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线性表-第2章-《数据结构习题集》答案解析-严蔚敏吴伟民版

2015-12-26 18:30 633 查看
习题集解析部分

第2章 线性表
——《数据结构习题集》-严蔚敏.吴伟民版

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线性表\



习题解析

一、基础知识题

2.1❶ 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)。

首元结点是指链表中存储线性表中第一个数据元素a1的结点。
头结点是为了操作方便,在链表的首元结点之前附设的一个结点,该结点的数据域中不存储线性表的数据元素,其作用是为了对链表进行操作时,可以对空表、非空表的情况以及对首元结点进行统一处理。
头指针是指向链表中第一个结点(或为头结点或为首元结点)的指针。若链表中附设头结点,则不管线性表是否为空表,头指针均不为空,否则表示空表的链表的头指针为空。
这三个概念对单链表、双向链表和循环链表均适用。是否设置头结点,是不同的存储结构表示同一逻辑结构的间题。

2.2❶ 填空题

(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__该元素的位置__有关。

(2)顺序表中逻辑上相邻的元素的物理位置__必定__相邻。单链表中逻辑上相邻的元素在物理位置__不一定__相邻。

(3)在单链表中,除了首元结点外,任一结点的存储位置由__其直接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__插入和删除首元素时不必进行特殊处理__。

2.3❷ 在什么情况下用顺序表比链表好?

当不需频繁在存储的元素间进行插入和删除操作时,用顺序表较好。

2.4❶ 对以下单链表分别执行下列各程序段,并画出结果示意图。






(1)Q=P->next;

(2)L=P->next;

(3)R->data=P->data;

(4)R->data=P->next->data;

(5)P->next->next->next->data=P->data;

(6)T=P;

while(T!=NULL)

{

T->data=T->data*2;

T=T->next;

}

(7)T=P;

while(T->next!=NULL)

{

T->data=T->data*2;

T=T->next;

}





2.5❶ 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; 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(L, i+1, i*2);

for(i=1; i<=3; i++)

Del_LinkList(L, i);



2.6❷ 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__(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__(9)(1)(6)__。

(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;

2.7❷ 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__(11)(3)(14)__。

b.删除P结点的直接前驱结点的语句序列是__(10)(12)(8)(3)(14)__。

c.删除P结点的语句序列是__(10)(12)(7)(3)(14)__。

d.删除首元结点的语句序列是__(12)(11)(3)(14)__。

e.删除尾元结点的语句序列是__(9)(11)(3)(14)__。

(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->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);

2.8❷ 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__(7)(3)(6)(12)__。

b.在P结点前插入S结点的语句序列是__(8)(4)(5)(13)__。

c.删除P结点的直接后继结点的语句序列是__(15)(1)(11)(18)__。

d.删除P结点的直接前驱结点的语句序列是__(16)(2)(10)(18)__。

e.删除P结点的语句序列是__(14)(9)(17)__。

(1)P->next=P->next->next;

(2)P->priou=P->priou->priou;

(3)P->next=S;

(4)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->next;

(16)Q=P->priou;

(17)free(P);

(18)free(Q);

2.9❷ 简述下列算法的功能。

(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;

Q->next=NULL;

}

return OK;

}//A

(2)voidBB(LNode *s, LNode *q)

{

p=s;

while(p->next!=q)

p=p->next;

p->next=s;

}//BB

void AA(LNode*pa, LNode *pb)

{//pa和pb分别指向单循环链表中的两个结点

BB(pa,pb);

BB(pb,pa);

}//AA

(1)如果L的长度不小于2,则将首元结点删去并插入表尾。
(2)将单循环链表拆成两个单循环链表。

二、算法设计题

本章算法设计题设计的顺序表和线性链表的类型定义如下:

#define LIST_INIT_SIZE 100

#define LISTINCREMENT 10

typedef struct

{

ElemType*elem; //存储空间基址

int length; //当前长度

int listsize; //当前分配的存储容量

}SqList; //顺序表类型

注:此文档中,ElemType被定义为int类型。

typedef struct LNode

{

ElemType data;

Struct Lnode *next;

}LNode, *LinkList; //线性链表类型

┏━━━┓

[b]┣ 顺序表 [/b]

┗━━━━┛

2.10❷ 指出以下算法的错误和低效(即费时)之处,并将它改写为一个既正确又高效的算法。

Status DeleteK(SqList &a, int i, int 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++)

{//删除一个元素

for(j=a.length; j>=i+1; j--)

a.elem[j-1]= a.elem[j];

a.length--;

}

returnOK;

}//DeleteK

错误有两处:
(1)参数不合法的判别条件不完整。合法的入口参数条件为:(删除时包括第i个元素)
(0<i≤a.length)&& (0≤k≤a.length-i+1)
(2)第二个for语句中,元素前移的次序错误。

低效之处是每次删除一个元素的策略。

改正:
完整源码见 《数据结构习题集》-第2章-线性表-第2.10题



2.11❷ 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。
[b]完整源码见 [/b][b]☛ [/b]《数据结构习题集》-第2章-线性表-第2.11题



2.12❸ 设A=(a1,...,an)和B=(b1,...,bn)均为顺序表,A'和B'分别为A和B中除去最大共同前缀后的子表(例如,A=(x,y,y,z,x,z),B=(x,y,y,z,y,x,x,z),则两者中最大的共同前缀为(x,y,y,z),在两表中除去最大共同前缀后的子表分别为A'=(x,z)和B'=(y,x,x,z))。若A'=B'=空表,则A=B;若A'=空表,而B'≠空表,或者两者均不为空表,且A'的首元小于B'的首元,则A<B;否则A>B。试写一个比较A,B大小的算法(请注意:在算法中,不要破坏原表A和B,并且,也不一定先求得A'和B'才进行比较)。
[b]完整源码见 [/b][b]☛ [/b]《数据结构习题集》-第2章-线性表-第2.12题





┏━━━┓

[b]┣ 单链表 [/b]

┗━━━━┛

2.13❷ 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)。

[b]完整源码见 [/b][b]☛ [/b]《数据结构习题集》-第2章-线性表-第2.13题



2.14❷ 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)。

[b]完整源码见 [/b][b]☛ [/b]《数据结构习题集》-第2章-线性表-第2.14题



2.15❷ 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(即令其中一个表的首元结点连在另一个表的最后一个结点之后),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。请分析你的算法和时间复杂度。

[b]完整源码见 [/b][b]☛ [/b]《数据结构习题集》-第2章-线性表-第2.15题



2.16❸ 已知指针la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中的第j个元素之前。试问此算法是否正确?如有错,则请改正之。

Status DeleteAndInsertSub (LinkedList la, LinkedList lb, int i, int j, int 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<j)

{

s=s->next;

k++;

}

s->next=p;

q->next=s->next;

return OK;

}//DeleteAndInsertSub

[b]完整源码见 [/b][b]☛ [/b]《数据结构习题集》-第2章-线性表-第2.16题







2.17❷ 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(L, i, b),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。

[b]完整源码见 [/b][b]☛ [/b]《数据结构习题集》-第2章-线性表-第2.17题



2.18❷ 同2.17题要求。试写一算法,实现线性表操作DELETE(L, i)。

[b]完整源码见 [/b][b]☛ [/b]《数据结构习题集》-第2章-线性表-第2.18题





2.19❸ 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是给定的两个参变量,它们的值可以和表中的元素相同,也可以不同)。
[b]完整源码见 [/b][b]☛ [/b]《数据结构习题集》-第2章-线性表-第2.19题







2.20❷ 同2.19题条件(递增有序排列),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。

[b]完整源码见 [/b][b]☛ [/b]《数据结构习题集》-第2章-线性表-第2.20题



┏━━━━━━┓
顺序表
┗━[b]━━━┛[/b]

2.21❸ 试写一算法,实现顺序表的就将线性表(a1,a2, ..., an)逆置为(an,an-1, ..., a1)。

[b]完整源码见 [/b][b]☛ [/b]《数据结构习题集》-第2章-线性表-第2.21题



┏━━━━┓
[b]┣ 单链表 [/b]

┗━━━┛

2.22❸ 试写一算法,对单链表实现就地逆置。

[b]完整源码见 [/b][b]☛ [/b]《数据结构习题集》-第2章-线性表-第2.22题



2.23❸ 设线性表A=(a1, a2, ..., am),B=(b1, b2, ..., bn),试写一个按下列规则合并A,B为线性表C的算法,即使得

C=(a1,b1, ..., am, bm, bm+1, ..., bn) 当m<=n时;

或者 C=(a1, b1,..., an, bn, an+1, ..., am) 当m>n时。

线性表A,B和C均以单链表作存储结构,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。

[b]完整源码见 [/b][b]☛ [/b]《数据结构习题集》-第2章-线性表-第2.23题







2.24❹ 假设有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(即非递增有序,允许表中含有值相同的元素)排列的线性表C,并要求利用原表(即A表和B表)的结点空间构造C表。

[b]完整源码见 [/b][b]☛ [/b]《数据结构习题集》-第2章-线性表-第2.24题





┏━━━[b]━┓[/b]

[b]┣ 顺序表 [/b]

┗━━━[b]━━┛[/b]

2.25❹ 假设以两个元素依值递增有序排列的线性表A和B分别表示两个集合(即同一表中的元素值各不相同),现要求另辟空间构成一个线性表C,其元素为A和B中元素的交集,且表C中的元素也依值递增有序排列。试对顺序表编写求C的算法。

[b]完整源码见 [/b][b]☛ [/b]《数据结构习题集》-第2章-线性表-第2.25题



[b][b]┏[/b]━━━┓[/b]

[b]┣ 单链表 [/b]

┗━━[b]━━━┛[/b]

2.26❹ 要求同2.25题。试对单链表编写求C的算法。

[b]完整源码见 [/b][b]☛ [/b]《数据结构习题集》-第2章-线性表-第2.26题



┏━━[b]━━┓[/b]

┣ 顺序表 ┫

┗━━━━[b]━┛[/b]

2.27❹ 对2.25题的条件作以下修改,对顺序表重新编写求得表C的算法。

(1)假设在同一表(A或B)中可能存在值相同的元素,但要求新生成的表C中的元素值各不相同;

(2)利用A表空间存放表C。

[b]完整源码见 [/b][b]☛ [/b]《数据结构习题集》-第2章-线性表-第2.27题







┏━━[b]━━┓[/b]

[b]┣ 单链表 [/b]

┗━━━[b]━━┛[/b]

2.28❹ 对2.25题的条件作以下两点修改,对单链表重新编写求得表C的算法。

(1)假设在同一表(A或B)中可能存在值相同的元素,但要求新生成的表C中的元素值各不相同。

(2)利用原表(A表或B表)中的结点构造表C,并释放A表中的无用结点空间。

[b]完整源码见 [/b][b]☛ [/b]《数据结构习题集》-第2章-线性表-第2.28题







┏━━[b]━━━━┓[/b]

[b]┣ 顺序表 [/b]

┗━━[b]━━━━┛[/b]

2.29❺ 已知A,B和C为三个递增有序的线去表。试对顺序表编写实现上述操作的算法,复杂度(注意:同一表中各元素值可能相同)。

[b]完整源码见 [/b][b]☛ [/b]《数据结构习题集》-第2章-线性表-第2.29题



┏━━━━━━┓

[b]┣ 单链表 [/b]

┗━━━━━━

2.30❺ 要求同2.29题。试对单链表编写算法,请释放A表中的无用结点空间。

[b]完整源码见 [/b][b]☛ [/b]《数据结构习题集》-第2章-线性表-第2.30题





┏━━━━[b]━━━━┓[/b]

[b]┣单循环链表 [/b]

┗━━━[b]━━━━━┛[/b]

2.31❷ 假设某个单向循环链表的长度大于1,且表中既无头结点也无头指针。已知s为指向链表中某个结点的指针,试编写算法在链表中删除指针s所指结点的前驱结点。

[b]完整源码见 [/b][b]☛ [/b]《数据结构习题集》-第2章-线性表-第2.31题



2.32❷ 已知有一个单向循环链表,其每个结点中含三个域:pre,data和next,其中data为数据域,next为指向后继结点的指针域,pre也为指针域,但它的值为空(NULL),试编写算法将此单向循环链表改为双向循环链表,即使pre称为指向前驱结点的指针域。

[b]完整源码见 [/b][b]☛ [/b]《数据结构习题集》-第2章-线性表-第2.32题



2.33❸ 已知由一个线性链表表示的线性表中含有三类字符的数据元素(如:字母字符、数字字符和其他字符),试编写算法将该线性链表分割为三个循环链表,其中每个循环链表表示的线性表中均只含一类字符。

[b]完整源码见 [/b][b]☛ [/b]《数据结构习题集》-第2章-线性表-第2.33题





在2.34至2.36题中,“异或指针双向链表”类型XorLinkedList和指针异或函数XorP定义为:

typedef struct XorNode

typedef struct

{ //无头结点的异或指针双向链表

XorPointer Left, Right; //分别指向链表的左端和右端

}XorLinkedList;

XorPointer XorP(XorPointer p, XorPointer q); //指针异或函数XorP返回指针p和q的异或(XOR)值



[b]┏━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┓[/b]

[b]┣ 扩展的双链表(异或指针链表)
[/b]

[b]┗━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┛[/b]

2.34❹ 假设在”表示),若a和b为指针,则a⊕b的运算结果仍为原指针类型,且

a[b]⊕(a⊕b)=(a⊕a)⊕b=b[/b]
(a⊕b)⊕b=a⊕(b⊕b)=a
则可利用一个data域和LRPtr域,其中LRPtr域存放该结点的左邻与右邻结点指针(不存在时为NULL)的异或。若设指点,L.Right指向链表中的最右结点,双向链表的操作。试写一算法按任一方向依次输出链表中各元素的值。

[b]完整源码见 [/b][b]☛ [/b]《数据结构习题集》-第2章-线性表-第2.34题







2.35❹ 采用2.34题所述的存储结构,写出在第i个结点之前插入一个结点的算法。

[b]完整源码见 [/b][b]☛ [/b]《数据结构习题集》-第2章-线性表-第2.35题





2.36❹ 采用2.34题所述的存储结构,写出删除第i个结点的算法。

[b]完整源码见 [/b][b]☛ [/b]《数据结构习题集》-第2章-线性表-第2.36题





┏━━━━[b]━━━[b]━[/b]┓[/b]

[b]┣ 双循环链表[/b]

┗━━━━[b]━━━┛[/b]

2.37❹ 设以带头结点的双向循环链表表示的线性表L=(a1,a2, ..., an),试写一时间复杂度为O(n)的算法,将L改造为L=(a1,a3, ..., an,
..., a4, a2)。


[b]完整源码见 [/b][b]☛ [/b]《数据结构习题集》-第2章-线性表-第2.37题



2.38❹ 设有一个双向循环链表,每个结点中除有pre,data和next三个域外,还增设了一个访问频度域freq。在链表被起用之前,频度域freq的值均初始化为零,而上述要求的LOCATE操作的算法。

[b]完整源码见 [/b][b]☛ [/b]《数据结构习题集》-第2章-线性表-第2.38题



在2.39至2.40题中,稀疏多项式采用的顺序存储结构SqPoly定义为

typedef struct

{

int coef;

int exp;

}PolyTerm;

typedef struct

{ //多项式的顺序存储结构

PolyTerm *data;

int last;

}SqPoly;

┏━━[b]━━━━┓[/b]

[b]┣ 多项式 [/b]

┗━━━[b]━━━┛[/b]

2.39❸ 已知如下稀疏多项式:




其中n=em>em-1>…>e1≥0,ci≠0(i=1,2,...,m),m≥1。试采用存储量同多项式项数m成正比的顺序存储结构,编写求Pn(x0)的算法(x0为给定值),并分析你的算法的时间复杂度。

[b]完整源码见 [/b][b]☛ [/b]《数据结构习题集》-第2章-线性表-第2.39题



2.40❸ 采用2.39题给定的条件和存储结构,编写求





的算法,将结果多项式存放在新辟的空间中,并分析你的算法的时间复杂度。

[b]完整源码见 [/b][b]☛ [/b]《数据结构习题集》-第2章-线性表-第2.40题







在2.41至2.42题中,稀疏多项式采用的循环链表存储结构LinkedPoly定义为

typedef struct PolyNode

{

PolyTerm data;

struct PolyNode *next;

}PolyNode, *PolyLink;

typedef PolyLink LinkedPoly;

2.41❷ 试以循环链表作稀疏多项式的存储结构,编写求其导函数的算法,要求利用原多项式中的结点空间存放其导函数(多项式),同时释放所有无用(被删)结点。

[b]完整源码见 [/b][b]☛ [/b]《数据结构习题集》-第2章-线性表-第2.41题



2.42❷ 试编写算法,将一个用循环链表表示的稀疏多项式分解成两个多项式,使这两个多项式中各自仅含奇次项或偶次项,并要求利用原链表中的结点空间构成这两个链表。

[b]完整源码见 [/b][b]☛ [/b]《数据结构习题集》-第2章-线性表-第2.42题



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