数据结构(C++版)王红梅胡明王涛编著+习题答案

第 1 章 绪 论

课后习题讲解

1. 填空 ⑴（ ）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。 【解答】数据元素

⑵（ ）是数据的最小单位，（ ）是讨论数据结构时涉及的最小数据单位。 【解答】数据项，数据元素

【分析】数据结构指的是数据元素以及数据元素之间的关系。

⑶ 从逻辑关系上讲，数据结构主要分为（ ）、（ ）、（ ）和（ ）。 【解答】集合，线性结构，树结构，图结构

⑷ 数据的存储结构主要有（ ）和（ ）两种基本方法，不论哪种存储结构，都要存储两方面的内容：（ ）和（ ）。

【解答】顺序存储结构，链接存储结构，数据元素，数据元素之间的关系 ⑸ 算法具有五个特性，分别是（ ）、（ ）、（ ）、（ ）、（ ）。 【解答】有零个或多个输入，有一个或多个输出，有穷性，确定性，可行性

⑹ 算法的描述方法通常有（ ）、（ ）、（ ）和（ ）四种，其中，（ ）被称为算法语言。 【解答】自然语言，程序设计语言，流程图，伪代码，伪代码 ⑺ 在一般情况下，一个算法的时间复杂度是（ ）的函数。 【解答】问题规模

⑻ 设待处理问题的规模为n，若一个算法的时间复杂度为一个常数，则表示成数量级的形式为（ ），若为n*log25n，则表示成数量级的形式为（ ）。 【解答】Ο(1)，Ο(nlog2n)

【分析】用大O记号表示算法的时间复杂度，需要将低次幂去掉，将最高次幂的系数去掉。 2. 选择题

⑴ 顺序存储结构中数据元素之间的逻辑关系是由（ ）表示的，链接存储结构中的数据元素之间的逻辑关系是由（ ）表示的。

A 线性结构 B 非线性结构 C 存储位置 D 指针 【解答】C，D

【分析】顺序存储结构就是用一维数组存储数据结构中的数据元素，其逻辑关系由存储位置（即元素在数组中的下标）表示；链接存储结构中一个数据元素对应链表中的一个结点，元素之间的逻辑关系由结点中的指针表示。

⑵ 假设有如下遗产继承规则：丈夫和妻子可以相互继承遗产；子女可以继承父亲或母亲的遗产；子女间不能相互继承。则表示该遗产继承关系的最合适的数据结构应该是（ ）。 A 树 B 图 C 线性表 D 集合 【解答】B

【分析】将丈夫、妻子和子女分别作为数据元素，根据题意画出逻辑结构图。

⑶ 算法指的是（ ）。

A 对特定问题求解步骤的一种描述，是指令的有限序列。 B 计算机程序 C 解决问题的计算方法 D 数据处理 【解答】A

【分析】计算机程序是对算法的具体实现；简单地说，算法是解决问题的方法；数据处理是通过算法完成的。所以，只有A是算法的准确定义。 ⑷ 下面（ ）不是算法所必须具备的特性。 A 有穷性 B 确切性 C 高效性 D 可行性 【解答】C

【分析】高效性是好算法应具备的特性。

⑸ 算法分析的目的是（ ），算法分析的两个主要方面是（ ）。 A 找出数据结构的合理性 B 研究算法中输入和输出的关系 C 分析算法的效率以求改进 D 分析算法的易读性和文档性 E 空间性能和时间性能 F 正确性和简明性 G 可读性和文档性 H 数据复杂性和程序复杂性 【解答】C，E 3. 判断题

⑴ 算法的时间复杂度都要通过算法中的基本语句的执行次数来确定。 【解答】错。时间复杂度要通过算法中基本语句执行次数的数量级来确定。 ⑵ 每种数据结构都具备三个基本操作：插入、删除和查找。

【解答】错。如数组就没有插入和删除操作。此题注意是每种数据结构。 ⑶ 所谓数据的逻辑结构指的是数据之间的逻辑关系。 【解答】错。是数据之间的逻辑关系的整体。 ⑷ 逻辑结构与数据元素本身的内容和形式无关。 【解答】对。因此逻辑结构是数据组织的主要方面。

⑸ 基于某种逻辑结构之上的基本操作，其实现是唯一的。

【解答】错。基本操作的实现是基于某种存储结构设计的，因而不是唯一的。 4. 分析以下各程序段，并用大O记号表示其执行时间。

【解答】⑴ 基本语句是k=k+10*i，共执行了n-2次，所以T(n)=O(n)。 ⑵ 基本语句是k=k+10*i，共执行了n次，所以T(n)=O(n)。

⑶ 分析条件语句，每循环一次，i+j 整体加1，共循环n次，所以T(n)=O(n)。 ⑷ 设循环体共执行T(n)次，每循环一次，循环变量y加1，最终T(n)=y，即： (T(n)+1)2≤n，所以T(n)=O(n1/2)。

⑸ x++是基本语句，所以

5．设有数据结构（D，R），其中D={1, 2, 3, 4, 5, 6}，R={(1,2),(2,3),(2,4),(3,4),(3,5),(3,6),(4,5),(4,6)}。试画出其逻辑结构图并指出属于何种结构。

【解答】其逻辑结构图如图1-3所示，它是一种图结构。

6. 为整数定义一个抽象数据类型，包含整数的常见运算，每个运算对应一个基本操作，每个基本操作的接口需定义前置条件、输入、功能、输出和后置条件。 【解答】整数的抽象数据类型定义如下： ADT integer Data

整数a：可以是正整数(1, 2, 3, … )、负整数(-1, -2, -3, …)和零 Operation Constructor

前置条件：整数a不存在 输入：一个整数b

功能：构造一个与输入值相同的整数 输出：无

后置条件：整数a具有输入的值 Set

前置条件：存在一个整数a 输入：一个整数b

功能：修改整数a的值，使之与输入的整数值相同 输出：无

后置条件：整数a的值发生改变 Add

前置条件：存在一个整数a 输入：一个整数b

功能：将整数a与输入的整数b相加 输出：相加后的结果

后置条件：整数a的值发生改变 Sub

前置条件：存在一个整数a 输入：一个整数b

功能：将整数a与输入的整数b相减 输出：相减的结果

后置条件：整数a的值发生改变 Multi

前置条件：存在一个整数a 输入：一个整数b

功能：将整数a与输入的整数b相乘 输出：相乘的结果

后置条件：整数a的值发生改变 Div

前置条件：存在一个整数a 输入：一个整数b

功能：将整数a与输入的整数b相除

输出：若整数b为零，则抛出除零异常，否则输出相除的结果 后置条件：整数a的值发生改变 Mod

前置条件：存在一个整数a 输入：一个整数b

功能：求当前整数与输入整数的模，即正的余数

输出：若整数b为零，则抛出除零异常，否则输出取模的结果 后置条件：整数a的值发生改变

Equal

前置条件：存在一个整数a 输入：一个整数b

功能：判断整数a与输入的整数b是否相等 输出：若相等返回1，否则返回0 后置条件：整数a的值不发生改变 endADT

7. 求多项式A(x)的算法可根据下列两个公式之一来设计： ⑴ A(x)=anxn+an-1xn-1+…+a1x+a0 ⑵ A(x)=(…(anx+an-1)x+…+a1)x)+a0

根据算法的时间复杂度分析比较这两种算法的优劣。

【解答】第二种算法的时间性能要好些。第一种算法需执行大量的乘法运算，而第二种算法进行了优化，减少了不必要的乘法运算。

8. 算法设计（要求：算法用伪代码和C++描述，并分析最坏情况下的时间复杂度） ⑴ 对一个整型数组A[n]设计一个排序算法。 【解答】下面是简单选择排序算法的伪代码描述。

下面是简单选择排序算法的C++描述。

分析算法，有两层嵌套的for循环，所以， 。

⑵ 找出整型数组A[n]中元素的最大值和次最大值。 【解答】算法的伪代码描述如下：

算法的C++描述如下：

分析算法，只有一层循环，共执行n-2次，所以，T(n)=O(n)。

学习自测及答案

1．顺序存储结构的特点是（ ），链接存储结构的特点是（ ）。

【解答】用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，用指示元素存储地址的指针表示数据元素之间的逻辑关系。

2. 算法在发生非法操作时可以作出处理的特性称为（ ）。 【解答】健壮性

3. 常见的算法时间复杂度用大Ｏ记号表示为：常数阶( )、对数阶( )、线性阶 ( )、平方阶( )和指数阶( )。 【解答】Ｏ(1)，Ｏ(log2n)，Ｏ(n)，Ｏ(n2)，Ｏ(2n)

4．将下列函数按它们在n 时的无穷大阶数，从小到大排列。

n, n-n3+7n5, nlogn, 2n/2, n3, log2n, n1/2+log2n, (3/2)n, n!, n2+log2n

【解答】log2n, n1/2+log2n, n, nlog2n, n2+log2n, n3, n-n3+7n5, 2n/2, (3/2)n, n! 5．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。

【解答】数据结构是指相互之间存在一定关系的数据元素的集合。而抽象数据类型是指一个数据结构以及定义在该结构上的一组操作。程序设计语言中的数据类型是一个值的集合和定义在这个值集上一组操作的总称。抽象数据类型可以看成是对数据类型的一种抽象。

6. 对下列用二元组表示的数据结构,试分别画出对应的逻辑结构图，并指出属于何种结构。 ⑴ A=(D，R)， 其中D={a1, a2, a3, a4}，R={ } ⑵ B=(D，R)， 其中D={a, b, c, d, e, f}，R={,,,,} ⑶ C=( D，R)，其中D={a，b，c，d，e，f}，R={,,,,,} ⑷ D=(D，R)， 其中D={1, 2, 3, 4, 5, 6}，

R={(1, 2)，(1, 4)，(2, 3)，(2, 4)，(3, 4)，(3, 5)，(3, 6)，(4, 6)}

【解答】⑴ 属于集合，其逻辑结构图如图1-4(a)所示；⑵ 属于线性结构，其逻辑结构图如图1-4(b)所示；⑶ 属于树结构，其逻辑结构图如图1-4(c)所示；⑷ 属于图结构，其逻辑结构图如图1-4(d)所示。

7. 求下列算法的时间复杂度。 count=0; x=1; while (x { x*=2; count++; }

return count; 【解答】Ｏ(log2n)

第 2 章 线性表

课后习题讲解

1. 填空

⑴ 在顺序表中，等概率情况下，插入和删除一个元素平均需移动（ ）个元素，具体移动元素的个数与（ ）和（ ）有关。

【解答】表长的一半，表长，该元素在表中的位置

⑵ 顺序表中第一个元素的存储地址是100，每个元素的长度为2，则第5个元素的存储地址是（ ）。 【解答】108

【分析】第5个元素的存储地址=第1个元素的存储地址＋(5－1)×2=108

⑶ 设单链表中指针p 指向结点A，若要删除A的后继结点（假设A存在后继结点），则需修改指针的操作为（ ）。

【解答】p->next=(p->next)->next ⑷ 单链表中设置头结点的作用是（ ）。 【解答】为了运算方便

【分析】例如在插入和删除操作时不必对表头的情况进行特殊处理。

⑸ 非空的单循环链表由头指针head指示，则其尾结点（由指针p所指）满足（ ）。 【解答】p->next=head 【分析】如图2-8所示。

⑹ 在由尾指针rear指示的单循环链表中，在表尾插入一个结点s的操作序列是（ ）；删除开始结点的操作序列为（ ）。

【解答】s->next =rear->next; rear->next =s; rear =s; q=rear->next->next; rear->next->next=q->next; delete q; 【分析】操作示意图如图2-9所示：

⑺ 一个具有n个结点的单链表，在指针p所指结点后插入一个新结点的时间复杂度为（ ）；在给定值为x的结点后插入一个新结点的时间复杂度为（ ）。 【解答】Ο(1)，Ο(n)

【分析】在p所指结点后插入一个新结点只需修改指针，所以时间复杂度为Ο(1)；而在给定值为x的结点后插入一个新结点需要先查找值为x的结点，所以时间复杂度为Ο(n)。

⑻ 可由一个尾指针唯一确定的链表有（ ）、（ ）、（ ）。 【解答】循环链表，循环双链表，双链表 2. 选择题

⑴ 线性表的顺序存储结构是一种（ ）的存储结构，线性表的链接存储结构是一种（ ）的存储结构。 A 随机存取 B 顺序存取 C 索引存取 D 散列存取 【解答】A，B 【分析】参见2.2.1。

⑵ 线性表采用链接存储时，其地址（ ）。

A 必须是连续的 B 部分地址必须是连续的 C 一定是不连续的 D 连续与否均可以 【解答】D

【分析】线性表的链接存储是用一组任意的存储单元存储线性表的数据元素，这组存储单元可以连续，也可以不连续，甚至可以零散分布在内存中任意位置。 ⑶ 单循环链表的主要优点是（ ）。 A 不再需要头指针了

B 从表中任一结点出发都能扫描到整个链表；

C 已知某个结点的位置后，能够容易找到它的直接前趋； D 在进行插入、删除操作时，能更好地保证链表不断开。 【解答】B

⑷ 链表不具有的特点是（ ）。

A 可随机访问任一元素 B 插入、删除不需要移动元素 C 不必事先估计存储空间 D 所需空间与线性表长度成正比 【解答】A

⑸ 若某线性表中最常用的操作是取第i 个元素和找第i个元素的前趋，则采用（ ）存储方法最节省时间。 A 顺序表 B 单链表 C 双链表 D 单循环链表 【解答】A

【分析】线性表中最常用的操作是取第i 个元素，所以，应选择随机存取结构即顺序表，同时在顺序表中查找第i个元素的前趋也很方便。单链表和单循环链表既不能实现随机存取，查找第i个元素的前趋也不方便，双链表虽然能快速查找第i个元素的前趋，但不能实现随机存取。

⑹ 若链表中最常用的操作是在最后一个结点之后插入一个结点和删除第一个结点，则采用（ ）存储方法最节省时间。

A 单链表 B 带头指针的单循环链表 C 双链表 D 带尾指针的单循环链表 【解答】D

【分析】在链表中的最后一个结点之后插入一个结点需要知道终端结点的地址，所以，单链表、带头指针的单循环链表、双链表都不合适，考虑在带尾指针的单循环链表中删除第一个结点，其时间性能是O(1)，所以，答案是D 。

⑺ 若链表中最常用的操作是在最后一个结点之后插入一个结点和删除最后一个结点，则采用（ ）存储方法最节省运算时间。

A 单链表 B 循环双链表 C单循环链表 D 带尾指针的单循环链表 【解答】B

【分析】在链表中的最后一个结点之后插入一个结点需要知道终端结点的地址，所以，单链表、单循环链表都不合适，删除最后一个结点需要知道终端结点的前驱结点的地址，所以，带尾指针的单循环链表不合适，而循环双链表满足条件。

⑻ 在具有n个结点的有序单链表中插入一个新结点并仍然有序的时间复杂度是（ ）。 A O(1) B O(n) C O(n2) D O(nlog2n) 【解答】B

【分析】首先应顺序查找新结点在单链表中的位置。

⑼ 对于n个元素组成的线性表，建立一个有序单链表的时间复杂度是（ ）。 A O(1) B O(n) C O(n2) D O(nlog2n) 【解答】C

【分析】该算法需要将n个元素依次插入到有序单链表中，而插入每个元素需O(n)。 ⑽ 使用双链表存储线性表，其优点是可以（ ）。 A 提高查找速度 B 更方便数据的插入和删除 C 节约存储空间 D 很快回收存储空间 【解答】B

【分析】在链表中一般只能进行顺序查找，所以，双链表并不能提高查找速度，因为双链表中有两个指针域，显然不能节约存储空间，对于动态存储分配，回收存储空间的速度是一样的。由于双链表具有对称性，所以，其插入和删除操作更加方便。

⑾ 在一个单链表中，已知q所指结点是p所指结点的直接前驱，若在q和p之间插入s所指结点，则执行（ ）操作。

A s->next=p->next; p->next=s; B q->next=s; s->next=p; C p->next=s->next; s->next=p; D p->next=s; s->next=q; 【解答】B

【分析】注意此题是在q和p之间插入新结点，所以，不用考虑修改指针的顺序。 ⑿ 在循环双链表的p所指结点后插入s所指结点的操作是（ ）。 A p->next=s; s->prior=p; p->next->prior=s; s->next=p->next; B p->next=s; p->next->prior=s; s->prior=p; s->next=p->next; C s->prior=p; s->next=p->next; p->next=s; p->next->prior=s; D s->prior=p; s->next=p->next; p->next->prior=s; p->next=s 【解答】D

【分析】在链表中，对指针的修改必须保持线性表的逻辑关系，否则，将违背线性表的逻辑特征，图2-10给出备选答案C和D的图解。

3. 判断题

⑴ 线性表的逻辑顺序和存储顺序总是一致的。

【解答】错。顺序表的逻辑顺序和存储顺序一致，链表的逻辑顺序和存储顺序不一定一致。 ⑵ 线性表的顺序存储结构优于链接存储结构。 【解答】错。两种存储结构各有优缺点。 ⑶ 设p，q是指针，若p=q，则*p=*q。

【解答】错。p=q只能表示p和q指向同一起始地址，而所指类型则不一定相同。 ⑷ 线性结构的基本特征是：每个元素有且仅有一个直接前驱和一个直接后继。

【解答】错。每个元素最多只有一个直接前驱和一个直接后继，第一个元素没有前驱，最后一个元素没有后继。

⑸ 在单链表中，要取得某个元素，只要知道该元素所在结点的地址即可，因此单链表是随机存取结构。 【解答】错。要找到该结点的地址，必须从头指针开始查找，所以单链表是顺序存取结构。 4．请说明顺序表和单链表各有何优缺点，并分析下列情况下，采用何种存储结构更好些。

⑴ 若线性表的总长度基本稳定，且很少进行插入和删除操作，但要求以最快的速度存取线性表中的元素。 ⑵ 如果n个线性表同时并存，并且在处理过程中各表的长度会动态发生变化。 ⑶ 描述一个城市的设计和规划。

【解答】顺序表的优点：① 无需为表示表中元素之间的逻辑关系而增加额外的存储空间；② 可以快速地存取表中任一位置的元素（即随机存取）。顺序表的缺点：① 插入和删除操作需移动大量元素；② 表的容量难以确定；③ 造成存储空间的―碎片‖。

单链表的优点：① 不必事先知道线性表的长度；② 插入和删除元素时只需修改指针，不用移动元素。单链表的缺点：① 指针的结构性开销；② 存取表中任意元素不方便，只能进行顺序存取。

⑴ 应选用顺序存储结构。因为顺序表是随机存取结构，单链表是顺序存取结构。本题很少进行插入和删除操作，所以空间变化不大，且需要快速存取，所以应选用顺序存储结构。

⑵ 应选用链接存储结构。链表容易实现表容量的扩充，适合表的长度动态发生变化。

⑶ 应选用链接存储结构。因为一个城市的设计和规划涉及活动很多，需要经常修改、扩充和删除各种信息，才能适应不断发展的需要。而顺序表的插入、删除的效率低，故不合适。 5．算法设计

⑴ 设计一个时间复杂度为Ｏ(n)的算法，实现将数组A[n]中所有元素循环右移k个位置。 【解答】算法思想请参见主教材第一章思想火花。下面给出具体算法。

分析算法，第一次调用Reverse函数的时间复杂度为O(k)，第二次调用Reverse函数的时间复杂度为O(n-k)，第三次调用Reverse函数的时间复杂度为O(n)，所以，总的时间复杂度为O(n)。

⑵ 已知数组A[n]中的元素为整型，设计算法将其调整为左右两部分，左边所有元素为奇数，右边所有元素为偶数，并要求算法的时间复杂度为Ｏ(n)。

【解答】从数组的两端向中间比较，设置两个变量i和j，初始时i=0，j=n-1，若A[i]为偶数并且A[j]为奇数，则将A[i]与A[j]交换。具体算法如下：

分析算法，两层循环将数组扫描一遍，所以，时间复杂度为Ｏ(n)。

⑶ 试编写在无头结点的单链表上实现线性表的插入操作的算法，并和带头结点的单链表上的插入操作的实现进行比较。 【解答】参见2.2.3。

⑷ 试分别以顺序表和单链表作存储结构，各写一实现线性表就地逆置的算法。

【解答】顺序表的逆置，即是将对称元素交换，设顺序表的长度为length，则将表中第i个元素与第length-i-1个元素相交换。具体算法如下：

单链表的逆置请参见2.2.4算法2-4和算法2-6。

⑸ 假设在长度大于1的循环链表中，即无头结点也无头指针，s为指向链表中某个结点的指针，试编写算法删除结点s的前趋结点。

【解答】利用单循环链表的特点，通过指针s可找到其前驱结点r以及r的前驱结点p，然后将结点r删除，如图2-11所示，具体算法如下：

⑹ 已知一单链表中的数据元素含有三类字符：字母、数字和其他字符。试编写算法，构造三个循环链表，使每个循环链表中只含同一类字符。

【解答】在单链表A中依次取元素，若取出的元素是字母，把它插入到字母链表B 中，若取出的元素是数字，则把它插入到数字链表D中，直到链表的尾部，这样表B，D，A中分别存放字母、数字和其他字符。具体算法如下：

⑺ 设单链表以非递减有序排列，设计算法实现在单链表中删去值相同的多余结点。

【解答】从头到尾扫描单链表，若当前结点的元素值与后继结点的元素值不相等，则指针后移；否则删除该后继结点。具体算法如下：

⑻ 判断带头结点的双循环链表是否对称。

【解答】设工作指针p和q分别指向循环双链表的开始结点和终端结点，若结点p和结点q的数据域相等，则工作指针p后移，工作指针q前移，直到指针p和指针q指向同一结点（循环双链表中结点个数为奇数），或结点q成为结点p的前驱（循环双链表中结点个数为偶数）。如图2-12所示。

学习自测及答案

1. 已知一维数组A采用顺序存储结构，每个元素占用4个存储单元，第9个元素的地址为144，则第一个元素的地址是（ ）。 A 108 B 180 C 176 D 112 【解答】D

2．在长度为n的线性表中查找值为x的数据元素的时间复杂度为： （ ）。 A O(0) B O(1) C O(n) D O(n2) 【解答】C

3．在一个长度为n的顺序表的第i（1≤i≤n+1）个元素之前插入一个元素，需向后移动（ ）个元素，删除第i（1≤i≤n）个元素时，需向前移动（ ）个元素。 【解答】n-i+1，n-i

4．在单链表中，除了头结点以外，任一结点的存储位置由（ ）指示。 【解答】其前趋结点的指针域

5．当线性表采用顺序存储结构时，其主要特点是（ ）。 【解答】逻辑结构中相邻的结点在存储结构中仍相邻

6．在双链表中，每个结点设置了两个指针域，其中一个指向（ ）结点，另一个指向（ ）结点。 【解答】前驱，后继

7．设A是一个线性表（a1, a2, …, an），采用顺序存储结构，则在等概率的前提下，平均每插入一个元素

需要移动的元素个数为多少？若元素插在ai与ai+1之间（1≤i≤n）的概率为插入一个元素所要移动的元素个数又是多少？ 【解答】

，则平均每

，

。

8．线性表存放在整型数组A[arrsize]的前elenum 个单元中，且递增有序。编写算法，将元素x插入到线性表的适当位置上，以保持线性表的有序性，并且分析算法的时间复杂度。

【解答】本题是在一个递增有序表中插入元素x，基本思路是从有序表的尾部开始依次取元素与x比较，若大于x，此元素后移一位，再取它前面一个元素重复上述步骤；否则，找到插入位置，将x插入。具体算法如下：

9. 已知单链表中各结点的元素值为整型且递增有序，设计算法删除链表中所有大于mink且小于maxk的所有元素，并释放被删结点的存储空间。

【解答】因为是在有序单链表上的操作，所以，要充分利用其有序性。在单链表中查找第一个大于mink的结点和第一个小于maxk的结点，再将二者间的所有结点删除。

10．设单循环链表L1，对其遍历的结果是：x1, x2, x3,…, xn-1, xn。请将该循环链表拆成两个单循环链表L1和L2，使得L1中含有原L1表中序号为奇数的结点且遍历结果为：x1, x3,… ；L2中含有原L1表中序号为偶数的结点且遍历结果为：… , x4, x2。 【解答】算法如下：

第 3 章 特殊线性表——栈、队列和串

课后习题讲解

1. 填空

⑴ 设有一个空栈，栈顶指针为1000H，现有输入序列为1、2、3、4、5， 经过push，push，pop，push，pop，push，push后，输出序列是（ ），栈顶指针为（ ）。 【解答】23，1003H

⑵ 栈通常采用的两种存储结构是（ ）；其判定栈空的条件分别是（ ），判定栈满的条件分别是（ ）。 【解答】顺序存储结构和链接存储结构（或顺序栈和链栈），栈顶指针top= -1和top=NULL，栈顶指针top等于数组的长度和内存无可用空间

⑶（ ）可作为实现递归函数调用的一种数据结构。 【解答】栈

【分析】递归函数的调用和返回正好符合后进先出性。 ⑷ 表达式a*(b+c)-d的后缀表达式是（ ）。 【解答】abc+*d-

【分析】将中缀表达式变为后缀表达式有一个技巧：将操作数依次写下来，再将算符插在它的两个操作数的后面。

⑸ 栈和队列是两种特殊的线性表，栈的操作特性是（ ），队列的操作特性是（ ），栈和队列的主要区别在于（ ）。

【解答】后进先出，先进先出，对插入和删除操作限定的位置不同 ⑹ 循环队列的引入是为了克服（ ）。 【解答】假溢出

⑺ 数组Q[n]用来表示一个循环队列，front为队头元素的前一个位置，rear为队尾元素的位置，计算队列中元素个数的公式为（ ）。 【解答】（rear-front+n）% n

【分析】也可以是（rear-front）% n，但rear-front的结果可能是负整数，而对一个负整数求模，其结果在不同的编译器环境下可能会有所不同。

⑻ 用循环链表表示的队列长度为n，若只设头指针，则出队和入队的时间复杂度分别是（ ）和（ ）。 【解答】Ｏ(1)，Ｏ(n)

【分析】在带头指针的循环链表中，出队即是删除开始结点，这只需修改相应指针；入队即是在终端结点的后面插入一个结点，这需要从头指针开始查找终端结点的地址。

⑼ 串是一种特殊的线性表，其特殊性体现在（ ）。 【解答】数据元素的类型是一个字符 ⑽ 两个串相等的充分必要条件是（ ）。 【解答】长度相同且对应位置的字符相等 【分析】例如\，\。 2. 选择题

⑴ 若一个栈的输入序列是1，2，3，…，n，输出序列的第一个元素是n，则第i个输出元素是（ ）。 A 不确定 B n-i C n-i-1 D n-i+1 【解答】D

【分析】此时，输出序列一定是输入序列的逆序。

⑵ 设栈S和队列Q的初始状态为空，元素e1、e2、e3、e4、e5、e6依次通过栈S，一个元素出栈后即进入队列Q，若6个元素出队的顺序是e2、e4、e3、e6、e5、e1，则栈S的容量至少应该是（ ）。 A 6 B 4 C 3 D 2 【解答】C

【分析】由于队列具有先进先出性，所以，此题中队列形同虚设，即出栈的顺序也是e2、e4、e3、e6、e5、e1。

⑶ 一个栈的入栈序列是1，2，3，4，5，则栈的不可能的输出序列是（ ）。 A 54321 B 45321 C 43512 D 12345 【解答】C

【分析】此题有一个技巧：在输出序列中任意元素后面不能出现比该元素小并且是升序（指的是元素的序号）的两个元素。

⑷ 设计一个判别表达式中左右括号是否配对的算法，采用（ ）数据结构最佳 A 顺序表 B 栈 C 队列 D 链表 【解答】B

【分析】每个右括号与它前面的最后一个没有匹配的左括号配对，因此具有后进先出性。

⑸ 在解决计算机主机与打印机之间速度不匹配问题时通常设置一个打印缓冲区，该缓冲区应该是一个（ ）结构。

A 栈 B队列 C 数组 D线性表 【解答】B

【分析】先进入打印缓冲区的文件先被打印，因此具有先进先出性。 ⑹ 一个队列的入队顺序是1，2，3，4，则队列的输出顺序是（ ）。 A 4321 B 1234 C 1432 D 3241 【解答】B

【分析】队列的入队顺序和出队顺序总是一致的。 ⑺ 栈和队列的主要区别在于（ ）。

A 它们的逻辑结构不一样 B 它们的存储结构不一样

C 所包含的运算不一样 D 插入、删除运算的限定不一样 【解答】D

【分析】栈和队列的逻辑结构都是线性的，都有顺序存储和链接存储，有可能包含的运算不一样，但不是主要区别，任何数据结构在针对具体问题时包含的运算都可能不同。

⑻ 设数组S[n]作为两个栈S1和S2的存储空间，对任何一个栈只有当S[n]全满时才不能进行进栈操作。为这两个栈分配空间的最佳方案是（ ）。 A S1的栈底位置为0，S2的栈底位置为n-1 B S1的栈底位置为0，S2的栈底位置为n/2 C S1的栈底位置为0，S2的栈底位置为n D S1的栈底位置为0，S2的栈底位置为1 【解答】A

【分析】两栈共享空间首先两个栈是相向增长的，栈底应该分别指向两个栈中的第一个元素的位置，并注意C++中的数组下标是从0开始的。

⑼ 设有两个串p和q，求q在p中首次出现的位置的运算称作（ ）。 A 连接 B 模式匹配 C 求子串 D 求串长 【解答】B 3. 判断题

⑴ 有n个元素依次进栈，则出栈序列有(n-1)/2种。

【解答】错。应该有 种。

⑵ 栈可以作为实现过程调用的一种数据结构。

【解答】对。只要操作满足后进先出性，都可以采用栈作为辅助数据结构。 ⑶ 在栈满的情况下不能做进栈操作，否则将产生―上溢‖。 【解答】对。

⑷ 在循环队列中，front指向队头元素的前一个位置，rear指向队尾元素的位置，则队满的条件是front=rear。

【解答】错。这是队空的判定条件，在循环队列中要将队空和队满的判定条件区别开。 ⑸ 空串与空格串是相同的。

【解答】错。空串的长度为零，而空格串的长度不为0，其长度是串中空格的个数。

4. 设有一个栈，元素进栈的次序为A，B，C，D，E，能否得到如下出栈序列，若能，请写出操作序列，若不能，请说明原因。 ⑴ C，E，A，B，D ⑵ C，B，A，D，E

【解答】⑴不能，因为在C、E出栈的情况下，A一定在栈中，而且在B的下面，不可能先于B出栈。⑵可以，设Ｉ为进栈操作，Ｏ为入栈操作，则其操作序列为IIIOOOIOIO。

【分析】AOE网中的关键路径可能不止一条，如果某一个关键活动提前完成，还不能提前整个工程，而必须同时提高在几条关键路径上的关键活动。 3. 判断题

⑴ 一个有向图的邻接表和逆邻接表中的结点个数一定相等。

【解答】对。邻接表和逆邻接表的区别仅在于出边和入边，边表中的结点个数都等于有向图中边的个数。 ⑵ 用邻接矩阵存储图，所占用的存储空间大小只与图中顶点个数有关，而与图的边数无关。 【解答】对。邻接矩阵的空间复杂度为Ｏ(n2)，与边的个数无关。 ⑶ 图G的生成树是该图的一个极小连通子图 【解答】错。必须包含全部顶点。

⑷ 无向图的邻接矩阵一定是对称的，有向图的邻接矩阵一定是不对称的

【解答】错。有向图的邻接矩阵不一定对称，例如有向完全图的邻接矩阵就是对称的。 ⑸ 对任意一个图，从某顶点出发进行一次深度优先或广度优先遍历，可访问图的所有顶点。 【解答】错。只有连通图从某顶点出发进行一次遍历，可访问图的所有顶点。 ⑹ 在一个有向图的拓扑序列中，若顶点a在顶点b之前，则图中必有一条弧。 【解答】错。只能说明从顶点a到顶点b有一条路径。

⑺ 若一个有向图的邻接矩阵中对角线以下元素均为零，则该图的拓扑序列必定存在。 【解答】对。参见第11题的证明。

⑻ 在AOE网中一定只有一条关键路径?br />【解答】错。AOE网中可能有不止一条关键路径，他们的路径长度相同。

4．n个顶点的无向图，采用邻接表存储，回答下列问题?br />⑴ 图中有多少条边？ ⑵ 任意两个顶点i和j是否有边相连？ ⑶ 任意一个顶点的度是多少?br />【解答】 ⑴ 边表中的结点个数之和除以2。 ⑵ 第i个边表中是否含有结点j。 ⑶ 该顶点所对应的边表中所含结点个数。

5．n个顶点的无向图，采用邻接矩阵存储，回答下列问题： ⑴ 图中有多少条边？

⑵ 任意两个顶点i和j是否有边相连？ ⑶ 任意一个顶点的度是多少？ 【解答】

⑴ 邻接矩阵中非零元素个数的总和除以2。

⑵ 当邻接矩阵A中A[i][j]=1（或A[j][i]=1）时，表示两顶点之间有边相连。 ⑶ 计算邻接矩阵上该顶点对应的行上非零元素的个数。

6．证明：生成树中最长路径的起点和终点的度均为１。 【解答】用反证法证明。

设v1, v2, …, vk是生成树的一条最长路径，其中，v1为起点，vk为终点。若vk的度为2，取vk的另一个邻接点v，由于生成树中无回路，所以，v在最长路径上，显然v1, v2, …, vk , v的路径最长，与假设矛盾。所以生成树中最长路径的终点的度为1。 同理可证起点v1的度不能大于1，只能为1。

7．已知一个连通图如图6-6所示，试给出图的邻接矩阵和邻接表存储示意图，若从顶点v1出发对该图进行遍历，分别给出一个按深度优先遍历和广度优先遍历的顶点序列。

【解答】邻接矩阵表示如下：

深度优先遍历序列为：v1 v2 v3 v5 v4 v6 广度优先遍历序列为：v1 v2 v4 v6 v3 v5 邻接表表示如下：

8．图6-7所示是一个无向带权图，请分别按Prim算法和Kruskal算法求最小生成树。

【解答】按Prim算法求最小生成树的过程如下：

按Kruskal算法求最小生成树的过程如下：

9．对于图6-8所示的带权有向图，求从源点v1到其他各顶点的最短路径。

【解答】从源点v1到其他各顶点的最短路径如下表所示。 源点 终点 最短路径 最短路径长度 v1 v7 v1 v7 7 v1 v5 v1 v5 11 v1 v4 v1 v7 v4 13 v1 v6 v1 v7 v4 v6 16 v1 v2 v1 v7 v2 22 v1 v3 v1 v7 v4 v6 v3 25

10．如图6-9所示的有向网图，利用Dijkstra算法求从顶点v1到其他各顶点的最短路径。

【解答】从源点v1到其他各顶点的最短路径如下表所示。 源点 终点 最短路径 最短路径长度 v1 v3 v1 v3 15 v1 v5 v1 v5 15 v1 v2 v1 v3 v2 25 v1 v6 v1 v3 v2 v6 40 v1 v4 v1 v3 v2 v4 45

11．证明：只要适当地排列顶点的次序，就能使有向无环图的邻接矩阵中主对角线以下的元素全部为0。 【解答】任意n个结点的有向无环图都可以得到一个拓扑序列。设拓扑序列为v0v1v2…vn-1，我们来证明此时的邻接矩阵A为上三角矩阵。证明采用反证法。

假设此时的邻接矩阵不是上三角矩阵，那么，存在下标i和j（i>j），使得A[i][j]不等于零，即图中存在从

vi到vj的一条有向边。由拓扑序列的定义可知，在任意拓扑序列中，vi的位置一定在vj之前，而在上述拓扑序列v0v1v2…vn-1中，由于i>j，即vi的位置在vj之后，导致矛盾。因此命题正确。 12. 算法设计

⑴ 设计算法，将一个无向图的邻接矩阵转换为邻接表。

【解答】先设置一个空的邻接表，然后在邻接矩阵上查找值不为零的元素，找到后在邻接表的对应单链表中插入相应的边表结点。 邻接矩阵存储结构定义如下： const int MaxSize=10; template struct AdjMatrix {

T vertex[MaxSize]; //存放图中顶点的数组 int arc[MaxSize][MaxSize]; //存放图中边的数组 int vertexNum, arcNum; //图的顶点数和边数 };

邻接表存储结构定义如下： const int MaxSize=10; struct ArcNode //定义边表结点 {

int adjvex; //邻接点域 ArcNode *next; }; template

struct VertexNode //定义顶点表结点 { T vertex;

ArcNode *firstedge; };

struct AdjList {

VertexNode adjlist[MaxSize];

int vertexNum, arcNum; //图的顶点数和边数 };

具体算法如下：

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