2015西藏自治区数据简介高级

1、题目中要求矩阵两行元素的平均值按递增顺序排序，由于每行元素个数相等，按平均值排列与按每行元素之和排列是一个意思。

所以应先求出各行元素之和，放入一维数组中，然后选择一种排序方法，对该数组进行排序，注意在排序时若有元素移动，则与之相应的行中各元素也必须做相应变动。

void Translation（float *matrix，int n）
//本算法对n×n的矩阵matrix，通过行变换，使其各行元素的平均值按递增排列。

{int i,j,k,l；
float sum，min； //sum暂存各行元素之和
float *p, *pi, *pk;
for(i=0; i<n; i++)
{sum=0.0; pk=matrix+i*n; //pk指向矩阵各行第1个元素.
for (j=0; j<n; j++){sum+=*(pk); pk++;} //求一行元素之和.
*(p+i)=sum; //将一行元素之和存入一维数组.
}//for i
for(i=0; i<n-1; i++) //用选择法对数组p进行排序
{min=*(p+i); k=i; //初始设第i行元素之和最小.
for(j=i+1;j<n;j++) if(p[j]<min) {k=j; min=p[j];} //记新的最小值及行号.
if(i!=k) //若最小行不是当前行,要进行交换(行元素及行元素之和)
{pk=matrix+n*k; //pk指向第k行第1个元素.
pi=matrix+n*i; //pi指向第i行第1个元素.
for(j=0;j<n;j++) //交换两行中对应元素.
{sum=*(pk+j); *(pk+j)=*(pi+j); *(pi+j)=sum;}
sum=p[i]; p[i]=p[k]; p[k]=sum; //交换一维数组中元素之和.
}//if
}//for i
free(p); //释放p数组.
}// Translation
[算法分析] 算法中使用选择法排序,比较次数较多,但数据交换(移动)较少.若用其它排序方法,虽可减少比较次数,但数据移动会增多.算法时间复杂度为O(n2).
2、二部图（bipartite graph） G=（V，E）是一个能将其结点集V分为两不相交子集V 1和V2=V-V1的无向图，使得：V1中的任何两个结点在图G中均不相邻，V2中的任何结点在图G中也均不相邻。

（1）．请各举一个结点个数为5的二部图和非二部图的例子。

（2）．请用C或PASCAL编写一个函数BIPARTITE判断一个连通无向图G是否是二部图，并分析程序的时间复杂度。

设G用二维数组A来表示，大小为n*n（n为结点个数）。

请在程序中加必要的注释。

若有必要可直接利用堆栈或队列操作。

【
3、有一种简单的排序算法，叫做计数排序（count sorting）。

这种排序算法对一个待排序的表(用数组表示)进行排序，并将排序结果存放到另一个新的表中。

必须注意的是，表中所有待排序的关键码互不相同，计数排序算法针对表中的每个记录，扫描待排序的表一趟，统计表中有多少个记录的关键码比该记录的关键码小，假设针对某一个记录，统计出的计数值为c，那么，这个记录在新的有序表中的合适的存放位置即为c。

(1) (3分)给出适用于计数排序的数据表定义;
(2) (7分)使用Pascal或C语言编写实现计数排序的算法；
(3) (4分)对于有n个记录的表，关键码比较次数是多少?
(4) (3分)与简单选择排序相比较，这种方法是否更好?为什么?
4、若第n件物品能放入背包，则问题变为能否再从n-1件物品中选出若干件放入背包（这时背包可放入物品的重量变为s-w[n]）。

若第n件物品不能放入背包，则考虑从n-1件物品选若干件放入背包（这时背包可放入物品仍为s）。

若最终s=0,则有一解；否则，若s<0或虽然s>0但物品数n<1,则无解。

（1）s-w[n],n-1 //Knap(s-w[n],n-1)=true
（2）s,n-1 // Knap←Knap(s,n-1)
5、若第n件物品能放入背包，则问题变为能否再从n-1件物品中选出若干件放入背包（这时背包可放入物品的重量变为s-w[n]）。

若第n件物品不能放入背包，则考虑从n-1件物品选若干件放入背包（这时背包可放入物品仍为s）。

若最终s=0,则有一解；否则，若s<0或虽然s>0但物品数n<1,则无解。

（1）s-w[n],n-1 //Knap(s-w[n],n-1)=true
（2）s,n-1 // Knap←Knap(s,n-1)
6、假设以I和O分别表示入栈和出栈操作。

栈的初态和终态均为空，入栈和出栈的操作序列可表示为仅由I和O组成的序列，称可以操作的序列为合法序列，否则称为非法序列。

（15分）
（1）A和D是合法序列，B和C 是非法序列。

（2）设被判定的操作序列已存入一维数组A中。

int Judge(char A[])
//判断字符数组A中的输入输出序列是否是合法序列。

如是，返回true，否则返回false。

{i=0; //i为下标。

j=k=0; //j和k分别为I和字母O的的个数。

while(A[i]!=‘\0’) //当未到字符数组尾就作。

{switch(A[i])
{case‘I’: j++; break; //入栈次数增1。

case‘O’: k++; if(k>j){printf(“序列非法\n”)；exit(0);}
}
i++; //不论A[i]是‘I’或‘O’，指针i均后移。

}
if(j!=k) {printf(“序列非法\n”)；return(false);}
else {printf(“序列合法\n”)；return(true);}
}//算法结束。

7、请设计一个算法，要求该算法把二叉树的叶子结点按从左到右的顺序连成一个单链表，表头指针为head。

二叉树按二叉链表方式存储，链接时用叶子结点的右指针域来存放单链表指针。

分析你的算法的时、空复杂度。

8、编写一个过程，对一个n×n矩阵，通过行变换，使其每行元素的平均值按递增顺序排列。

9、#define maxsize 栈空间容量
void InOutS(int s[maxsize])
//s是元素为整数的栈，本算法进行入栈和退栈操作。

{int top=0; //top为栈顶指针，定义top=0时为栈空。

for(i=1; i<=n; i++) //n个整数序列作处理。

{scanf(“%d”,&x); //从键盘读入整数序列。

if(x!=-1) // 读入的整数不等于-1时入栈。

if(top==maxsize-1){printf(“栈满\n”);exit(0);}
else s[++top]=x; //x入栈。

else //读入的整数等于-1时退栈。

{if(top==0){printf(“栈空\n”);exit(0);}
else printf(“出栈元素是%d\n”,s[top--])；}
}
}//算法结
10、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。

11、有一个带头结点的单链表，每个结点包括两个域，一个是整型域info，另一个是指向下一个结点的指针域next。

假设单链表已建立，设计算法删除单链表中所有重复出现的结点，使得info域相等的结点只保留一个。

#include <stdio.h>
typedef char datatype;
typedef struct node{
datatype data;
struct node * next;
} listnode;
typedef listnode* linklist;
/*--------------------------------------------*/
/* 删除单链表中重复的结点 */
/*--------------------------------------------*/
linklist deletelist(linklist head)
{ listnode *p,*s,*q;
p=head->next;
while(p)
{s=p;
q=p->next;
while(q)
if(q->data==p->data)
{s->next=q->next;free(q);
q=s->next;}
else
{ s=q; /*找与P结点值相同的结点*/
q=q->next;
}
p=p->next;
}
return head;
}
12、二叉树的层次遍历序列的第一个结点是二叉树的根。

实际上，层次遍历序列中的每个结点都是“局部根”。

确定根后，到二叉树的中序序列中，查到该结点，该结点将二叉树分为“左根右”三部分。

若左、右子树均有，则层次序列根结点的后面应是左右子树的根；若中序序列中只有左子树或只有右子树，则在层次序列的根结点后也只有左子树的根或右子树的根。

这样，定义一个全局变量指针R，指向层次序列待处理元素。

算法中先处理根结点，将根结点和左右子女的信息入队列。

然后，在队列不空的条件下，循环处理二叉树的结点。

队列中元素的数据结构定义如下：
typedef struct
{ int lvl; //层次序列指针，总是指向当前“根结点”在层次序列中的位置
int l,h; //中序序列的下上界
int f; //层次序列中当前“根结点”的双亲结点的指针
int lr; // 1—双亲的左子树 2—双亲的右子树
}qnode;
BiTree Creat(datatype in[],level[],int n)
//由二叉树的层次序列level[n]和中序序列in[n]生成二叉树。

n是二叉树的结点数
{if (n<1) {printf(“参数错误\n”); exit(0);}
qnode s,Q[]; //Q是元素为qnode类型的队列，容量足够大
init(Q); int R=0; //R是层次序列指针，指向当前待处理的结点
BiTree p=(BiTree)malloc(sizeof(BiNode)); //生成根结点
p->data=level[0]; p->lchild=null; p->rchild=null; //填写该结点数据
for (i=0; i<n; i++) //在中序序列中查找根结点，然后，左右子女信息入队列
if (in[i]==level[0]) break;
if (i==0) //根结点无左子树，遍历序列的1—n-1是右子树
{p->lchild=null;
s.lvl=++R; s.l=i+1; s.h=n-1; s.f=p; s.lr=2; enqueue(Q,s);
}
else if (i==n-1) //根结点无右子树，遍历序列的1—n-1是左子树
{p->rchild=null;
s.lvl=++R; s.l=1; s.h=i-1; s.f=p; s.lr=1; enqueue(Q,s);
}
else //根结点有左子树和右子树
{s.lvl=++R; s.l=0; s.h=i-1; s.f=p; s.lr=1;enqueue(Q,s);//左子树有关信息入队列s.lvl=++R; s.l=i+1;s.h=n-1;s.f=p; s.lr=2;enqueue(Q,s);//右子树有关信息入队列
}
while (!empty(Q)) //当队列不空，进行循环，构造二叉树的左右子树
{ s=delqueue(Q); father=s.f;
for (i=s.l; i<=s.h; i++)
if (in[i]==level[s.lvl]) break;
p=(bitreptr)malloc(sizeof(binode)); //申请结点空间
p->data=level[s.lvl]; p->lchild=null; p->rchild=null; //填写该结点数据
if (s.lr==1) father->lchild=p;
else father->rchild=p； //让双亲的子女指针指向该结点
if (i==s.l)
{p->lchild=null; //处理无左子女
s.lvl=++R; s.l=i+1; s.f=p; s.lr=2; enqueue(Q,s);
}
else if (i==s.h)
{p->rchild=null; //处理无右子女
s.lvl=++R; s.h=i-1; s.f=p; s.lr=1; enqueue(Q,s);
}
else{s.lvl=++R; s.h=i-1; s.f=p; s.lr=1; enqueue(Q,s);//左子树有关信息入队列
s.lvl=++R; s.l=i+1; s.f=p; s.lr=2; enqueue(Q,s); //右子树有关信息入队列
}
}//结束while (!empty(Q))
return(p);
}//算法结束
13、证明由二叉树的中序序列和后序序列，也可以唯一确定一棵二叉树。

当n=1时，只有一个根结点，由中序序列和后序序列可以确定这棵二叉树。

设当n=m-1时结论成立，现证明当n=m时结论成立。

设中序序列为S1，S2，…，Sm,后序序列是P1,P2,…，Pm。

因后序序列最后一个元素Pm是根，则在中序序列中可找到与Pm相等的结点（设二叉树中各结点互不相同）Si(1≤i≤m)，因中序序列是由中序遍历而得，所以Si是根结点，S1，S2，…，Si-1是左子树的中序序列，而Si+1,Si+2,…,Sm是右子树的中序序列。

若i=1，则S1是根，这时二叉树的左子树为空，右子树的结点数是m-1,则{S2，S3，…，Sm}和{P1，P2，…，Pm-1}可以唯一确定右子树，从而也确定了二叉树。

若i=m,则Sm是根，这时二叉树的右子树为空，左子树的结点数是m-1，则{S1，S2，…，Sm-1}和{P1，P2，…，Pm-1}唯一确定左子树，从而也确定了二叉树。

最后，当1<i<m时，Si把中序序列分成{S1，S2，…，Si-1}和{Si+1,Si+2,…，Sm}。

由于后序遍历是“左子树—右子树—根结点”，所以{P1,P2,…,Pi-1}和{Pi,Pi+1,…Pm-1}是二叉树的左子树和右子树的后序遍历序列。

因而由{S1，S2，…，Si-1}和{P1，P2，…，Pi-1}
可唯一确定二叉树的左子树，由{Si+1,Si+2,…，Sm}和
{Pi,Pi+1,…，Pm-1}可唯一确定二叉树的右子树。

14、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）
15、假设以I和O分别表示入栈和出栈操作。

栈的初态和终态均为空，入栈和出栈的操作序列可表示为仅由I和O组成的序列，称可以操作的序列为合法序列，否则称为非法序列。

（15
分）
（1）下面所示的序列中哪些是合法的？
A. IOIIOIOO
B. IOOIOIIO
C. IIIOIOIO
D. IIIOOIOO
（2）通过对（1）的分析，写出一个算法，判定所给的操作序列是否合法。

若合法，返回true，否则返回false（假定被判定的操作序列已存入一维数组中）。