算法与数据结构C语言习题参考答案1-5章

2019-09-01 19:17

1. 绪 论

1.将下列复杂度由小到大重新排序:

A.2n B.n! C.n5 【答】10 000< n*log2(n)< n5< 2n < n! 2.将下列复杂度由小到大重新排序:

A.n*log2(n) B.n + n2 + n3 【答】24< n0.5< n*log2 (n) < n + n2 + n3 3.用大“O”表示法描述下列复杂度:

A.5n5/2 + n2/5

C.3n4+ n* log2(n) 【答】A:O (n5/2) B:O (n)

D.10 000 E.n*log2 (n)

C.24

D.n0.5

B.6*log2(n) + 9n D.5n2 + n3/2 C:O (n4) D:O (n2)

4.按照增长率从低到高的顺序排列以下表达式:4n2 , log3n, 3n , 20n , 2000 , log2n ,

n2/3。又n!应排在第几位?

【答】按照增长率从低到高依次为:2000, log3n, log2n , n2/3 , 20n , 4n2 , 3n。 n!的增长率比它们中的每一个都要大,应排在最后一位。 5. 计算下列程序片断的时间代价:

int i=1; while(i<=n) {

printf(“i=%d\\n”,i); i=i+1; }

【答】循环控制变量i从1增加到n,循环体执行n次,第一句i的初始化执行次数为1,第二句执行n次,循环体中第一句printf执行n次,第二句i从1循环到n,共执行n次。所以该程序段总的时间代价为:

T(n) = 1 + n + 2n = 3n+ 1 = O(n)

6. 计算下列程序片断的时间代价:

int i=1; while(i<=n) { int j=1; while(j<=n) { int k=1; while(k<=n) {

printf(“i=%d,j=%d,k=%d\\n”,I,j,k);

k=k+1; } j=j+1; } i=i+1; }

【答】循环控制变量i从1增加到n,最外层循环体执行n次,循环控制变量j从1增加到n,中间层循环体执行n次,循环控制变量k从1增加到n,最内层循环体执行n次,所以该程序段总的时间代价为:

T(n) = 1 + n + n{1 + n + n[1 + n + 2n +1] +1 +1}+ 1

= 3n3 + 3n2 +4n +2 = O(n3)

2. 线性表

1.试写一个插入算法int insertPost_seq(palist, p, x ),在palist所指顺序表中,下标为p的元素之后,插入一个值为x的元素,返回插入成功与否的标志。

【答】

数据结构

采用2.1.2节中顺序表定义。

int insertPost_seq(PseqList palist, int p, DataType x )?{ /* 在palist所指顺序表中下标为p的元素之后插入元素x */ int q;

if ( palist->n >= palist-> MAXNUM ) { printf(“Overflow!\\n”); return 0; }

if (p<0 || p>palist->n-1 ) {

printf(“Not exist! \\n”); return 0; }

for(q=palist->n - 1; q>=p+1; q--) /* 插入位置及之后的元素均后移一个位置 */ palist->element[q+1] = palist->element[q]; palist->element[p+1] = x; palist->n = palist->n + 1; return 1; }

/* 插入元素x */ /* 元素个数加1 */

/* 不存在下标为p的元素 */

/* 溢出 */

2试写一个删除算法deleteV_seq(palist, x ),在palist所指顺序表中,删除一个值为x的元素,返回删除成功与否的标志。

【答】

数据结构

采用2.1.2节中顺序表定义。

int deleteV_seq(PseqList palist, p, DataType x ) { /* 在palist所指顺序表中删除值为x的元素 */ int p,q;

for(p=0;pelement[p]){

for(q=p; qn-1; q++) /* 被删除元素之后的元素均前移一个位置 */ palist->element[q] = palist->element[q+1]; palist->n = palist->n - 1; return 1 ;

/* 元素个数减1 */

} return 0; }

3. 设有一线性表e = (e0, e1 , e2 , ? , en?1 ),其逆线性表定义为e?= (en?1 , ? , e2 , e1 ,e0)。请设计一个算法,将用顺序表表示的线性表置逆,要求逆线性表仍占用原线性表的空间。 【答】

数据结构

采用2.1.2节中顺序表的定义。

思路

考虑对数组element[ ]进行置逆,即把第一个元素和最后一个元素换位置,把第二个

元素和倒数第二个元素换位置……。 ? 注意

这种调换的工作只需对数组的前一半元素进行,所以设置整数变量count用于存放数组长度的一半的值。大家可以考虑一下:为什么不能对整个数组进行如上的对元素“换位置”的工作?(提示:这样会将本来已经置逆的线性表又置逆回来,即又变成了原来的表。)

顺序表的置逆算法

void rev_seq(PSeqList palist){

DataType x; int count, i;

if (palist->n == 0 || palist->n == 1) return; count = palist->n / 2; for ( i = 0; i < count; i++){

x = palist->element[i];

palist->element[i] = palist->element[palist->n ? 1 ? i]; palist->element[palist->n ? 1 ? i] = x; } }

/*只需调换半个表的元素*/ /*空表或只有一个元素,直接返回*/

代价分析

该算法中包含一个for循环,其循环次数为n/2。因此,算法的时间代价为O(n)。 4. 已知长度为n的线性表A采用顺序存储结构,请写一算法,找出该线性表中值最小的数据元素。

【答】

数据结构

采用2.1.2节中顺序表定义。 思路

设置变量min,遍历整个表,不断更新当前已经经历过的元素的最小值即可。 为方便起见,事先假设表不为空。 算法

DataType min_seq(PSeqList palist){

DataType min; int i;

/*求非空顺序表中的最小数据元素*/

min = palist->element[0]; for ( i = 1; i < palist->n; i++)

if (min > palist->element[i]) min = palist->element[i]; return min; }

/*初始化min*/

/*min中保存的总是当前的最小数据*/

代价分析

该算法访问顺序表中每个元素各一次,时间代价为O(n)。

? 讨论

读者可以试图对上面的算法进行修改,使返回的值不是最小元素的值而是它的下标。

5. 已知线性表A的长度为n,并且采用顺序存储结构。写一算法,删除线性表中所有值为x的元素。 【答】 数据结构

采用2.1.2节中顺序表的定义。 思路

为了减少移动次数,可以采用快速检索的思想,用两个变量i, j记录顺序表中被处理

的两端元素的下标,开始时i = 0,j = n?1,边检索第i个元素边增加i,直到找到一个元素值等于x,再边检索第j个元素边减少j,直到找到一个元素值不等于x,把下标为j的元素移到下标为i的位置后重复上述过程,直到i ≥ j。另用一变量count记录删除了多少个元素。

算法

void delx_seq(PSeqList p, DataType x){

/*删除顺序表中所有值为x的元素,新顺序表可能不保持原有顺序*/

int i = 0, j = p->n ? 1, count = 0; while ( i < j) {

if (p->element[i] == x) {

/*找到了一个要删除的元素*/

while ((p->element[j] == x) && (i != j)) {

/*从后往前找不会被删除的元素,当i, j相等时退出循环,count记录从后往前找的过程中遇到了多少个要删的元素*/

j? ?; count++; }

if ( i = = j) {

p->n = p->n ? count ? 1; return; } else{

p->element[i] = p->element[j]; count++; j? ?; } } i++; }

/*i定位于顺序表开始处,j定位于顺序表最后*/


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