2015西藏自治区数据结构考试高级

1、矩阵中元素按行和按列都已排序，要求查找时间复杂度为O（m+n），因此不能采用常规的二层循环的查找。

可以先从右上角（i=a,j=d）元素与x比较，只有三种情况：一是A[i,j]>x，这情况下向j 小的方向继续查找；二是A[i,j]<x，下步应向i大的方向查找；三是A[i,j]=x，查找成功。

否则，若下标已超出范围，则查找失败。

void search(datatype A[ ][ ], int a,b,c,d, datatype x)//n*m矩阵A,行下标从a到b,列下标从c到d,本算法查找x是否在矩阵A中.{i=a; j=d; flag=0; //flag是成功查到x的标志while(i<=b && j>=c)if(A[i][j]==x) {flag=1;break;}else if (A[i][j]>x) j--; else i++;if(flag) printf(“A[%d][%d]=%d”,i,j,x); //假定x为整型.else printf(“矩阵A中无%d 元素”，x)；}算法search结束。

[算法讨论]算法中查找x的路线从右上角开始，向下（当x>A[i,j]）或向左（当x<A[i,j]）。

向下最多是m，向左最多是n。

最佳情况是在右上角比较一次成功，最差是在左下角（A[b,c]），比较m+n次，故算法最差时间复杂度是O(m+n）。

2、对一般二叉树，仅根据一个先序、中序、后序遍历，不能确定另一个遍历序列。

但对于满二叉树，任一结点的左右子树均含有数量相等的结点，根据此性质，可将任一遍历序列转为另一遍历序列（即任一遍历序列均可确定一棵二叉树）。

void PreToPost(ElemType pre[] ,post[],int l1,h1,l2,h2)//将满二叉树的先序序列转为后序序列，l1,h1,l2,h2是序列初始和最后结点的下标。

{if(h1>=l1){post[h2]=pre[l1]; //根结点half=(h1-l1)/2; //左或右子树的结点数PreToPost(pre,post,l1+1,l1+half,l2,l2+half-1) //将左子树先序序列转为后序序列PreToPost(pre,post,l1+half+1,h1,l2+half,h2-1) //将右子树先序序列转为后序序列} }//PreToPost32. .叶子结点只有在遍历中才能知道，这里使用中序递归遍历。

设置前驱结点指针pre，初始为空。

第一个叶子结点由指针head指向，遍历到叶子结点时，就将它前驱的rchild指针指向它，最后叶子结点的rchild为空。

LinkedList head,pre=null; //全局变量LinkedList InOrder(BiTree bt)//中序遍历二叉树bt，将叶子结点从左到右链成一个单链表，表头指针为head{if(bt){InOrder(bt->lchild); //中序遍历左子树if(bt->lchild==null && bt->rchild==null) //叶子结点if(pre==null) {head=bt; pre=bt;} //处理第一个叶子结点else{pre->rchild=bt; pre=bt; } //将叶子结点链入链表InOrder(bt->rchild); //中序遍历左子树pre->rchild=null; //设置链表尾}return(head); } //InOrder时间复杂度为O(n),辅助变量使用head和pre,栈空间复杂度O(n)3、连通图的生成树包括图中的全部n个顶点和足以使图连通的n-1条边，最小生成树是边上权值之和最小的生成树。

故可按权值从大到小对边进行排序，然后从大到小将边删除。

每删除一条当前权值最大的边后，就去测试图是否仍连通，若不再连通，则将该边恢复。

若仍连通，继续向下删；直到剩n-1条边为止。

void SpnTree (AdjList g)//用“破圈法”求解带权连通无向图的一棵最小代价生成树。

{typedef struct {int i,j,w}node; //设顶点信息就是顶点编号，权是整型数node edge[];scanf( "%d%d",&e,&n) ; //输入边数和顶点数。

for (i=1;i<=e;i++) //输入e条边：顶点，权值。

scanf("%d%d%d" ,&edge[i].i ,&edge[i].j ,&edge[i].w);for (i=2;i<=e;i++) //按边上的权值大小，对边进行逆序排序。

{edge[0]=edge[i]; j=i-1;while (edge[j].w<edge[0].w) edge[j+1]=edge[j--];edge[j+1]=edge[0]; }//fork=1; eg=e;while (eg>=n) //破圈，直到边数e=n-1.{if (connect(k)) //删除第k条边若仍连通。

{edge[k].w=0; eg--; }//测试下一条边edge[k]，权值置0表示该边被删除k++; //下条边}//while}//算法结束。

connect()是测试图是否连通的函数，可用图的遍历实现，4、冒泡排序算法是把大的元素向上移（气泡的上浮），也可以把小的元素向下移（气泡的下沉）请给出上浮和下沉过程交替的冒泡排序算法。

48.有n个记录存储在带头结点的双向链表中，现用双向起泡排序法对其按上升序进行排序，请写出这种排序的算法。

（注：双向起泡排序即相邻两趟排序向相反方向起泡）5、二路插入排序是将待排关键字序列r[1..n]中关键字分二路分别按序插入到辅助向量d[1..n]前半部和后半部（注:向量d可视为循环表），其原则为，先将r[l]赋给d[1]，再从r[2] 记录开始分二路插入。

编写实现二路插入排序算法。

6、给定n个村庄之间的交通图，若村庄i和j之间有道路，则将顶点i和j用边连接，边上的Wij表示这条道路的长度，现在要从这n个村庄中选择一个村庄建一所医院，问这所医院应建在哪个村庄，才能使离医院最远的村庄到医院的路程最短?试设计一个解答上述问题的算法，并应用该算法解答如图所示的实例。

（20分）7、约瑟夫环问题（Josephus问题）是指编号为1、2、…，n的n（n>0）个人按顺时针方向围坐成一圈，现从第s个人开始按顺时针方向报数，数到第m个人出列，然后从出列的下一个人重新开始报数，数到第m的人又出列，…，如此重复直到所有的人全部出列为止。

现要求采用循环链表结构设计一个算法，模拟此过程。

8、因为后序遍历栈中保留当前结点的祖先的信息，用一变量保存栈的最高栈顶指针，每当退栈时，栈顶指针高于保存最高栈顶指针的值时，则将该栈倒入辅助栈中，辅助栈始终保存最长路径长度上的结点，直至后序遍历完毕，则辅助栈中内容即为所求。

void LongestPath(BiTree bt)//求二叉树中的第一条最长路径长度{BiTree p=bt,l[],s[]; //l, s是栈，元素是二叉树结点指针，l中保留当前最长路径中的结点int i，top=0,tag[],longest=0;while(p || top>0){ while(p) {s[++top]=p；tag[top]=0; p=p->Lc;} //沿左分枝向下if(tag[top]==1) //当前结点的右分枝已遍历{if(!s[top]->Lc && !s[top]->Rc) //只有到叶子结点时，才查看路径长度if(top>longest) {for(i=1;i<=top;i++) l[i]=s[i]; longest=top; top--;}//保留当前最长路径到l栈，记住最高栈顶指针，退栈}else if(top>0) {tag[top]=1; p=s[top].Rc;} //沿右子分枝向下}//while(p!=null||top>0)}//结束LongestPath9、已知有向图G=(V,E)，其中V={V1,V2,V3,V4,V5,V6,V7}，E={<V1,V2>,<V1,V3>,<V1,V4>,<V2,V5>,<V3,V5>,<V3,V6>,<V4,V6>,<V5,V7>,<V6,V7>}写出G的拓扑排序的结果。

G拓扑排序的结果是：V1、V2、V4、V3、V5、V6、V710、两棵空二叉树或仅有根结点的二叉树相似；对非空二叉树，可判左右子树是否相似，采用递归算法。

int Similar(BiTree p,q) //判断二叉树p和q是否相似{if(p==null && q==null) return (1);else if(!p && q || p && !q) return (0);else return(Similar(p->lchild,q->lchild) && Similar(p->rchild,q->rchild)) }//结束Similar11、设t是给定的一棵二叉树，下面的递归程序count(t)用于求得:二叉树t中具有非空的左,右两个儿子的结点个数N2;只有非空左儿子的个数NL;只有非空右儿子的结点个数NR和叶子结点个数N0。

N2、NL、NR、N0都是全局量，且在调用count(t)之前都置为0.typedef struct node{int data; struct node *lchild,*rchild;}node;int N2,NL,NR,N0;void count(node *t){if (t->lchild!=NULL) if (1)___ N2++; else NL++;else if (2)___ NR++; else (3)__ ;if(t->lchild!=NULL)(4)____; if (t->rchild!=NULL) (5)____;}26.树的先序非递归算法。

void example(b)btree *b;{ btree *stack[20], *p；int top;if (b!=null){ top=1; stack[top]=b;while (top>0){ p=stack[top]; top--;printf(“%d”,p->data);if (p->rchild!=null){(1)___; (2)___;}if (p->lchild!=null)(3)___; (4)__;}}}}12、二路插入排序是将待排关键字序列r[1..n]中关键字分二路分别按序插入到辅助向量d[1..n]前半部和后半部（注:向量d可视为循环表），其原则为，先将r[l]赋给d[1]，再从r[2] 记录开始分二路插入。