算法与数据结构C语言习题参考答案15章Word文档格式.docx
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【答】循环控制变量i从1增加到n,循环体执行n次，第一句i的初始化执行次数为1,第二句执行n次，循环体中第一句printf执行n次，第二句i从1循环到n，共执行n次。
所以该程序段总的时间代价为：
T（n）=1+n+2n=3n+1=O（n）
6.计算下列程序片断的时间代价：
intj=1;
while（j<
intk=1;
while（k<
printf（“i=%d,j=%d,k=n%”d,I,j,k）;
k=k+1;
j=j+1;
【答】循环控制变量i从1增加到n,最外层循环体执行n次，循环控制变量j从1增加到n,中间层循环体执行n次，循环控制变量k从1增加到n,最内层循环体执行n次,所以该程序段总的时间代价为：
T（n）=1+n+n{1+n+n[1+n+2n+1]+1+1+1
=3n3+3n2+4n+2
=O（n3）
2.线性表
1.试写一个插入算法intinsertPost_seq（palist,p,x）,在palist所指顺序表中,下标为p的元素之后,插入一个值为x的元素,返回插入成功与否的标志。
【答】
数据结构
采用2.1.2节中顺序表定义。
intinsertPost_seq（PseqListpalist,intp,DataTypex）{
/*在palist所指顺序表中下标为p的元素之后插入元素x*/
intq；
if（palist->
n>
=palist->
MAXNUM）{
printf（“Overflow”）;
returnO;
if（p<
0||p>
palist->
n-1）{
printf（“Notexis”！
）;
return0;
for（q=palist->
n-1;
q>
=p+1;
q--）/*插入位置及之后的元素均后移一个位置*/
element[q+1]=palist->
element[q];
element[p+1]=x;
palist->
n二palist->
n+1;
return1;
}/*插入元素x*/
/*元素个数加1*/
/*不存在下标为p的元素*/
/*溢出*/
2试写一个删除算法deleteV_seq（palist,x，在palist所指顺序表中，删除一个值为x的元素，返回删除成功与否的标志。
采用2.1.2节中顺序表定义。
intdeleteV_seq（PseqListpalist,p,DataTypex）{
/*在palist所指顺序表中删除值为x的元素*/
intp,q;
for（p=0;
pvn;
p++）/*查找值为x的元素的下标*/
if（x==palist->
element[p]）{
for（q=p;
q<
n-1;
q++）/*被删除元素之后的元素均前移一个位置*/
element[q]=palist->
element[q+1];
return1;
/*元素个数减1*/
3.设有一线性表e=（e
0,e
1,e
2,,,e
n1），其逆线性表定义为e=（e
n1,,,e
2,e
1,e
0）。
请设计一个算法，将用顺序表表示的线性表置逆，要求逆线性表仍占用原线性表的空间。
采用2.1.2节中顺序表的定义。
思路
考虑对数组element[]进行置逆，即把第一个元素和最后一个元素换位置,把第二个元素和倒数第二个元素换位置••…。
这种调换的工作只需对数组的前一半元素进行，所以设置整数变量count
用于存放数组长度的一半的值。
大家可以考虑一下：
为什么不能对整个数组进行如上的对元素换位置”的工作？
（提示：
这样会将本来已经置逆的线性表又置逆回来，即又变成了原来的表。
）顺序表的置逆算法
voidrev_seq（PSeqListpalist）{
DataTypex;
intcount,i;
if（palist->
n==0||palist->
n==1）return;
count=palist->
n/2;
for（i=0;
i<
count;
i++）{
x=palist->
element[i];
element[i]=palist->
element[palist->
n1i];
n1i]=x;
}/*只需调换半个表的元素*/
/*空表或只有一个元素，直接返回*/代价分析
该算法中包含一个for循环，其循环次数为n/2。
因此，算法的时间代价为0（n）。
4•已知长度为n的线性表A采用顺序存储结构，请写一算法，找出该线性表中值最小的数据元素。
设置变量min，遍历整个表，不断更新当前已经经历过的元素的最小值即可。
为方便起见，事先假设表不为空。
算法
DataTypemin_seq（PSeqListpalist）{
DataTypemin;
inti;
/*求非空顺序表中的最小数据元素*/
min=palist->
element[0];
for（i=1;
palist->
n;
i++）
if（min>
palist->
element[i]）
returnmin;
}/*初始化min*/
/*min中保存的总是当前的最小数据*/
代价分析
该算法访问顺序表中每个元素各一次，时间代价为0（n）。
讨论
读者可以试图对上面的算法进行修改，使返回的值不是最小元素的值而是它的下标。
5•已知线性表A的长度为n,并且采用顺序存储结构。
写一算法，删除线性表中所有值为x的元素。
为了减少移动次数，可以采用快速检索的思想，用两个变量i,j记录顺序表
中被处理的两端元素的下标，开始时i=0,j=n1,边检索第i个元素边增加i，直到找到一个元素值等于X，再边检索第j个元素边减少j,直到找到一个元素值不等于x,把下标为j的元素移到下标为i的位置后重复上述过程，直到i另用一变量count记录删除了多少个元素。
voiddelx_seq（PSeqListp,DataTypex）{
/*删除顺序表中所有值为x的元素，新顺序表可能不保持原有顺序*/
inti=0,j=p->
n1,count=0;
while（i<
j）{
if（p->
element[i]==x）{/*找到了一个要删除的元素*/
while（（p->
element[j]==x）&
&
（i!
=j））{
/*从后往前找不会被删除的元素，当i,j相等时退出循环，count记录从后往前找的过程中遇到了多少个要删的元素*/
count++;
if（i==j）{
p->
n二p->
ncount1;
return;
else{
element[i]=p->
element[j];
j;
i++;
}/*i定位于顺序表开始处，j定位于顺序表最后*/p->
n=p->
ncount;
element[i]==x）p>
n;
这个算法使用了一点技巧使得在中间删除元素时，避免了最后一串元素的移动。
但是，它破坏了原来线性表中元素之间的顺序关系。
如果需要保持原来的顺序应该怎样做？
这里提供一种可行的思路：
从前向后遍历表，如果元素不是x,则继续向后；
如果元素是x,则寻找其后第一个不是x的元素，将这两个元素互换。
具体算法请读者自己实现。
6•写一算法，在带头结点的单链表llist中，p所指结点前面插入值为x的新结点，并返回插入成功与否的标志。
采用2.1.3节中单链表定义。
思想：
由于在单链表中，只有指向后继结点的指针，所以只有首先找到p所指结
点的前驱结点，然后才能完成插入。
而找p所指结点的前驱结点，只能从单链
表的第一个结点开始，使用与locate」nk类似的方式进行搜索。
算法：
intinsertPre_link（LinkListllist,PNodep,DataTypex）{
/*在llist带头结点的单链表中，p所指结点前面插入值为x的新结点*/
PNodep1;
if（llist==NULL）return0;
p1=llist;
while（p1!
=NULL&
p1->
link!
=p）p1=p1->
link;
/*寻找p所指结点的前驱结点*/
if（p1=NULL）return0;
PNodeq=（PNode）malloc（sizeof（structNode））;
/*申请新结点*/
if（q=NULL）{printf（“Outofsnp”ac）e;
r!
e!
!
turn0;
q->
info=x;
link=p1->
link=q;
7.写一算法，在带头结点的单链表llist中,删除p所指的结点，并返回删除
成功与否的标志。
采用2.1.3节中单链表定义。
由于在单链表中，只有指向后继结点的指针，所以只有首先找到p所指结点的前驱结点，然后才能完成删除。
而找p所指结点的前驱结点，只能从单链表的第一个结点开始，使用与locate_link类似的方式进行搜索。
intdeleteP_link（LinkListllist,PNodep）{
/*在llist带头结点的单链表中，删除p所指的结点*/
if（llist==NULL）returnNull;
/*寻找p所指结点的前驱结点*/if（p1=NULL）return0;
link=p->
free（p）;
/*删除结点p*/
8.已知list是指向无头结点的单链表的指针变量，写出删除该链表下标为i
的（第i+1个）结点的算法。
依次遍历表中的每一个结点并计数，到第i+1个结点时实行删除。
由于链表是无头结点的，所以在删除第一个结点时要特别注意。
intdeleteindex_link_nohead（LinkList*pllist,inti）{
/*删除单链表中下标为i的结点。
删除成功返回TRUE否则返回FALSE*/intj;
PNodep,q;
if（（*pllist）==NULL||i<
0）returnFALSE;
if（i==0）{
q=（*pllist）;
（*pllist）=（*pllist）->
link;
free（q）;
returnTRUE;
p=（*pllist）;
j=0;
while（p->
link!
=NULL&
j<
i1）{
p=p->
j++；
link==NULL）returnFALSE;
q=p->
link=q->
}/*此元素不存在*/
/*寻找下标为i1的结点的地址*//*如果需要删除第一个结点*/代价分析
该算法访问单链表中前面i个结点，时间代价为O（i），最大不超过O（n）。
如果函数参数不是LinkList*类型而是LinkList类型，在删除i=0的结点时，程序不能正确实现，其原因请读者思考（考虑C语言的参数传递方式）。
如果单链表带表头结点，重写本题的算法。
比较这两个算法，是否能体会到表头结点的作用。
9•已知list是指向无头结点的单链表的指针变量，写出删除该链表中从下标为i的（第i+1个）结点开始的连续k个结点的算法。
采用2.1.3节单链表定义。
这道题与上题相似，只需要增加计数即可。
要注意的是应该判断给出的i和
k是否合理，是不是会超出链表长度。
intdel_link_nohead（LinkList*pllist,inti,intk）{
/*删除单链表中从下标i开始的k个结点。
删除成功返回TRUE否则返回
FALSE*/intj;
0||k<
=0）returnFALSE;
if（i==0）{/*如果需要删除从第一个结点开始的k个结点*/for（j=0;
k&
（*pllist）!
=NULL;
j++）{
j=0；
while（p->
}/*第i个结点不存在*/
for（j=0;
p->
link!
j++）{/寻找下标为i1的结点的地址*/
该算法访问单链表中前面i+k个结点，时间代价为O（i+k）,最大不超过0（n）。
13.请设计一个算法，求出循环表中结点的个数。
采用不带头结点的循环链表。
structNode;
typedefstructNode*PNode;
structNode{
DataTypeinfo;
PNodelink;
}；
typedefstructNode*LinkList;
遍历整个循环链表，同时计数即可。
错误算法
intcount（LinkListclist）{
intcount;
p=clist;
if（clist==NULL）return0;
count=1;
while（q!
=p）{
returncount;
}q=q->
count++;
/*如果是空表*/
错误：
如果clist是一个空表，那么第5行的语句“q=-p>
是”非法的。
分析：
应把第6行语句（用下划线表示）提前1行或2行。
一定要放在语句“q二->
之前。
缺点：
增加局部变量p。
这样做没有必要，因为p的初值置为clist，在程序中并没有对p做
其他修改，所以程序中不需要引入p而直接使用clist即可。
intcount（LinkListclist）{
PNodeq;
if（clist==NULL）return0;
q=clist->
=clist）{
q=q->
该算法访问循环链表中每个结点各一次，时间代价为0（n）。
4•栈与队列
1•写一个递归算法来把整数字符串转换为整数。
（例：
“43567”宀43567
先递归调用本算法转换除去末位外剩余的字符串，结果乘以10。
再转换末
位。
将两结果相加即为所求。
intstringToInt1（char*s,intstart,intend）{
/*把整数字符串s中从start到end的部分转换为整数*/
intstringToInt（char*s）{
}inti=0;
while（s[i]!
='
\0'
）i++;
/*计算字符串的长度*/
returnstringToInt1（s,0,i1）;
/*把整数字符串s转换为整数*/if（start>
end）return1;
/*转换失败*/
/*只有一个字符，直接转换*/if（start==end）returns[end]'
0'
;
returnstringToInt1（s,start,end1）*10+s[end]'
/*先转换其他位，再转
换末位*/代价分析
设n为字符串的长度。
该算法访问每个字符各一次，时间代价为0（n）,计
算字符串的长度的时间代价也为0（n）。
故总的时间代价为0（n）。
递归算法需要栈的支持，栈的大小与递归调用的深度成正比。
所以实际空间开销为O（n）。
2.编写一个算法，对于输入的十进制非负整数，将它的二进制表示打印出来。
采用4.1.2节中栈的顺序表示。
将输入的十进制数字反复除以2，直到它变为0。
将每次的数字模2的余数入栈。
栈中存放的就是所要求的二进制表示。
再将栈中的元素依次弹出打印即可。
voidprint_bin（intdec_number）{
PSeqStackpastack;
inttemp=dec_number;
if（temp<
0）{
printf（"
Error!
\n"
）;
return;
pastack=createEmptyStack_seq（）;
/建立一个空栈*/
/*将十进制非负整数转化为二进制数打印出来*/if（pastack==NULL）return;
while（temp>
push_seq（pastack,temp%2）;
temp/=2;
while（!
isEmptyStack_seq（pastack））{
%d"
top_seq（pastack））;
pop_seq（pastack）;
free（pastack）;
设输入的十进制数字为n,则算法的时间代价为O（log
2n）。
空间代价主要是栈的大小，为O（log
3.写一个算法：
PSeqStackcreateEmptyStack_seq（intm创I建一个空栈。
PSegStackcreateEmptyStack_seq（intm）{
/*创建一个空栈*/
PSeqStackpastack=（PSeqStack）malloc（sizeof（structSeqStack））;
if（pastack!
=NULL）{
if（pastack->
s）{
/*栈顶变量赋值为-1*/
pastack->
s=（DataType*）malloc（sizeof（DataType）*m）;
MAXNUM=m;
t=-1;
return（pastack）;
elsefreepastack;
printf（“Outofspacne”!
returnNULL;
}/*存储分配失败*/
4,写一个算法：
intisEmptyStack_seq（PSeqStackpastac判断pastack所指的栈是否为空栈。
intisEmptyStack_seq（PSeqStackpastack）{
/*判断pastack所指的栈是否为空栈*/
if（pastack->
t==-1）return1;
elsereturn0;
8.假设以循环链表表示队列,并且只设一个指针指向队尾元素结点（注意不设队头指
针），试编写相应的创建空队列、入队列和出队列的算法。
采用不带头结点的循环链表表示队列。
structNode{
};
structClinkQueue{
PNoder;
typedefstructClinkQueue*PCIinkQueue;
/*指向循环链表表示的队列的指针类型*//*循环链表表示的队列类型*/
/*尾指针*/
与队列的单链表表示相似，但节省了指向队头的指针变量，所以在
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