数据结构 复习与习题解析1
《数据结构基础教程》习题及解答
《数据结构基础教程》习题及解答数据结构基础教程习题及解答第一章:数据结构简介1.1 什么是数据结构?数据结构是指相互之间存在一种或多种特定关系的数据元素的集合,包括数据的逻辑结构、物理结构和数据元素之间的运算。
1.2 数据的逻辑结构有哪些?数据的逻辑结构包括线性结构、树形结构和图状结构。
1.3 数据的物理结构有哪些?数据的物理结构包括顺序存储结构和链式存储结构。
1.4 数据结构的主要目标是什么?数据结构的主要目标是提高数据的存储效率和运算效率。
第二章:线性表2.1 线性表的定义线性表是由n(≥0)个数据元素组成的有限序列。
线性表是一种常见的数据结构,常用的实现方式包括数组和链表。
2.2 线性表的顺序存储结构线性表的顺序存储结构是将线性表中的元素存储在连续的存储空间中,通过元素在内存中的物理位置来表示元素之间的关系。
2.3 线性表的链式存储结构线性表的链式存储结构是通过指针将线性表中的元素连接在一起,每个元素包括数据域和指针域。
2.4 线性表的基本操作包括初始化线性表、插入元素、删除元素、查找元素等。
第三章:栈与队列3.1 栈的定义与特性栈是一种具有后进先出特性的线性表,只允许在一端进行插入和删除操作,被称为栈顶。
3.2 栈的顺序存储结构和链式存储结构栈的顺序存储结构和链式存储结构与线性表的存储结构类似,不同之处在于栈只允许在一端进行插入和删除操作。
3.3 栈的应用栈在表达式求值、函数调用和递归等场景中有广泛应用。
3.4 队列的定义与特性队列是一种具有先进先出特性的线性表,允许在一端插入元素,在另一端删除元素。
3.5 队列的顺序存储结构和链式存储结构队列的顺序存储结构和链式存储结构与线性表的存储结构类似,不同之处在于队列允许在一端插入元素,在另一端删除元素。
3.6 队列的应用队列在模拟排队系统、操作系统进程调度等场景中有广泛应用。
第四章:树与二叉树4.1 树的基本概念树是由n(≥0)个节点组成的有限集合,其中有一个称为根节点,除了根节点之外的其余节点被分为m(m≥0)个互不相交的集合,每个集合本身又是一棵树。
数据结构总复习+习题+解答
题 2.3 长度为 n 的非空线性表采用顺序存储结构,在表的第 i 个位置删除一个数据元素,i
的合法值应该是( D )
A) i>0
B)1≤i≤n+1
C)1≤i≤n-1 D)1≤i≤n
题 2.4 若线性表最常用的操作是存取第 i 个元素及其前趋的值,则采用( D )存储方式节
省时间。
A.单链表
B.双链表
题 1.1 如何理解抽象数据类型。 答:定义了一个数据对象,数据对象中各元素之间的关系以及一组处理数据的操作。
题 1.2 数据元素间的逻辑结构关系有哪些。 答:四种。分别是集合结构、线性结构、树状结构、图状结构。
题 1.3 通常从时间复杂度和空间复杂度来评价算法的优劣。
题 1.4 下面算法的时间复杂度为(C) int i,j; for(i=0;i<m;i++)
2.4 综合应用 根据给定需求,在顺序存储或链式存储上实现相应操作。 重点是链表。
题 2.1 一维数组和顺序表的异同。 同:一维数组与顺序表都可按元素下标直接(或随机)存取元素; 异:
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数据结构复习资料
①一维数组中各元素间可以有空元素,而顺序表中的元素必须按顺序存放; ②一维数组的基本操作只有按下标存取,而顺序表可以有线性表的所有操作,如插入、删除等; ③一维数组的大小一经分配便不可变,而顺序表的长度是可变的。
C.单循环链表
D.顺序表
题 2.5 某线性表最常用的操作是在最后一个结点之后插入一个结点或删除第一个结点,故采
用( D )存储方式最节省运算时间。
A.单链表
B.仅有头结点的单循环链表
C.双链表
D.仅有尾指针的单循环链表
题 2.6 链表不具有的特点是( B ) A.插入、删除不需要的移动元素 B.可随机访问任一元素 C.不必事先估计存储空间 D.所需空间与线性长度成正比
数据结构习题和答案及解析
数据结构习题和答案及解析数据结构是计算机科学中非常重要的一个领域,它关注数据的存储、组织和管理方式。
在学习数据结构的过程中,遇到习题是必不可少的,通过解答这些习题可以更好地理解和掌握数据结构的概念和应用。
以下是一些常见的数据结构习题及其答案和解析,希望可以帮助读者更好地学习和理解数据结构。
习题一:栈的应用题目描述:设计一个栈,使其具有获取栈中最小元素的操作。
解答及解析:可以通过两个栈来实现,一个栈用于存储数据,另一个栈用于存储当前最小元素。
在入栈时,如果新的元素比当前最小元素小,则将新元素同时入栈到数据栈和最小栈;在出栈时,如果当前出栈元素与最小栈的栈顶元素相同,则同时出栈。
这样,最小栈的栈顶元素始终为当前栈的最小元素。
习题二:队列的应用题目描述:设计一个队列,使其具有获取队列中最大元素的操作。
解答及解析:可以通过两个队列来实现,一个队列用于存储数据,另一个队列用于存储当前最大元素。
在入队时,如果新的元素比当前最大元素大,则将新元素同时入队到数据队列和最大队列;在出队时,如果当前出队元素与最大队列的队首元素相同,则同时出队。
这样,最大队列的队首元素始终为当前队列的最大元素。
习题三:链表的操作题目描述:给定一个链表,删除链表中倒数第n个节点,并返回链表的头节点。
解答及解析:使用双指针法来解决该问题。
首先让一个指针从链表的头节点向前移动n+1步,然后再让另一个指针从链表的头节点开始移动。
这样两个指针之间的间隔为n,当第一个指针到达链表末尾时,第二个指针指向的节点就是倒数第n个节点的前一个节点。
接着,将第二个指针指向的节点的next指针指向下下个节点,完成删除操作。
习题四:树的遍历题目描述:给定一个二叉树,按照中序遍历的顺序返回其节点值的集合。
解答及解析:采用递归的方式进行中序遍历,先遍历左子树,然后访问根节点,最后遍历右子树。
对于任意一个节点,递归遍历其左子树,将节点值添加到集合中。
然后访问该节点,并将节点值添加到集合中。
数据结构题库及答案详解
数据结构题库及答案详解一、选择题1. 在数据结构中,线性结构的特点是什么?A. 结构中存在唯一的开始结点和终端结点B. 结构中所有结点的前驱和后继都存在C. 结构中所有结点都只有一个直接前驱和一个直接后继D. 结构中存在多个开始结点和终端结点答案:C2. 栈是一种特殊的线性表,其特点是:A. 先进先出B. 先进后出C. 可以同时在两端进行插入和删除操作D. 只能在一端进行插入和删除操作答案:D3. 在二叉树的遍历算法中,先序遍历的顺序是:A. 先访问根结点,然后遍历左子树,最后遍历右子树B. 先遍历左子树,然后访问根结点,最后遍历右子树C. 先遍历右子树,然后访问根结点,最后遍历左子树D. 先遍历左右子树,最后访问根结点答案:A二、填空题4. 在图的遍历中,______算法可以避免重复访问同一顶点。
5. 哈希表的冲突可以通过______方法来解决。
答案:4. 深度优先搜索(DFS)5. 链地址法或开放地址法三、简答题6. 简述排序算法中的快速排序算法的基本原理。
答案:快速排序算法是一种分治算法,它通过选择一个元素作为“基准”,然后将数组分为两个子数组,一个包含小于基准的元素,另一个包含大于基准的元素。
然后对这两个子数组递归地应用快速排序算法。
7. 解释什么是递归,并给出一个递归函数的例子。
答案:递归是一种在函数中调用自身的编程技术。
递归函数必须有一个明确的终止条件,以避免无限递归。
例如,计算阶乘的递归函数如下:```int factorial(int n) {if (n == 0) return 1; // 终止条件return n * factorial(n - 1); // 递归调用}```四、编程题8. 编写一个函数,实现单链表的反转。
答案:```c// 假设ListNode是链表节点的定义ListNode* reverseList(ListNode* head) {ListNode* prev = NULL;ListNode* curr = head;ListNode* next = NULL;while (curr != NULL) {next = curr->next; // 保存下一个节点curr->next = prev; // 反转指针prev = curr; // 移动prevcurr = next; // 移动curr}return prev; // 新的头节点}```9. 给定一个整数数组,请实现一个函数来找到数组中的最长连续子序列的长度。
数据结构复习题及答案
数据结构复习题及答案数据结构复习题及答案数据结构是计算机科学中的重要基础,它涉及到存储、组织和管理数据的方法和技术。
在学习数据结构的过程中,我们经常会遇到各种复习题,通过解答这些题目可以巩固对数据结构的理解和掌握。
本文将给出一些常见的数据结构复习题及其答案,希望对读者的学习有所帮助。
一、数组1. 给定一个整数数组,如何找到数组中的最大值和最小值?答案:可以使用遍历数组的方式,依次比较每个元素与当前的最大值和最小值,更新最大值和最小值即可。
2. 给定一个整数数组和一个目标值,如何判断数组中是否存在两个数的和等于目标值?答案:可以使用两层循环遍历数组,依次判断每两个数的和是否等于目标值。
二、链表1. 如何反转一个单链表?答案:可以使用三个指针prev、curr和next,分别表示当前节点的前一个节点、当前节点和当前节点的下一个节点。
通过遍历链表,每次将当前节点的next指针指向prev节点,然后更新prev、curr和next指针,直到遍历到链表的末尾。
2. 如何判断一个链表是否有环?答案:可以使用快慢指针的方法。
定义两个指针slow和fast,初始时都指向链表的头节点。
slow指针每次移动一步,fast指针每次移动两步。
如果链表中存在环,那么两个指针最终会相遇;如果链表中不存在环,那么fast指针会先到达链表的末尾。
三、栈和队列1. 如何使用栈实现队列?答案:可以使用两个栈来实现队列。
一个栈用来存储入队的元素,另一个栈用来存储出队的元素。
当需要入队时,直接将元素压入第一个栈;当需要出队时,如果第二个栈为空,则将第一个栈中的元素依次弹出并压入第二个栈,然后从第二个栈中弹出元素;如果第二个栈不为空,则直接从第二个栈中弹出元素。
2. 如何使用队列实现栈?答案:可以使用两个队列来实现栈。
一个队列用来存储元素,另一个队列用来辅助操作。
当需要入栈时,直接将元素入队;当需要出栈时,将队列中的元素依次出队并入辅助队列,直到队列中只剩下一个元素,然后将该元素出队;然后交换两个队列的角色,使得辅助队列成为主队列,主队列成为辅助队列。
数据结构复习题(附答案)
数据结构复习题(附答案)数据结构复习题(附答案)数据结构是计算机科学中非常重要的一门课程,其涉及到对数据的组织、存储和管理方法的研究。
在学习数据结构的过程中,我们通常需要进行大量的练习和复习以加深对各种数据结构和算法的理解。
本文将为大家提供一些数据结构的复习题,并附有详细的答案解析。
一、栈和队列1. 给定一个字符串,判断其中的括号序列是否合法。
例如,"{([])}"是合法的括号序列,而"{[)]}"则是非法的。
答案:使用栈的数据结构可以很方便地解决这个问题。
遍历字符串,遇到左括号就将其入栈,遇到右括号就判断对应的左括号是否与栈顶元素相匹配,如果匹配则将栈顶元素出栈,继续比较下一个字符。
最后,栈为空则表示括号序列合法。
2. 设计一个队列,实现队列的基本操作:入队、出队、获取队头元素和判断队列是否为空。
答案:可以使用一个数组来实现队列,使用两个指针front和rear分别指示队头和队尾的位置。
入队操作时,将元素添加到rear指向的位置,并将rear后移一位;出队操作时,将front后移一位;获取队头元素时,返回front指向的位置的元素;判断队列是否为空可以通过比较front和rear来确定。
3. 反转一个单链表。
答案:使用三个指针prev、curr和next来实现链表的反转。
初始时,将prev指向null,curr指向头节点,next指向curr的下一个节点。
然后,将curr的next指向prev,将prev指向curr,将curr指向next,再将next指向next的下一个节点。
重复这个操作,直到链表反转完成。
4. 判断一个单链表中是否存在环。
答案:使用快慢指针的方法可以判断一个单链表中是否存在环。
如果存在环,那么快指针最终会追上慢指针;如果不存在环,那么快指针最终会达到链表的末尾。
三、树和图5. 给定一个二叉树,编写一个算法来判断它是否是平衡二叉树。
答案:平衡二叉树的定义是指二叉树的每个节点的左子树和右子树的高度差不超过1。
数据结构习题和复习资料及解析
第 1 章绪论课后习题讲解1. 填空(1)()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3()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】0 (1),O (nlog2n)【分析】用大0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。
数据结构复习题及答案
数据结构复习题及答案数据结构习题一、名词解释1.数据、数据元素、数据项、数据结构、数据的逻辑结构、数据物理结构、顺序存储、链式存储、算法、时间复杂度、空间复杂度。
2.线性表、顺序表、单链表、双向链表、循环链表、双向循环链表、三个概念的区别:头指针、头结点、首元结点(第1个元素结点)。
3.栈(顺序栈、链栈)、队列(顺序队、链队)、循环队列、递归、稀疏矩阵、三元组。
4.树、叶子结点、结点的度、树的度、树的高(深)度、二叉树、遍历、满二叉树、完全二叉树、哈夫曼树、WPL、哈夫曼编码。
5.图(有向、无向)、网、边、弧、度、入度、出度、完全图(有向、无向)、(强)连通图(分量)、(最小)生成树、邻接矩阵、邻接表、DFS、BFS。
6.查找表、关键字、静态查找、动态查找、ASL、顺序查找、折半查找、分块查找、二叉排序树。
7、排序、内(外)排序、稳定性、插入(直接、希尔),交换(起泡、快速),选择(直接、堆),2路归并。
一、填空题1.数据结构是研究数据的_逻辑结构__和___物理结构__,并在这种结构上定义相关的运算,设计实现这些运算的算法,分析算法的效率。
算法的效率包括时间和空间两个方面,分别称为___时间复杂度____和__空间复杂度___。
2.数据的基本单元是__数据元素__,数据的最小单元是__数据项_。
3.算法是对特定问题求解___步骤___的一种描述,是指令的有限序列。
4.一个算法的时间复杂度为(3n3+2n—7),其数量级表示为O(n3)_。
5.一个算法具有5个特性:确定性、可行性、有穷性、输入和输出。
6.算法机能的阐发和怀抱,能够从算法的工夫庞大度和空间庞大度来评判算法的好坏。
7.数据的逻辑布局包孕调集布局、线性布局、树形布局和图型布局四品种型。
8.数据布局在计较机中的表示称为数据的物理布局,它能够采用__按次存储___或__链式存储_两种存储方法。
9.线性表有两种存储布局,划分为按次存储和链式存储。
数据结构考试题及答案详解
数据结构考试题及答案详解一、选择题(每题2分,共20分)1. 在数据结构中,线性表的顺序存储结构通常使用哪种数据结构实现?A. 链表B. 数组C. 栈D. 队列答案:B2. 下列哪个是二叉树的遍历算法?A. 深度优先搜索B. 广度优先搜索C. 排序算法D. 查找算法答案:A3. 哈希表解决冲突最常用的方法是?A. 链接法B. 线性探测法C. 二次探测法D. 所有选项都是答案:D4. 栈的后进先出(LIFO)特性决定了它不能用于实现哪些数据结构?A. 队列B. 堆C. 树D. 图答案:A5. 快速排序算法的时间复杂度在最坏情况下是?A. O(n log n)B. O(n^2)C. O(n)D. O(1)答案:B二、简答题(每题10分,共30分)1. 什么是递归?请给出一个递归函数的例子。
答案:递归是一种在函数内部调用自身的编程技术。
递归函数通常有两个条件:一个基本情况(base case),用于停止递归调用;一个递归情况(recursive case),用于进行递归调用。
例如,计算阶乘的递归函数如下:```cint factorial(int n) {if (n == 0) return 1; // 基本情况return n * factorial(n - 1); // 递归情况}```2. 什么是图的深度优先搜索(DFS)?请简述其基本思想。
答案:深度优先搜索是一种遍历图的算法,它从一个顶点开始,沿着一条路径尽可能深地搜索,直到无法继续为止,然后回溯并沿着另一条路径继续搜索。
基本思想是使用一个栈来记录已访问的顶点,以避免重复访问。
3. 什么是平衡二叉搜索树?请列举至少两种常见的平衡二叉搜索树。
答案:平衡二叉搜索树是一种特殊的二叉搜索树,它保持树的高度尽可能低,以保证操作的效率。
常见的平衡二叉搜索树有AVL树和红黑树。
AVL树通过旋转操作保持平衡,红黑树通过颜色和旋转操作来保持平衡。
三、计算题(每题25分,共50分)1. 给定一个数组A,包含n个元素,请计算其归并排序的时间复杂度,并给出排序过程的一个示例。
数据结构习题与解析
第1-3章习题一、选择题1.若进栈序列为a,b,c,d,进栈过程中可以出栈,则 c 不可能是一个出栈序列。
A) a,d,c,b B) b,c,d,a C) c,a,d,b D) c,d,b,a6.设用一维数组A[1,…,n]来存储一个栈,令A[n]为栈底,用整型变量T指示当前栈顶位置,A[T]为栈顶元素。
当从栈中弹出一个元素时,变量T将变化为 A 。
A)T=T + 1 B) T=T – 1 C) T不变D) T= n7. 一个栈的入栈序列为a,b,c,d,e,则栈不可能的出栈序列是 C 。
A) e d c b a B) d e c b a C) d c e a b D) a b c d e8.若语句S的执行时间为O(1),那么下列程序段的时间复杂度为 B 。
For(i = 0; i <= n ; i++)For(j = 0; j <=n ;j++)sA) O(n) B)O(n*n) C) O(n*log2n) D) O(n*i)18.设计一个判断表达式中左右括号是否配对的算法,采用 C 数据结构最佳。
A) 队列B) 堆栈C)二叉树D) 链表24.一个队列的入队序列是1,2,3,4,则队列的输出序列是 C 。
A) 1,4,3,2 B) 4,3,2,1 C) 1,2,3,4 D) 3,2,4,129.在一个单链表中,若要删除P结点的后续结点,则应执行 A 。
A) P->next = P->next->next B) p = P->next; P->next = P->next->next C) delete(P->next) D) p = P->next->next30.在计算递归函数时,如不使用递归过程,则一般情况下必须借助于 A 数据结构。
A)栈B) 树C) 双向队列D) 广义表41.下列叙述中,正确的是 B 。
A) 用指针的方式存储一棵有n个结点的二叉树最少需要n+1个指针B)不使用递归,也可以实现二叉树的前序、中序和后序遍历C) 已知树的前序遍历并不能唯一确定一棵树,因为不知道树的根结点是哪一个D) 任一棵树的平均查找时间都小于用顺序查找法查找同样结点的线性表的平均查找时间50.以下有关数据结构的叙述,正确的是 C 。
数据结构(第4版)习题和实验参考答案解析数据结构复习题资料[完整版](c语言版)
数据结构基础及深入及考试复习资料习题及实验参考答案见附录结论1、数据的逻辑结构是指数据元素之间的逻辑关系。
即从逻辑关系上描述数据,它与数据的存储无关,是独立于计算机的。
2、数据的物理结构亦称存储结构,是数据的逻辑结构在计算机存储器内的表示(或映像)。
它依赖于计算机。
存储结构可分为4大类:顺序、链式、索引、散列3、抽象数据类型:由用户定义,用以表示应用问题的数据模型。
它由基本的数据类型构成,并包括一组相关的服务(或称操作)。
它与数据类型实质上是一个概念,但其特征是使用与实现分离,实行封装和信息隐蔽(独立于计算机)。
4、算法:是对特定问题求解步骤的一种描述,它是指令的有限序列,是一系列输入转换为输出的计算步骤。
5、在数据结构中,从逻辑上可以把数据结构分成( C )A、动态结构和表态结构B、紧凑结构和非紧凑结构C、线性结构和非线性结构D、内部结构和外部结构6、算法的时间复杂度取决于( A )A、问题的规模B、待处理数据的初态C、问题的规模和待处理数据的初态线性表1、线性表的存储结构包括顺序存储结构和链式存储结构两种。
2、表长为n的顺序存储的线性表,当在任何位置上插入或删除一个元素的概率相等时,插入一个元素所需移动元素的平均次数为( E ),删除一个元素需要移动的元素的个数为( A )。
A、(n-1)/2B、nC、n+1D、n-1E、n/2F、(n+1)/2G、(n-2)/23、“线性表的逻辑顺序与存储顺序总是一致的。
”这个结论是( B )A、正确的B、错误的C、不一定,与具体的结构有关4、线性表采用链式存储结构时,要求内存中可用存储单元的地址( D )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连续或不连续都可以5、带头结点的单链表为空的判定条件是( B )A、head==NULLB、head->next==NULLC、head->next=headD、head!=NULL6、不带头结点的单链表head为空的判定条件是( A )A、head==NULLB、head->next==NULLC、head->next=headD、head!=NULL7、非空的循环单链表head的尾结点P满足( C )A、p->next==NULLB、p==NULLC、p->next==headD、p==head8、在一个具有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( B )A、O(1)B、O(n)C、O(n2)D、O(nlog2n)9、在一个单链表中,若删除p所指结点的后继结点,则执行( A )A、p->next=p->next->next;B、p=p->next;p->next=p->next->next;C、p->next=p->next;D、p= p->next->next;10、在一个单链表中,若在p所指结点之后插入s所指结点,则执行( B )A、s->next=p;p->next=s;B、s->next=p->next;p->next=s;C、s->next=p->next;p=s;D、p->next=s;s->next=p;11、在一个单链表中,已知q是p的前趋结点,若在q和p之间插入结点s,则执行( C )A、s->next=p->next;p->next=s;B、p->next=s->next;s->next=p;C、q->next=s;s->next=p;D、p->next=s;s->next=q;12、在线性结构中,第一个结点没有前趋结点,其余每个结点有且只有 1 个前趋结点。
《数据结构》复习题及参考答案
《数据结构》复习题及参考答案数据结构复习题及参考答案1. 什么是数据结构?数据结构是一种组织和存储数据的方式,它涉及到数据的组织方式、存储方式、访问方式以及对数据进行操作的算法等。
数据结构的选择对于解决不同类型的问题非常重要。
2. 数据结构有哪些常见的分类?数据结构可以分为以下几类:(1) 线性结构:线性结构是一种有序排列的数据结构,其中数据元素之间存在着一对一的关系。
常见的线性结构有数组、链表、栈和队列等。
(2) 非线性结构:非线性结构是一种数据元素之间存在多对多关系的结构,常见的非线性结构有树和图等。
(3) 逻辑结构:逻辑结构是指数据元素之间的逻辑关系,主要包括集合结构、线性结构、树形结构和图形结构等。
(4) 物理结构:物理结构是指数据的逻辑结构在计算机存储中的表示方式,主要包括顺序存储结构和链式存储结构等。
3. 什么是算法?算法是解决特定问题的一系列步骤或操作的有限序列。
一个算法通常包括输入、输出、基本操作、控制结构和定义算法执行的约定等。
4. 数据结构和算法之间的关系是什么?数据结构是算法的基础,而算法又依赖于数据结构。
只有选择合适的数据结构,才能实现高效的算法。
同时,算法的设计也会对数据结构的选择产生影响。
5. 请解释什么是时间复杂度和空间复杂度?时间复杂度是衡量算法执行时间消耗的度量,表示算法的运行时间与问题规模之间的关系。
通常用大O符号来表示时间复杂度,如O(n)、O(nlogn)等。
空间复杂度是衡量算法执行所需存储空间的度量,表示算法所需的额外空间与问题规模之间的关系。
同样也使用大O符号来表示,如O(1)、O(n)等。
6. 请简要描述以下数据结构的特点及应用场景:(1) 数组:数组是一种连续存储数据元素的线性结构,具有随机访问性能。
适用于知道元素位置的查找和修改操作。
(2) 链表:链表是一种通过指针连接的数据结构,具有插入、删除元素方便的特点。
适用于频繁插入、删除操作以及不知道具体位置的查找操作。
数据结构课后习题详解(超完整超经典)
数据结构课后习题详解(超完整超经典)第1章绪论1.1简述下列术语:数据,数据元素、数据对象、数据结构、存储结构、数据类型和抽象数据类型。
解:数据是对客观事物的符号表示。
在计算机科学中是指所有能输入到计算机中并被计算机程序处理的符号的总称。
数据元素是数据的基本单位,在计算机程序中通常作为一个整体进行考虑和处理。
数据对象是性质相同的数据元素的集合,是数据的一个子集。
数据结构是相互之间存在一种或多种特定关系的数据元素的集合。
存储结构是数据结构在计算机中的表示。
数据类型是一个值的集合和定义在这个值集上的一组操作的总称。
抽象数据类型是指一个数学模型以及定义在该模型上的一组操作。
是对一般数据类型的扩展。
1.2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:抽象数据类型包含一般数据类型的概念,但含义比一般数据类型更广、更抽象。
一般数据类型由具体语言系统内部定义,直接提供给编程者定义用户数据,因此称它们为预定义数据类型。
抽象数据类型通常由编程者定义,包括定义它所使用的数据和在这些数据上所进行的操作。
在定义抽象数据类型中的数据部分和操作部分时,要求只定义到数据的逻辑结构和操作说明,不考虑数据的存储结构和操作的具体实现,这样抽象层次更高,更能为其他用户提供良好的使用接口。
1.3设有数据结构(D,R),其中Dd1,d2,d3,d4,Rr,rd1,d2,d2,d3,d3,d4试按图论中图的画法惯例画出其逻辑结构图。
解:1.4试仿照三元组的抽象数据类型分别写出抽象数据类型复数和有理数的定义(有理数是其分子、分母均为自然数且分母不为零的分数)。
解:数据对象:D={r,i|r,i为实数}数据关系:R={}基本操作:操作结果:构造一个复数C,其实部和虚部分别为re和imDetroyCmople某(&C)操作结果:销毁复数CGet(C,k,&e)操作结果:用e返回复数C的第k元的值操作结果:改变复数C的第k元的值为e操作结果:如果复数C的两个元素按升序排列,则返回1,否则返回0Put(&C,k,e)IAcending(C)ADTRationalNumber{数据对象:D={,m|,m为自然数,且m不为0}数据关系:R={}基本操作:InitRationalNumber(&R,,m)操作结果:构造一个有理数R,其分子和分母分别为和mDetroyRationalNumber(&R)操作结果:销毁有理数RGet(R,k,&e)操作结果:用e返回有理数R的第k元的值操作结果:改变有理数R 的第k元的值为e操作结果:若有理数R的两个元素按升序排列,则返回1,否则返回0操作结果:若有理数R的两个元素按降序排列,则返回1,否则返回0操作结果:用e返回有理数R的两个元素中值较大的一个操作结果:用e 返回有理数R的两个元素中值较小的一个Put(&R,k,e)IAcending(R)IDecending(R)Ma某(R,&e)Min(R,&e) IDecending(C)操作结果:如果复数C的两个元素按降序排列,则返回1,否则返回0操作结果:用e返回复数C的两个元素中值较大的一个操作结果:用e 返回复数C的两个元素中值较小的一个Ma某(C,&e)Min(C,&e) }ADTRationalNumber(1)product=1;i=1;while(i<=n){product某=i;i++;}(2)i=0;do{i++;}while((i!=n)&&(a[i]!=某));(3)witch{cae某1.5试画出与下列程序段等价的框图。
数据结构复习题1--和答案讲解
说明:此复习题为复习专用,其给定了期末考试的主要范围,并非给定考试原题,考试时相关的题目基本都要进行改动。
因此同学们请注意,不要去背答案,要将题理解并做会。
(请注意这决不是原题,只有弄会才可能通过)第1章绪论※1、数据结构主要研究的三个内容为、以及定义在该结构上的。
2、数据结构从逻辑结构上可分为线性结构与非线性结构,其中树、图属于。
3、数据结构被形式地定义为(D,R),其中D是的有限集,R是D上的有限集。
4、数据的结构在计算机内存中的表示是指()A.数据的存储结构B.数据结构C.数据的逻辑结构D.数据元素之间的关系※5、给出以下给定的两个程序段中划波浪线的语句的执行频度(次数)。
(1)sum=0;for(i=0;i<n;i++)for(j=0; j<n; j++) sum+=a[i][j];(2)sum=0;for(i=0;i<n;i++)for(j=0; j<=i; j++) sum+=a[i][j];(3) sum=0;for(i=0;i<n;i++)for(j=0; j<m; j++) sum+=a[i][j];※6、分析以下各程序段的时间复杂度为(用大O记号表示)(1)i=s=0;while(s<n){ i++;s+=i;}(2)i=1;while(i<=n)i=i*3;第2章线性表1、n(n>=0)个元素的线性结构表示成(a1,a2,……a n),a1称为______元素,a n称为______元素,i称为a i在线性表中的____________。
对任意一对相邻结点a i、a i+1(1<=i<n),a i称为a i+1的______,a i+1称为a i的______。
2、在表长为n的顺序表的第i个位置插入一元素(1<=i<=n+1,插入的新元素作为第i个元素),则涉及到的元素的移动次数为;若删除第i(1<=i<=n)个元素,则涉及到的元素的移动次数为。
数据结构课后习题及解析第一章
数据结构课后习题及解析第一章第一章数据结构课后习题及解析数据结构是计算机科学中的重要基础知识,对于理解和解决实际问题起着关键的作用。
课后习题是巩固学习效果、帮助理解和掌握数据结构概念的重要途径。
本文将针对数据结构第一章的课后习题进行解析,帮助读者更好地理解和掌握相关概念和知识。
1. 为什么数据结构和算法是计算机科学的核心?数据结构和算法是计算机科学的核心,主要有以下几个原因:首先,数据结构和算法是解决实际问题的基础。
计算机科学的目标是通过编程实现问题的求解。
而数据结构和算法作为实现的基础,能够帮助我们对问题进行合理的建模和求解。
其次,数据结构和算法对程序性能有着重要影响。
在同一种情况下,采用不同的数据结构和算法实现同一个功能,其性能可能有很大的差异。
熟练掌握数据结构和算法,能够帮助我们选择最优的实现方式,提高程序的性能。
最后,数据结构和算法是计算机科学领域的核心知识。
无论是在学术研究还是工程实践中,数据结构和算法都是必备的知识。
熟练掌握数据结构和算法,对于深入理解计算机科学的理论和方法具有重要意义。
2. 什么是数据结构?数据结构是计算机中存储、组织和管理数据的方式。
它包括数据元素之间的关系、数据操作和存储结构等几个方面。
在数据结构中,数据元素是指存储数据的基本单位,可以是一个整数、一个字符或者一个记录。
数据元素之间的关系包括线性关系(如线性表)、非线性关系(如树和图)等。
数据操作则是指对数据的基本操作,如插入、删除、查找等。
存储结构则是指数据在计算机内存中的存放形式,可以是顺序存储结构或链式存储结构。
3. 请列举常见的数据结构类型。
常见的数据结构类型主要包括以下几种:- 数组:是最简单的数据结构,它由一组元素组成,可以通过索引来访问元素。
- 链表:是一种非连续存储的数据结构,其元素通过指针链接在一起。
- 栈:是一种具有特殊操作规则的线性结构,遵循先进后出的原则。
- 队列:是一种具有特殊操作规则的线性结构,遵循先进先出的原则。
数据结构习题讲解
数据结构习题讲解第1章绪论一、判断题1. 数据的逻辑结构与数据元素本身的内容和形式无关。
(V )2. 一个数据结构是由一个逻辑结构和这个逻辑结构上的一个基本运算集构成的整体。
(V )3. 数据元素是数据的最小单位。
(X ) 4. 数据的逻辑结构和数据的存储结构是相同的。
(X ) 5. 程序和算法原则上没有区别,所以在讨论数据结构时可以通用。
(X ) 6. 从逻辑关系上讲,数据结构主要分为线性结构和非线性结构两类。
(V ) 7. 数据的存储结构是数据的逻辑结构的存储映象。
(V ) 8. 数据的物理结构是指数据在计算机内实际的存储形式。
(V ) 9. 数据的逻辑结构是依赖于计算机的。
(X )10. 算法是对解题方法和步骤的描述。
(V )二、填空题1. 数据有逻辑结构和存储结构两种结构。
-----------------2. 数据逻辑结构除了集合以外,还包括线性结构、树形结构和图形结构。
_________3. 数据结构按逻辑结构可分为两大类,它们是线性结构和非线性结构。
---------4. 树形结构和图形结构合称为非线性结构。
---------------------------------5. 在树形结构中,除了树根结点以外,其余每个结点只有1个前驱结点。
_6. 在图形结构中,每个结点的前驱结点数和后继结点数可以任意多个。
___________7. 数据的存储结构又叫物理结构。
________________8. 数据的存储结构形式包括顺序存储、链式存储、索引存储和散列存储 -------9. 线性结构中的元素之间存在一对一的关系。
------------- 10. 树形结构中的元素之间存在一对多的关系。
_____________ 11. 图形结构的元素之间存在多对多的关系。
--------------12. 数据结构主要研究数据的逻辑结构、存储结构和算法(或运算)3个方面的内容。
数据结构 复习与习题解析
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02/09/2019
例题解析
【例2】设顺序表va中的数据元素递增有序。试设计一个算法,将x插入 到顺序表的适当位置上,以保持该表的有序性。 1. #define MAXSIZE 100
2. typedef struct {
3.
ElemType *elem;
答:
4.
int length;
5. }SqList;
一般情况下,T(n)增长越慢,算法越优。
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02/09/2019
大O阶的数学定义
当n→∞时,有f(n)/g(n)=常数≠0,则称函数f(n) 与g(n)同阶,或者说,f(n)与g(n)同一个数量级,记作
f(n)=O(g(n))
称上式为算法的时间复杂度,或称该算法的时间复杂 度为O(g(n)) 。其中, n为问题的规模(大小)的量度。
【线性结构】—— 1对1的 关系比如线性表、栈、队列。
【树形结构】—— 1对多的 关系比如树。
【图形结构】—— 多对多的 关系比如图。
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02/09/2019
算法与数据结构
算法与数据结构关系密切
选择的数据结构是否恰当直接影响算法的效率; 而数据结构的优劣由算法的执行来体现。
“算法 + 数据结构 = 程序”
。在数值性操作中主要进行的是算术运算;而在非数值性 操作中主要进行的是检索、排序、插入、删除等等。 程序不等于算法:计算机程序是算法的具体实现。
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02/09/2019
算法的性质
(1)有穷性:一个算法必须在执行有穷步之后结束。
(2)确定性:算法中的每一步,必须有确切的含义,在他 人理解时不会产生二义性。
【例3】已知如下程序段
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24/01/2020
算法的性质
(1)有穷性:一个算法必须在执行有穷步之后结束。
(2)确定性:算法中的每一步,必须有确切的含义,在他 人理解时不会产生二义性。
算法 != 程序
算法是供人阅读的,程序是让机器执行的 算法用计算机语言实现时就是程序 程序不具有算法的有穷性
算法的概念
算法是解决某个特定问题的求解步骤的描述。 算法在计算机中表现为指令的有限序列,每条指令表示一
个或多个操作。 计算机对数据的操作可以分为数值性和非数值性两种类型
例题解析
【例1】说明在线性表的链式存储结构中,头指针与头 结点之间的根本区别。
答:
在线性表的链式存储结构中,头指针指链表的指针,若链 表有头结点则是链表的头结点的指针,头指针具有标识作 用,故常用头指针冠以链表的名字。
头结点是为了操作的统一、方便而设立的,放在第一元素 结点之前,其数据域一般无意义(当然有些情况下也可存 放链表的长度、用做监视哨等等),有头结点后,对在第 一元素结点前插入结点和删除第一结点,其操作与对其它 结点的操作统一了。而且无论链表是否为空,头指针均不 为空。
va.elem[i+1]=x;
va.length++;
}/*Insert_SqList*/
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24/01/2020
例题解析
【例3】设单链表结点指针域为 next,试写出删除链 表中指针 p 所指结点的直接后继的 C 语言语句。
答:
q = p->next; p->next = q->next; free(q);
我们主要讨论时间复杂度问题。
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24/01/2020
例题解析
【例1】数据元素之间的关系在计算机中有几种表示方法?各有 什么特点?
答:四种表示方法
(1)顺序存储方式。数据元素顺序存放,每个存储结点只含一个元素。存储位置反映 数据元素间的逻辑关系。存储密度大,但有些操作(如插入、删除)效率较差。
(2)链式存储方式。每个存储结点除包含数据元素信息外还包含一组(至少一个)指 针。指针反映数据元素间的逻辑关系。这种方式不要求存储空间连续,便于动态操 作(如插入、删除等),但存储空间开销大(用于指针),另外不能折半查找等。
顺序存储的优点
可以随机存取表中任一元素O(1);存储空间使用紧凑
顺序存储的缺点
在插入元素时平均需要移动n/2个元素,删除某一元素时,平均需 要移动n-1/2个元素。算法的平均时间复杂度为O(n)
预先分配空间需按最大空间分配,利用不充分;表容量难以扩充
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链表
可读性:便于阅读、理解和交流 健壮性:不合法数据也能合理处理 时间效率高和存储量低
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算法效率的度量方法
事后统计方法
通过设计好的测试程序和数据,利用计算机测量其运行时间。 缺陷:需要先编写程序;和计算机软硬件相关;和测试数据相关。
事前分析估算方法(我们的选择)
答:
(1)n+1 (2)n (3)n(n+3)/2 (4)n(n+1)/2
第二讲 线性表
线性结构的定义和特点
在数据元素的非空有限集中,有且仅有一个开始结点和 一个终端结点,并且所有结点只有一个直接前趋和一个 直接后继。简言之,线性结构反映结点间的逻辑关系是 一对一。线性结构包括线性表、堆栈、队列、字符串、 数组等等,其中,最简单、最常用的是线性表。
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例题解析
【例5】试编写在带头结点的单链表中删除(一个)最小值结点的算法。 void delete(Linklist &L)
答:
[题目分析] 本题要求在单链表中删除最小值结点。单链表中删除结点,为使结点删除后不出 现“断链”,应知道被删结点的前驱。而“最小值结点”是在遍历整个链表后才能知道。所 以算法应首先遍历链表,求得最小值结点及其前驱。遍历结束后再执行删除操作。
【例3】已知如下程序段
for(i=n;i>0;i--) {
{语句1}
x=x+1;
{语句2}
for(j=n;j>=i;j--)
{语句3}
y=y+1;
{语句4}
}
语句1执行的频度为_____________;
语句2执行的频度为_____________;
语句3执行的频度为_____________;
语句4执行的频度为_____________。
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例题解析
【例4】设单链表中某指针 p 所指结点(即 p 结点) 的数据域为 data,链指针域为 next,请写出在 p 结点之前插入 s 结点的操作。
答: 设单链表的头结点的头指针为head,且pre=head; while (pre->next != p) pre=pre->next; s->next = p; pre->next=s;
可分割的最小单位。 【数据对象】是性质相同的数据元素的集合。是数据的一个
子集。
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计算机如何解决问题
问题
机外表示 处理要求
数学模型
建模 逻辑结构 基本运算
实现
求精 存储结构 编程实现
研究数据结构是为了帮计算机解决问题!
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24/01/2020
数据结构的研究内容
【数据结构的三个方面研究内容】具体来说,数据结构包 含三个方面的内容,即数据的逻辑结构,数据的存储结构 和对数据所施加的运算(操作)。
线性表的存储方法
顺序存储:逻辑上相邻物理上一定相邻 链式存储:逻辑上相邻物理上不一定相邻
顺序表
顺序表——线性表的顺序存储表示
顺序存储——用一组地址连续的存储单元依次存储线性表 的元素,可通过数组来实现。(逻辑上相邻物理上一定相 邻)
lLeOnC为(单ai个)元=素占LO用C(空a间1)长+度()i - 1) len (a1为首元素,
链式存储结构特点 用一组任意的存储单元存储线性表的数据元素 利用指针实现了用不相邻的存储单元存放逻辑上相邻的元素 每个数据元素ai,除存储本身信息外,还需存储其直接后继的信息
链式存储结构的优点: 结点空间可以动态申请和释放; 数据元素的逻辑次序靠结点的指针来指示,插入和删除时不需要移 动数据元素。
(3)可行性:算法中描述的每一步操作都可以通过已有的 基本操作执行有限次实现。
(4)输入:一个算法应该有零个或多个输入。 (5)输出:一个算法应该有一个或多个输出。这里所说的
输出是指与输入有某种特定关系的量。
算法设计的要求
正确性(四个境界)
没有语法错误 对于合法的输入数据能够产生满足要求的输出 对于非法的输入数据能够得出满足规格说明的结果 对于任何测试数据都有满足要求的输出结果
void delete(LinkedList &L) { ∥L是带头结点的单链表
p = L->next; ∥p为工作指针。指向待处理的结点。假定链表非空。
pre = L;
∥pre指向最小值结点的前驱。
q = p;
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24/01/2020
例题解析
【例2】有下列运行时间函数: (1)T1(n)=1000; (2)T2(n)=n2+1000n; (3)T3(n)=3n3+100n2+n+1; 分别写出相应的大 O 表示的运算时间
答:(1)O(1) (2)O(n2) (3)O(n3)
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24/01/2020
例题解析
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24/01/2020
例题解析
【例2】设顺序表va中的数据元素递增有序。试设计一个算法,将x插入 到顺序表的适当位置上,以保持该表的有序性。 1. #define MAXSIZE 100
2. typedef struct {
3.
ElemType *elem;
答:
4.
int length;
5. }SqList;
数据的逻辑结构
(面向类)
数据的存储结构
(面向计算机)
线性结构
非线性结构 顺序存储 链式存储 索引存储
线性表 栈 队列 串及数组
树形结构
图形结构
散列存储
数据的运算(操作):检索、排序、插入、删除、修改等
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四种基本逻辑结构
【集合】—— 数据元素间 除了“同属于一个集合”外, 无其他关系。
一般情况下,T(n)增长越慢,算法越优。
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24/01/2020
大O阶的数学定义
当n→∞时,有f(n)/g(n)=常数≠0,则称函数f(n) 与g(n)同阶,或者说,f(n)与g(n)同一个数量级,记作
f(n)=O(g(n))
称上式为算法的时间复杂度,或称该算法的时间复杂 度为O(g(n)) 。其中, n为问题的规模(大小)的量度。
void Insert_SqList(SqList va, int x) /*把x插入递增有序表va中*/
{
int i;
if (va.length> MAXSIZE) return;
for (i=va.length-1; va.elem[i]>x && i>=0; i--)
va.elem[i+1]=va.elem[i];
算法的时间复杂度,也就是算法的时间量度,用“大O记法 ”记作:T(n)=O(f(n))。由此得到的 T(n) 的数量级叫“ 大O阶”。它表示随问题规模 n 的增大,算法执行时间增长 率和 f(n)的增长率相同,称作算法的渐进时间复杂度,简 称时间复杂度。其中 f(n) 是问题规模 n 的某个函数。