试编写算法,计算 i !. 2i 的值并存入数组a[0…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k(1≤k≤n)使 k!. 2k >maxint 时,应按出错处理,注意选择你认为较好的出错处理方法。 解: Status algo119(int a[ARRSIZE])//求i!*2^i序列的值且不超过maxint { last=1; for(i=1;i<=ARRSIZE;i++) { a[i-1]=last*2*i; if((a[i-1]/last)!=(2*i)) reurn OVERFLOW; last=a[i-1]; return OK; } }//algo119 分析:当某一项的结果超过了maxint时,它除以前面一项的商会发生异常. 6 第二章 线性表 作业: 2.2.2 综合题3、 编写一个函数将一个向量 A(有 n 个元素且任何元素均不为 0)分拆成两个向量,使 A 中 大于 0 的元素存放在 B 中,小于 0 的元素存放在 C 中。 解:本题的算法思想是:依次遍历 A 的元素,比较当前的元素值,大于 0 者赋给 B(假设有 p 个元素),小于 0 者赋给 C(假设有 q 个元素)。实现本题功能的函数如下: void ret(vector A,int n,vector B,int *p,vector C,int *q) { int i; *p=0;*q=0; for (i=0;i<=n-1;i++) { if (A[i]>0) { (*p)++; B[*p]=A[i]; } if (A[i]<0) { (*q)++; C[*q]=A[i]; } } } 2.2.2 综合题5、 编写一个函数从一给定的向量 A 中删除元素值在 x 到 y(x≤y)之间的所有元素,要求以较高的效率来实现。 解:本题的算法思想是:从 0 开始扫描向量 A,以 k 记录下元素值在 x 到 y 之间的元素个数,对于不满足该条件的元素,前移 k 个位置。 最后返回向量的新长度,这种算法比每删除一个元素后立即移动其后元素效率要高一些。实现本题功能的过程如下: int del(A,n,x,y) vector A; int n; ElemType x,y; { int i=0,k=0; while (i else A[i-k] = A[i]; /* 前移 k 个位置 */ i++; } return(n-k); } 7 2.2.2 综合题8、 有两个向量 A(有 m 个元素)和 B(有 n 个元素),其元素均以从小到大的升序排列,编 写一个函数将它们合并成一个向量 C,要求 C 的元素也是以从小到大的升序排列。 解:本题的算法思想是:依次扫描通过 A 和 B 的元素,比较当前的元素的值,将较小值的元素赋给 C,如此直到一个向量扫描完毕,然后将未完的一个向量的余下所有元素赋给 C 即可。实现本题功能的函数如下: int link(vector a,int m,vector b,int n,vector c) { int i=0,j=0,l,k=0; while(i { if(a[i]b[j]) c[k++]=b[j++]; else { /* 相等者只保存一个 */ c[k++]=b[j++]; i++; } } if(i==m) /* b 未完时,当余下的元素赋给 c*/ for(l=j;l return k; /* 返回 c 的长度 */ } 2.2.2 综合题9、 有一个单链表(不同结点的数据域值可能相同),其头指针为 head,编写一个函数计算数据域为 x 的结点个数。 解:本题是遍历通过该链表的每个结点,每遇到一个结点,结点个数加 1,结点个数存储在变量 n 中。实现本题功能的函数如下: int count(head,x) node *head; ElemType x; { node *p; int n=0; p=head; while (p!=NULL) { 8 if (p->data==x) n++; p=p->next; } return(n); } 2.2.2 综合题11、 有一个单链表 L(至少有 1 个结点),其头结点指针为 head,编写一个函数将 L逆置,即最后一个结点变成第一个结点,原来倒数第二个结点变成第二个结点,如此等等。 解:本题采用的算法是:从头到尾扫描单链表 L,将第一个结点的 next 域置为 NULL, 将第二个结点的 next 域指向第一个结点,将第三个结点的 next 域指向第二个结点,如此等等,直到最后一个结点,便用 head 指向它,这样达到了本题的要求。实现本题功能的函数如下: void invert(head) node *head; { node *p,*q,*r; p=head; q=p->next; while (q!=NULL) /*当 L 没有后续结点时终止*/ { r=q->next; q->next=p; p=q; q=r; } head->next=NULL; head=p; /*p 指向 L 的最后一个结点,现改为头结点*/ } 2.2.2 综合题16、 有一个有序单链表(从小到大排列),表头指针为 head,编写一个函数向该单链表中插入一个元素为 x 的结点,使插入后该链表仍然有序。 解:本题算法的思想是先建立一个待插入的结点,然后依次与链表中的各结点的数据域比较大小,找到插入该结点的位置,最后插入该结点。实现本题功能的函数如下: node *insertorder(head,x) node *head; ElemType x; { node *s,*p,*q; s=(node *)malloc(sizeof(node)); /*建立一个待插入的结点*/ s->data=x; s->next=NULL; if (head==NULL || x date 域*/ 9 { s->next=head; /*则把 s 结点插入到表头后面*/ head=s; } else { q=head; /*为 s 结点寻找插入位置,p 指向待比较的结点,q 指向 p 的 前驱结点*/ p=q->next; while (p!=NULL && x>p->data) /*若 x 小于 p 所指结点的 data 域值 */ if (x>p->data) /*则退出 while 循环*/ { q=p; p=p->next; } s->next=p; /*将 s 结点插入到 q 和 p 之间*/ q->next=s; } return(head); } 2.2.2 综合题23、 假设在长度大于 1 的循环单链表中,既无头结点也无头指针,p 为指向该链表中某个结点的指针,编写一个函数删除该结点的前驱结点。 解:本题利用循环单链表的特点,通过 p 指针可循环找到其前驱结点 q 及 q 的前驱结点 r,然后将其删除。实现本题功能的函数如下: node *del(p) node *p; { node *q,*r; q=p; /*查找 p 结点的前驱结点,用 q 指针指向 */ while (q->next!=p) q=q->next; r=q; /*查找 q 结点的前驱结点,用 r 指针指向 */ while (r->next!=q) r=r->next; r->next=p; /*删除 q 所指的结点 */ free(q); return(p); } 2.2.2 综合题41 试写一算法在带头结点的单链表结构上的实现线性表操作LOCATE(L,X)。 LNode* Locate(LinkList L,int x)//链表上的元素查找,返回指针 { 10 for(p=l->next;p&&p->data!=x;p=p->next); return p; }//Locate 第三章 栈和队列 3.2.2 综合习题13、 如果用一个循环数组 qu[0,m0-1]表示队列时,该队列只有一个头指针 front,不设队尾指针 rear,而改置计数器 count 用以记录队列中结点的个数。 (1)编写实现队列的五个基本运算; (2)队列中能容纳元素的最多个数还是 m0-1 吗? 解: (1)依题意,有如下条件: 队列为空:count==0,front==1 队列为满:count==m0 队列尾的第一个元素位置==(front+count) % m0 队列首的第一个元素位置==(front+1) % m0 队列类型定义如下: typedef int qu[m0]; 由此得到如下对应上述基本运算的 5 个函数如下: /* m0 定义为全局变量 */ void makenull(front,count) /*使队列 q 为空*/ int front,count; { front=1; count=0; } int empty(count) /*判定队列 q 是否为空*/ int count; { if (count==0) return(1); else return(0); } void pop(q,front,count,x) /*取队列头元素给 x*/ qu q; int front,count; ElemType *x; { if (count==0) printf(\"队列下溢出\\n\"); else { front=(front+1) % m0; *x=q[front]; } } void enqueue(q,x,front,count) /*将元素 x 入队列*/ qu q; int front,count; ElemType x; { int place; if (count==m0) printf(\"队列上溢出\\n\"); else { count++; e=(front+count) % m0; q[place]=x; } 11 } void dequeue(q,front,count) /*删除队列头元素*/ qu q; int front,count; { if (count==0) printf(\"队列下溢出\\n\"); else { front=(front+1) % m0; count--; } } (2)队列中可容纳的最多元素个数为 m0 个。 3.2.2 综合习题31 假设称正读和反读都相同的字符序列为“回文”,例如,‘abba’和‘abcba’是回文,‘bcde’和‘ababa’则不是回文,试写一个算法判别读入的一个以‘@’为结束符的字符序列是否是“回文”。 int Palindrome_Test()//判别输入的字符串是否回文序列,是则返回1,否则返回0 { InitStack(S);InitQueue(Q); while((c=getchar()!='@') { Push(S,c);EnQueue(Q,c); //同时使用栈和队列两种结构 } while(!StackEmpty(S)) { Pop(S,a);DeQueue(Q,b)); if(a!=b) return ERROR; } return OK; }//Palindrome_Test 第三章 串 4.2.3 综合习题 2、 若 x 和 y 是两个采用顺序结构存储的串,编写一个比较两个串是否相等的函数。 解:两个串相等表示对应的字符必须都相同,所以扫描两串,逐一比较相应位置的 字符,若相同继续比较直到全部比较完毕,如果都相同则表示两串相等,否则表示两串不相等,由此得到如下函数: int same(x,y) orderstring *x,*y; { int i=0,tag=1; 12 if (x->len!=y->len) return(0); else { while (i if (x->vec[i]!=y->vec[i]) tag=0; i++; } return(tag); } } 4.2.3 综合习题4、 采用顺序结构存储串 s,编写一个函数删除 s 中第 i 个字符开始的 j 个字符。 解:本题的算法思想是:先判定 s 串中要删除的内容是否存在,若存在则将第 i+j-1 之后的字符前移 j 个位置。其函数如下: orderstring *delij(s,i,j) orderstring *s; int i,j; { int h; if (i+j for (h=i;hvec[h]=s->vec[h+j]; s->len-=j; return(s); } else printf(\"无法进行删除操作\\n\"); } 4.2.3 综合习题24、 编写算法,求串s所含不同字符的总数和每种字符的个数。 typedef struct { char ch; int num; } mytype; void StrAnalyze(Stringtype S)//统计串S中字符的种类和个数 { mytype T[MAXSIZE]; //用结构数组T存储统计结果 for(i=1;i<=S[0];i++) 13 { c=S[i];j=0; while(T[j].ch&&T[j].ch!=c) j++; //查找当前字符c是否已记录过 if(T[j].ch) T[j].num++; else T[j]={c,1}; }//for for(j=0;T[j].ch;j++) printf(\"%c: %d\\n\}//StrAnalyze 4.2.3 综合习题30 试写一算法,在串的堆存储结构上实现基本操作Concat(&T,s1.s2). void HString_Concat(HString s1,HString s2,HString &t)//将堆结构表示的串s1和s2连接为新串t { if(t.ch) free(t.ch); t.ch=malloc((s1.length+s2.length)*sizeof(char)); for(i=1;i<=s1.length;i++) t.ch[i-1]=s1.ch[i-1]; for(j=1;j<=s2.length;j++,i++) t.ch[i-1]=s2.ch[j-1]; t.length=s1.length+s2.length; }//HString_Concat 第五章 数组与广义表 5.2.3 综合习题9、 假设稀疏矩阵 A 和 B(具有相同的大小 m×n)都采用三元组表示,编写一个函数计算 C=A+B,要求 C 也采用三元组表示。 解:本题采用的算法思想是:依次扫描 A 和 B 的行号和列号,若 A 的当前项的行号等于 B 的当前项的行号,则比较其列号,将较小列的项存入 C 中,如果列号也相等,则将对应的元素值相加后存入 C 中;若 A 的当前项的行号小于 B 的当前项的行号,则将 A 的项存入 C 中;若 A 的当前项的行号大于 B 的当前项的行号,则将 B 的项存入 C 中。这样产生了 C,因此,实现本题功能的函数如下: void matadd(A,B,C) smatrik A,B,C; { int i=1,j=1,k=1; while (i<=A[0][2] && j<=B[0][2]) /*若 A 的当前项的行号等于 B 的当前项的行号,则比较其列号,将较小列的项*/ /*存入 C 中,如果列号也相等,则将对应的元素值相加后存入 C 中*/ if (A[i][0]==B[j][0]) if (A[i][1] 14 { C[k][0]=A[i][0]; C[k][1]=A[i][1]; C[k][2]=A[i][2]; k++; i++; } else if (A[i][1]>B[j][1]) { C[k][0]=B[j][0]; C[k][1]=B[j][1]; C[k][2]=B[j][2]; k++; j++; } else { C[k][0]=B[j][0]; C[k][1]=B[j][1]; C[k][2]=A[i][2]+B[j][2]; if (C[k][2]!=0) k++; i++; j++; } else if (A[i][0]/*若 A 的当前项的行号小于 B 的当前项的行号,则将 A 的项存入 C 中*/ { C[k][0]=A[i][0]; C[k][1]=A[i][1]; C[k][2]=A[i][2]; k++; i++; } else /*若 A 的当前项的行号大于 B 的当前项的行号,则将 B 的项存入 C 中*/ { C[k][0]=B[j][0]; C[k][1]=B[j][1]; C[k][2]=B[j][2]; k++; j++; } C[0][0]=A[0][0]; /*产生第 0 行的结果*/ C[0][1]=A[0][1]; 15 C[0][2]=k-1; } 5.2.3 综合习题26 试设计一个算法,将数组An中的元素A[0]至A[n-1]循环右移k位,并要求只用一个元素大小的附加存储,元素移动或交换次数为O(n)。 void RSh(int A[n],int k)//把数组A的元素循环右移k位,只用一个辅助存储空间 { for(i=1;i<=k;i++) if(n%i==0&&k%i==0) p=i;//求n和k的最大公约数p for(i=0;i j=i;l=(i+k)%n;temp=A[i]; while(l!=i) { A[j]=temp; temp=A[l]; A[l]=A[j]; j=l;l=(j+k)%n; }// 循环右移一步 A[i]=temp; }//for }//RSh 分析:要把A的元素循环右移k位,则A[0]移至A[k],A[k]移至A[2k]......直到最终回到A[0].然而这并没有全部解决问题,因为有可能有的元素在此过程中始终没有被访问过,而是被跳了过去.分析可知,当n和k的最大公约数为p时,只要分别以A[0],A[1],...A[p-1]为起点执行上述算法,就可以保证每一个元素都被且仅被右移一次,从而满足题目要求.也就是说,A的所有元素分别处在p个\"循环链\"上面.举例如下: n=15,k=6,则p=3. 第一条链:A[0]->A[6],A[6]->A[12],A[12]->A[3],A[3]->A[9],A[9]->A[0]. 第二条链:A[1]->A[7],A[7]->A[13],A[13]->A[4],A[4]->A[10],A[10]->A[1]. 第三条链:A[2]->A[8],A[8]->A[14],A[14]->A[5],A[5]->A[11],A[11]->A[2]. 恰好使所有元素都右移一次. 虽然未经数学证明,但作者相信上述规律应该是正确的. 第六章 树和二叉树 6.2.3. 综合习题: 6、 一棵有 11 个结点的二叉树的存储情况如图 8.34 所示,left[i]和 right[i]分别为 i 结点左、右孩子,根结点为序号 3 的结点。画出该二叉树并给出前序、中序和后序遍历该树的结点序列。 16 解:该二叉树的表示如图 8.35 所示。其各种遍历结果如下: 前序遍历: acbrsedfmlk 中序遍历: rbsceafdlkm 后序遍历: rsbecfklmda 6.2.3. 综合习题8、 输入一个正整数序列{40,28,6,72,100,3,54,1,80,91,38},建立一棵二叉排序树,然后删除结点 72,分别画出该二叉树及删除结点 72 后的二叉树。 解:本题的二叉排序树如图 8.38 所示。删除 72 之后的二叉排序树如图 8.39 所示。 17 6.2.3. 综合习题12、 设给定权集 w={2,3,4,7,8,9},试构造关于 w 的一棵哈夫曼树,并求其加权路径长度 WPL。 解:本题的哈夫曼树如图 8.43 所示。 18 其加权路径长度 WPL=7×2+8×2+4×3+2×4+3×4+9×2=80 6.2.3. 综合习题37 设树 b 是一棵采用链接结构存储的二叉树,编写一个把树 b 的左、右子树进行交换的函数。 解:依题意:交换二叉树的左、右子树的递归模型如下: 因此,实现本题功能的函数如下: btree *swap(btree *b) { btree *t,*t1,*t2; if (b==NULL) t=NULL; else { t=(btree *)malloc(sizeof(btree)); /*复制一个根结点*/ t->data=b->data; t1=swap(b->left); t2=swap(b->right); t->left=t2; t->right=t1; } return(t); 19 } 第七章 图 7.2.3综合习题:1、 给出如图 9.8 所示的无向图 G 的邻接矩阵和邻接表两种存储结构。 解:图 G 对应的邻接矩阵和邻接表两种存储结构分别如图 9.9 和 9.10 所示。 20 7.2.3综合习题2、 用宽度优先搜索和深度优先搜索对如图 9.11 所示的图 G 进行遍历(从顶点 1 出发), 给出遍历序列。 解:搜索本题图的宽度优先搜索的序列为:1,2,3,6,4,5,8,7,深度优先搜索的序列为:1,2,6,4,5,7,8,3。 7.2.3综合习题3、 使用普里姆算法构造出如图 9.12 所示的图 G 的一棵最小生成树。 解:使用普里姆算法构造棵最小生成树的过程如图 9.13 所示。 21 22 7.2.3综合习题4、 使用克鲁斯卡尔算法构造出如图 9.14 所示的图 G 的一棵最小生成树。 解:使用克鲁斯卡尔算法构造棵最小生成树的过程如图 9.15 所示。 23 7.2.3综合习题6、 编写一个函数根据用户输入的偶对(以输入 0 表示结束)建立其有向图的邻接表。 解:本题的算法思想是:先产生邻接表的 n 个头结点(其结点数值域从 1 到 n),然后接受用户输入的 因此,实现本题功能的函数如下: void creatadjlist(adjlist g) { int i,j,k; struct vexnode *s; for (k=1;k<=n;k++) /*给头结点赋初值*/ { g[k].data=k; g[k].link=NULL; } printf(\"输入一个偶对:\"); scanf(\"%d,%d\",&i,&j); while (i!=0 && j!=0) { s=(struct vexnode *)malloc(sizeof(vexnode)); /*产生一个单链表结点 s*/ s->adjvex=j; /*将 s 插到 i 为表头的单链表的最前面*/ s->next=g[i].link; /*将 s 插入*/ g[i].link=s; printf(\"输入一个偶对:\"); scanf(\"%d,%d\",&i,&j); } } 第八章 查找 8.2.3 综合习题:5、 5. 设线性表的关键字集合 key={32,13,49,55,22,39,20},选取哈希函数的方法为 “除留余数法”,解决冲突方法“线性探测再散列”,请按上述条件求出 key 中各值的 24 地址,并求对该表的平均查找长度 ASL。 解:依题意,采用的哈希函数为: H(key)=key % 7 所以有: H(32)=32 % 7=4 H(13)=13 % 7=6 H(49)=49 % 7=0 H(55)=55 % 7=6 (冲突) H(55)=(6+1) % 8=7 H(22)=22 % 7=1 H(39)=39 % 7=4 (冲突) H(39)=(4+1) % 8=5 H(20)=20 % 7=6 (冲突) H(20)=(6+1) % 8=7 (仍冲突) H(20)=(6-1) % 8=5 (仍冲突) H(20)=(6+4) % 8=2 平均查找长度 ASL=(1*4+2*2+4)/7= 12 78.2.3 综合习题7、 画出对长度为 10 的有序表进行二分查找的一棵判定树,并求其等概率时查找成功的平均查找长度。 解:依题意,假设长度为 10 的有序表为 a,进行二分查找的判定树如图 10.3 所示。 查找成功的平均查找长度: ASL=(1×1+2×2+3×4+4×3)/10=2.9 8.2.3 综合习题14、 试将折半查找的算法改写成递归算法。 int Search_Bin_Recursive(SSTable ST,int key,int low,int high)//折半查找的递归算法 { if(low>high) return 0; //查找不到时返回0 mid=(low+high)/2; if(ST.elem[mid].key==key) return mid; 25 else if(ST.elem[mid].key>key) return Search_Bin_Recursive(ST,key,low,mid-1); else return Search_Bin_Recursive(ST,key,mid+1,high); } }//Search_Bin_Recursive 8.2.3 综合习题19 .试写一个判别给定二叉树是否为二叉排序树的算法,设此二叉树以二叉链表做存储机构,且树中结点的关键字均不同。 int last=0,flag=1; int Is_BSTree(Bitree T)//判断二叉树T是否二叉排序树,是则返回1,否则返回0 { if(T->lchild&&flag) Is_BSTree(T->lchild); if(T->data if(T->rchild&&flag) Is_BSTree(T->rchild); return flag; }//Is_BSTree 第九章 内部排序 9.2.3 综合习题:16、 采用单链表作存储结构,编写一个采用选择排序方法进行升序排序的函数。解:依题意,单链表定义如下: struct node { int key; struct node *next; }; 因此,实现本题功能的函数如下: struct node *selectsort(struct node *h) { struct node *p,*q,*r,*s,*t,*k; t=(struct node *) malloc (sizeof (struct node)); t->next=NULL; r=t; while (h!=NULL) { p=h; s=h; k=h; while (p!=NULL) 26 { if (p->key s=p; k=q; } q=p; p=p->next; } if (s==h) h=h->next; else k->next=s->next; r->next=s; r=r->next; } r=NULL; p=t; t=t->next; free(p); return t; } 9.2.3 综合习题26 如下述改写教科书10.3节中所述起泡算法;将1.4.3节中算法中用以起控制作用的布尔变量change改为一个整型变量,指示每一趟排序中进行交换的最后一个记录的位置,并以它作为下一趟起泡排序循环终止的控制值。 void Bubble_Sort1(int a[ ],int n)//对包含n个元素的数组a进行改进的冒泡排序 { change=n-1; //change指示上一趟冒泡中最后发生交换的元素 while(change) { for(c=0,i=0;i a[i]<->a[i+1]; c=i+1; //c指示这一趟冒泡中发生交换的元素 } change=c; }//while }//Bubble_Sort1 27
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