数据结构课后习题与解析第二章

第二章习题1. 描述以下三个概念的区别：头指针，头结点，首元素结点。

2. 填空：（1）在顺序表中插入或删除一个元素，需要平均移动元素，具体移动的元素个数与有关。

（2）在顺序表中，逻辑上相邻的元素，其物理位置相邻。

在单链表中，逻辑上相邻的元素，其物理位置相邻。

（3）在带头结点的非空单链表中，头结点的存储位置由指示，首元素结点的存储位置由指示，除首元素结点外，其它任一元素结点的存储位置由指示。

3．已知L是无表头结点的单链表，且P结点既不是首元素结点，也不是尾元素结点。

按要求从下列语句中选择合适的语句序列。

a. 在P结点后插入S结点的语句序列是：。

b. 在P结点前插入S结点的语句序列是：。

c. 在表首插入S结点的语句序列是：。

d. 在表尾插入S结点的语句序列是：。

供选择的语句有：（1）P->next=S;（2）P->next= P->next->next;（3）P->next= S->next;（4）S->next= P->next;（5）S->next= L;（6）S->next= NULL;（7）Q= P;（8）while(P->next!=Q) P=P->next;（9）while(P->next!=NULL) P=P->next;（10）P= Q;（11）P= L;（12）L= S;（13）L= P;4. 设线性表存于a(1:arrsize)的前elenum个分量中且递增有序。

试写一算法，将X插入到线性表的适当位置上，以保持线性表的有序性。

5. 写一算法，从顺序表中删除自第i个元素开始的k个元素。

6. 已知线性表中的元素（整数）以值递增有序排列，并以单链表作存储结构。

试写一高效算法，删除表中所有大于mink且小于maxk的元素（若表中存在这样的元素），分析你的算法的时间复杂度（注意：mink和maxk是给定的两个参变量，它们的值为任意的整数）。

7. 试分别以不同的存储结构实现线性表的就地逆置算法，即在原表的存储空间将线性表（a1, a2..., an）逆置为（an, an-1,..., a1）。

（1）以一维数组作存储结构，设线性表存于a(1:arrsize)的前elenum个分量中。

（2）以单链表作存储结构。

8. 假设两个按元素值递增有序排列的线性表A和B，均以单链表作为存储结构，请编写算法，将A表和B表归并成一个按元素值递减有序排列的线性表C，并要求利用原表（即A 表和B表的）结点空间存放表C。

9. 假设有一个循环链表的长度大于1，且表中既无头结点也无头指针。

已知s为指向链表某个结点的指针，试编写算法在链表中删除指针s所指结点的前趋结点。

10. 已知有单链表表示的线性表中含有三类字符的数据元素（如字母字符、数字字符和其它字符），试编写算法来构造三个以循环链表表示的线性表，使每个表中只含同一类的字符，且利用原表中的结点空间作为这三个表的结点空间，头结点可另辟空间。

11. 设线性表A=(a1, a2,…,am)，B=(b1, b2,…,bn)，试写一个按下列规则合并A、B为线性表C的算法，使得：C= (a1, b1,…,am, bm, bm+1, …,bn) 当m≤n时；或者C= (a1, b1,…,an, bn, an+1, …,am) 当m>n时。

线性表A、B、C均以单链表作为存储结构，且C表利用A表和B表中的结点空间构成。

注意：单链表的长度值m和n均未显式存储。

12. 将一个用循环链表表示的稀疏多项式分解成两个多项式，使这两个多项式中各自仅含奇次项或偶次项，并要求利用原链表中的结点空间来构成这两个链表。

13. 建立一个带头结点的线性链表，用以存放输入的二进制数，链表中每个结点的data域存放一个二进制位。

并在此链表上实现对二进制数加1的运算。

14. 设多项式P(x)采用课本中所述链接方法存储。

写一算法，对给定的x值，求P(x)的值。

实习题1．将若干城市的信息存入一个带头结点的单链表，结点中的城市信息包括城市名、城市的位置坐标。

要求：（1）给定一个城市名，返回其位置坐标；（2）给定一个位置坐标P和一个距离D，返回所有与P的距离小于等于D的城市。

2．约瑟夫环问题。

约瑟夫问题的一种描述是：编号为1，2，…，n 的n个人按顺时针方向围坐一圈，每人持有一个密码（正整数）。

一开始任选一个整数作为报数上限值m,从第一个人开始顺时针自1开始顺序报数，报到m时停止报数。

报m的人出列，将他的密码作为新的m值，从他在顺时针方向上的下一个人开始重新从1报数，如此下去，直至所有的人全部出列为止。

试设计一个程序，求出出列顺序。

利用单向循环链表作为存储结构模拟此过程，按照出列顺序打印出各人的编号。

例如m的初值为20；n=7，7个人的密码依次是：3，1，7，2，4，8，4，出列的顺序为6，1，4，7，2，3，5。

第二章答案约瑟夫环问题约瑟夫问题的一种描述为：编号1,2,…,n的n个人按顺时针方向围坐一圈，每个人持有一个密码（正整数）。

一开始任选一个报数上限值m,从第一个人开始顺时针自1开始顺序报数，报到m时停止报数。

报m的人出列，将他的密码作为新的m值，从他在顺时针方向上的下一个人开始重新从1报数，如此下去，直至所有的人全部出列为止。

试设计一个程序，求出出列顺序。

利用单向循环链表作为存储结构模拟此过程，按照出列顺序打印出各人的编号。

例如m的初值为20；n=7，7个人的密码依次是：3,1,7,2,4,8,4,出列顺序为6,1,4,7,2,3,5。

【解答】算法如下：typedef struct Node{int password;int num;struct Node *next;} Node,*Linklist;void Josephus(){Linklist L;Node *p,*r,*q;int m,n,C,j;L=(Node*)malloc(sizeof(Node)); /*初始化单向循环链表*/ if(L==NULL) { printf("\n链表申请不到空间!");return;}L->next=NULL;r=L;printf("请输入数据n的值(n>0):");scanf("%d",&n);for(j=1;j<=n;j++) /*建立链表*/ {p=(Node*)malloc(sizeof(Node));if(p!=NULL){printf("请输入第%d个人的密码:",j);scanf("%d",&C);p->password=C;p->num=j;r->next=p;r=p;}}r->next=L->next;printf("请输入第一个报数上限值m(m>0):");scanf("%d",&m);printf("*****************************************\n"); printf("出列的顺序为:\n");q=L;p=L->next;while(n!=1) /*计算出列的顺序*/{j=1;while(j<m) /*计算当前出列的人选p*/ {q=p; /*q为当前结点p的前驱结点*/p=p->next;j++;}printf("%d->",p->num);m=p->password; /*获得新密码*/n--;q->next=p->next; /*p出列*/r=p;p=p->next;free(r);}printf("%d\n",p->num);}2.7试分别以不同的存储结构实现单线表的就地逆置算法，即在原表的存储空间将线性表（a1,a2,…,an）逆置为(an,an-1,…,a1)。

【解答】（1）用一维数组作为存储结构void invert(SeqList *L, int *num){int j;ElemType tmp;for(j=0;j<=(*num-1)/2;j++){ tmp=L[j];L[j]=L[*num-j-1];L[*num-j-1]=tmp;}}（2）用单链表作为存储结构void invert(LinkList L){Node *p, *q, *r;if(L->next ==NULL) return; /*链表为空*/p=L->next;q=p->next;p->next=NULL; /* 摘下第一个结点，生成初始逆置表*/ while(q!=NULL) /* 从第二个结点起依次头插入当前逆置表*/ {r=q->next;q->next=L->next;L->next=q;q=r;}}2.11将线性表A=(a1,a2,……am), B=(b1,b2,……bn)合并成线性表C, C=(a1,b1,……am,bm,bm+1,…….bn) 当m<=n时，或C=(a1,b1, ……an,bn,an+1,……am)当m>n时,线性表A、B、C以单链表作为存储结构，且C表利用A表和B表中的结点空间构成。

注意：单链表的长度值m和n均未显式存储。

【解答】算法如下：LinkList merge(LinkList A, LinkList B, LinkList C){ Node *pa, *qa, *pb, *qb, *p;pa=A->next; /*pa表示A的当前结点*/pb=B->next;p=A; / *利用p来指向新连接的表的表尾，初始值指向表A的头结点*/while(pa!=NULL && pb!=NULL) /*利用尾插法建立连接之后的链表*/{ qa=pa->next;qb=qb->next;p->next=pa; /*交替选择表A和表B中的结点连接到新链表中；*/p=pa;p->next=pb;p=pb;pa=qa;pb=qb;}if(pa!=NULL) p->next=pa; /*A的长度大于B的长度*/if(pb!=NULL) p->next=pb; /*B的长度大于A的长度*/C=A;Return(C);}提示：第2章线性表习题2.1 描述以下三个概念的区别：头指针，头结点，首元素结点。

2.2 填空：（1）在顺序表中插入或删除一个元素，需要平均移动＿＿一半＿＿元素，具体移动的元素个数与＿＿插入或删除的位置＿＿有关。