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1、第 2 章 線性表 課后習(xí)題講解 1. 填空 在順序表中,等概率情況下,插入和刪除一個元素平均需移動( )個元素,具體移動元素的個數(shù)與( )和( )有關(guān)?!窘獯稹勘黹L的一半,表長,該元素在表中的位置 順序表中第一個元素的存儲地址是100,每個元素的長度為2,則第5個元素的存儲地址是( )?!窘獯稹?08【分析】第5個元素的存儲地址=第1個元素的存儲地址(51)×2=108 設(shè)單鏈表中指針p 指向結(jié)點(diǎn)A,若要刪除A的后繼結(jié)點(diǎn)(假設(shè)A存在后繼結(jié)點(diǎn)),則需修改指針的操作為( )?!窘獯稹縫->next=(p->next)->next 單鏈表中設(shè)置頭結(jié)點(diǎn)的作用是( )?!窘?/p>
2、答】為了運(yùn)算方便【分析】例如在插入和刪除操作時不必對表頭的情況進(jìn)行特殊處理。 非空的單循環(huán)鏈表由頭指針head指示,則其尾結(jié)點(diǎn)(由指針p所指)滿足( )?!窘獯稹縫->next=head【分析】如圖2-8所示。 在由尾指針rear指示的單循環(huán)鏈表中,在表尾插入一個結(jié)點(diǎn)s的操作序列是( );刪除開始結(jié)點(diǎn)的操作序列為( )。【解答】s->next =rear->next; rear->next =s; rear =s;q=rear->next->next; rear->next->next=q->next; delete q;【分析】操作示意圖
3、如圖2-9所示: 一個具有n個結(jié)點(diǎn)的單鏈表,在指針p所指結(jié)點(diǎn)后插入一個新結(jié)點(diǎn)的時間復(fù)雜度為( );在給定值為x的結(jié)點(diǎn)后插入一個新結(jié)點(diǎn)的時間復(fù)雜度為( )?!窘獯稹?1),(n)【分析】在p所指結(jié)點(diǎn)后插入一個新結(jié)點(diǎn)只需修改指針,所以時間復(fù)雜度為(1);而在給定值為x的結(jié)點(diǎn)后插入一個新結(jié)點(diǎn)需要先查找值為x的結(jié)點(diǎn),所以時間復(fù)雜度為(n)。 可由一個尾指針唯一確定的鏈表有( )、( )、( )?!窘獯稹垦h(huán)鏈表,循環(huán)雙鏈表,雙鏈表2. 選擇題 線性表的順序存儲結(jié)構(gòu)是一種( )的存儲結(jié)構(gòu),線性表的鏈接存儲結(jié)構(gòu)是一種( )的存儲結(jié)構(gòu)。 A 隨機(jī)存取 B 順序存取 C 索引存取 D 散列存取【解答】A,B【
4、分析】參見2.2.1。 線性表采用鏈接存儲時,其地址( )。A 必須是連續(xù)的 B 部分地址必須是連續(xù)的C 一定是不連續(xù)的 D 連續(xù)與否均可以【解答】D【分析】線性表的鏈接存儲是用一組任意的存儲單元存儲線性表的數(shù)據(jù)元素,這組存儲單元可以連續(xù),也可以不連續(xù),甚至可以零散分布在內(nèi)存中任意位置。 單循環(huán)鏈表的主要優(yōu)點(diǎn)是( )。A 不再需要頭指針了 B 從表中任一結(jié)點(diǎn)出發(fā)都能掃描到整個鏈表;C 已知某個結(jié)點(diǎn)的位置后,能夠容易找到它的直接前趨;D 在進(jìn)行插入、刪除操作時,能更好地保證鏈表不斷開?!窘獯稹緽 鏈表不具有的特點(diǎn)是( )。A 可隨機(jī)訪問任一元素 B 插入、刪除不需要移動元素C 不必事先估計存儲空
5、間 D 所需空間與線性表長度成正比【解答】A 若某線性表中最常用的操作是取第i 個元素和找第i個元素的前趨,則采用( )存儲方法最節(jié)省時間。A 順序表 B 單鏈表 C 雙鏈表 D 單循環(huán)鏈表【解答】A【分析】線性表中最常用的操作是取第i 個元素,所以,應(yīng)選擇隨機(jī)存取結(jié)構(gòu)即順序表,同時在順序表中查找第i個元素的前趨也很方便。單鏈表和單循環(huán)鏈表既不能實現(xiàn)隨機(jī)存取,查找第i個元素的前趨也不方便,雙鏈表雖然能快速查找第i個元素的前趨,但不能實現(xiàn)隨機(jī)存取。 若鏈表中最常用的操作是在最后一個結(jié)點(diǎn)之后插入一個結(jié)點(diǎn)和刪除第一個結(jié)點(diǎn),則采用( )存儲方法最節(jié)省時間。A 單鏈表 B 帶頭指針的單循環(huán)鏈表 C 雙鏈
6、表 D 帶尾指針的單循環(huán)鏈表【解答】D【分析】在鏈表中的最后一個結(jié)點(diǎn)之后插入一個結(jié)點(diǎn)需要知道終端結(jié)點(diǎn)的地址,所以,單鏈表、帶頭指針的單循環(huán)鏈表、雙鏈表都不合適,考慮在帶尾指針的單循環(huán)鏈表中刪除第一個結(jié)點(diǎn),其時間性能是O(1),所以,答案是D 。 若鏈表中最常用的操作是在最后一個結(jié)點(diǎn)之后插入一個結(jié)點(diǎn)和刪除最后一個結(jié)點(diǎn),則采用( )存儲方法最節(jié)省運(yùn)算時間。A 單鏈表 B 循環(huán)雙鏈表 C單循環(huán)鏈表 D 帶尾指針的單循環(huán)鏈表【解答】B【分析】在鏈表中的最后一個結(jié)點(diǎn)之后插入一個結(jié)點(diǎn)需要知道終端結(jié)點(diǎn)的地址,所以,單鏈表、單循環(huán)鏈表都不合適,刪除最后一個結(jié)點(diǎn)需要知道終端結(jié)點(diǎn)的前驅(qū)結(jié)點(diǎn)的地址,所以,帶尾指針的
7、單循環(huán)鏈表不合適,而循環(huán)雙鏈表滿足條件。 在具有n個結(jié)點(diǎn)的有序單鏈表中插入一個新結(jié)點(diǎn)并仍然有序的時間復(fù)雜度是( )。A O(1) B O(n) C O(n2) D O(nlog2n)【解答】B【分析】首先應(yīng)順序查找新結(jié)點(diǎn)在單鏈表中的位置。 對于n個元素組成的線性表,建立一個有序單鏈表的時間復(fù)雜度是( )。A O(1) B O(n) C O(n2) D O(nlog2n)【解答】C【分析】該算法需要將n個元素依次插入到有序單鏈表中,而插入每個元素需O(n)。 使用雙鏈表存儲線性表,其優(yōu)點(diǎn)是可以( )。A 提高查找速度 B 更方便數(shù)據(jù)的插入和刪除C 節(jié)約存儲空間 D 很快回收存儲空間【解答】B【分
8、析】在鏈表中一般只能進(jìn)行順序查找,所以,雙鏈表并不能提高查找速度,因為雙鏈表中有兩個指針域,顯然不能節(jié)約存儲空間,對于動態(tài)存儲分配,回收存儲空間的速度是一樣的。由于雙鏈表具有對稱性,所以,其插入和刪除操作更加方便。 在一個單鏈表中,已知q所指結(jié)點(diǎn)是p所指結(jié)點(diǎn)的直接前驅(qū),若在q和p之間插入s所指結(jié)點(diǎn),則執(zhí)行( )操作。A s->next=p->next; p->next=s; B q->next=s; s->next=p; C p->next=s->next; s->next=p; D p->next=s; s->next=q;【解答】
9、B【分析】注意此題是在q和p之間插入新結(jié)點(diǎn),所以,不用考慮修改指針的順序。 在循環(huán)雙鏈表的p所指結(jié)點(diǎn)后插入s所指結(jié)點(diǎn)的操作是( )。A p->next=s; s->prior=p; p->next->prior=s; s->next=p->next; B p->next=s; p->next->prior=s; s->prior=p; s->next=p->next;C s->prior=p; s->next=p->next; p->next=s; p->next->prior=s;D
10、s->prior=p; s->next=p->next; p->next->prior=s; p->next=s【解答】D【分析】在鏈表中,對指針的修改必須保持線性表的邏輯關(guān)系,否則,將違背線性表的邏輯特征,圖2-10給出備選答案C和D的圖解。3. 判斷題 線性表的邏輯順序和存儲順序總是一致的?!窘獯稹垮e。順序表的邏輯順序和存儲順序一致,鏈表的邏輯順序和存儲順序不一定一致。 線性表的順序存儲結(jié)構(gòu)優(yōu)于鏈接存儲結(jié)構(gòu)?!窘獯稹垮e。兩種存儲結(jié)構(gòu)各有優(yōu)缺點(diǎn)。 設(shè)p,q是指針,若p=q,則*p=*q?!窘獯稹垮e。p=q只能表示p和q指向同一起始地址,而所指類型則不一定相
11、同。 線性結(jié)構(gòu)的基本特征是:每個元素有且僅有一個直接前驅(qū)和一個直接后繼?!窘獯稹垮e。每個元素最多只有一個直接前驅(qū)和一個直接后繼,第一個元素沒有前驅(qū),最后一個元素沒有后繼。 在單鏈表中,要取得某個元素,只要知道該元素所在結(jié)點(diǎn)的地址即可,因此單鏈表是隨機(jī)存取結(jié)構(gòu)?!窘獯稹垮e。要找到該結(jié)點(diǎn)的地址,必須從頭指針開始查找,所以單鏈表是順序存取結(jié)構(gòu)。4請說明順序表和單鏈表各有何優(yōu)缺點(diǎn),并分析下列情況下,采用何種存儲結(jié)構(gòu)更好些。 若線性表的總長度基本穩(wěn)定,且很少進(jìn)行插入和刪除操作,但要求以最快的速度存取線性表中的元素。 如果n個線性表同時并存,并且在處理過程中各表的長度會動態(tài)發(fā)生變化。 描述一個城市的設(shè)計和
12、規(guī)劃。【解答】順序表的優(yōu)點(diǎn): 無需為表示表中元素之間的邏輯關(guān)系而增加額外的存儲空間; 可以快速地存取表中任一位置的元素(即隨機(jī)存?。?。順序表的缺點(diǎn): 插入和刪除操作需移動大量元素; 表的容量難以確定; 造成存儲空間的“碎片”。單鏈表的優(yōu)點(diǎn): 不必事先知道線性表的長度; 插入和刪除元素時只需修改指針,不用移動元素。單鏈表的缺點(diǎn): 指針的結(jié)構(gòu)性開銷; 存取表中任意元素不方便,只能進(jìn)行順序存取。 應(yīng)選用順序存儲結(jié)構(gòu)。因為順序表是隨機(jī)存取結(jié)構(gòu),單鏈表是順序存取結(jié)構(gòu)。本題很少進(jìn)行插入和刪除操作,所以空間變化不大,且需要快速存取,所以應(yīng)選用順序存儲結(jié)構(gòu)。 應(yīng)選用鏈接存儲結(jié)構(gòu)。鏈表容易實現(xiàn)表容量的擴(kuò)充,適合
13、表的長度動態(tài)發(fā)生變化。 應(yīng)選用鏈接存儲結(jié)構(gòu)。因為一個城市的設(shè)計和規(guī)劃涉及活動很多,需要經(jīng)常修改、擴(kuò)充和刪除各種信息,才能適應(yīng)不斷發(fā)展的需要。而順序表的插入、刪除的效率低,故不合適。5算法設(shè)計 設(shè)計一個時間復(fù)雜度為(n)的算法,實現(xiàn)將數(shù)組An中所有元素循環(huán)右移k個位置?!窘獯稹克惴ㄋ枷胝垍⒁娭鹘滩牡谝徽滤枷牖鸹?。下面給出具體算法。分析算法,第一次調(diào)用Reverse函數(shù)的時間復(fù)雜度為O(k),第二次調(diào)用Reverse函數(shù)的時間復(fù)雜度為O(n-k),第三次調(diào)用Reverse函數(shù)的時間復(fù)雜度為O(n),所以,總的時間復(fù)雜度為O(n)。 已知數(shù)組An中的元素為整型,設(shè)計算法將其調(diào)整為左右兩部分,左邊所有
14、元素為奇數(shù),右邊所有元素為偶數(shù),并要求算法的時間復(fù)雜度為(n)?!窘獯稹繌臄?shù)組的兩端向中間比較,設(shè)置兩個變量i和j,初始時i=0,j=n-1,若Ai為偶數(shù)并且Aj為奇數(shù),則將Ai與Aj交換。具體算法如下:分析算法,兩層循環(huán)將數(shù)組掃描一遍,所以,時間復(fù)雜度為(n)。 試編寫在無頭結(jié)點(diǎn)的單鏈表上實現(xiàn)線性表的插入操作的算法,并和帶頭結(jié)點(diǎn)的單鏈表上的插入操作的實現(xiàn)進(jìn)行比較?!窘獯稹繀⒁?.2.3。 試分別以順序表和單鏈表作存儲結(jié)構(gòu),各寫一實現(xiàn)線性表就地逆置的算法。【解答】順序表的逆置,即是將對稱元素交換,設(shè)順序表的長度為length,則將表中第i個元素與第length-i-1個元素相交換。具體算法如下
15、:單鏈表的逆置請參見2.2.4算法2-4和算法2-6。 假設(shè)在長度大于1的循環(huán)鏈表中,即無頭結(jié)點(diǎn)也無頭指針,s為指向鏈表中某個結(jié)點(diǎn)的指針,試編寫算法刪除結(jié)點(diǎn)s的前趨結(jié)點(diǎn)?!窘獯稹坷脝窝h(huán)鏈表的特點(diǎn),通過指針s可找到其前驅(qū)結(jié)點(diǎn)r以及r的前驅(qū)結(jié)點(diǎn)p,然后將結(jié)點(diǎn)r刪除,如圖2-11所示,具體算法如下: 已知一單鏈表中的數(shù)據(jù)元素含有三類字符:字母、數(shù)字和其他字符。試編寫算法,構(gòu)造三個循環(huán)鏈表,使每個循環(huán)鏈表中只含同一類字符?!窘獯稹吭趩捂湵鞟中依次取元素,若取出的元素是字母,把它插入到字母鏈表B 中,若取出的元素是數(shù)字,則把它插入到數(shù)字鏈表D中,直到鏈表的尾部,這樣表B,D,A中分別存放字母、數(shù)字和
16、其他字符。具體算法如下: 設(shè)單鏈表以非遞減有序排列,設(shè)計算法實現(xiàn)在單鏈表中刪去值相同的多余結(jié)點(diǎn)。【解答】從頭到尾掃描單鏈表,若當(dāng)前結(jié)點(diǎn)的元素值與后繼結(jié)點(diǎn)的元素值不相等,則指針后移;否則刪除該后繼結(jié)點(diǎn)。具體算法如下: 判斷帶頭結(jié)點(diǎn)的雙循環(huán)鏈表是否對稱?!窘獯稹吭O(shè)工作指針p和q分別指向循環(huán)雙鏈表的開始結(jié)點(diǎn)和終端結(jié)點(diǎn),若結(jié)點(diǎn)p和結(jié)點(diǎn)q的數(shù)據(jù)域相等,則工作指針p后移,工作指針q前移,直到指針p和指針 q指向同一結(jié)點(diǎn)(循環(huán)雙鏈表中結(jié)點(diǎn)個數(shù)為奇數(shù)),或結(jié)點(diǎn)q成為結(jié)點(diǎn)p的前驅(qū)(循環(huán)雙鏈表中結(jié)點(diǎn)個數(shù)為偶數(shù))。如圖2-12所示。學(xué)習(xí)自測及答案 1. 已知一維數(shù)組A采用順序存儲結(jié)構(gòu),每個元素占用4個存儲單元,第9
17、個元素的地址為144,則第一個元素的地址是( )。A 108 B 180 C 176 D 112【解答】D2在長度為n的線性表中查找值為x的數(shù)據(jù)元素的時間復(fù)雜度為: ( )。 A O(0) B O(1) C O(n) D O(n2)【解答】C3在一個長度為n的順序表的第i(1in+1)個元素之前插入一個元素,需向后移動( )個元素,刪除第i(1in)個元素時,需向前移動( )個元素?!窘獯稹縩-i+1,n-i 4在單鏈表中,除了頭結(jié)點(diǎn)以外,任一結(jié)點(diǎn)的存儲位置由( )指示?!窘獯稹科淝摆吔Y(jié)點(diǎn)的指針域 5當(dāng)線性表采用順序存儲結(jié)構(gòu)時,其主要特點(diǎn)是( )?!窘獯稹窟壿嫿Y(jié)構(gòu)中相鄰的結(jié)點(diǎn)在存儲結(jié)構(gòu)中仍相鄰
18、6在雙鏈表中,每個結(jié)點(diǎn)設(shè)置了兩個指針域,其中一個指向( )結(jié)點(diǎn),另一個指向( )結(jié)點(diǎn)?!窘獯稹壳膀?qū),后繼7設(shè)A是一個線性表(a1, a2, , an),采用順序存儲結(jié)構(gòu),則在等概率的前提下,平均每插入一個元素需要移動的元素個數(shù)為多少?若元素插在ai與ai+1之間(1in)的概率為 ,則平均每插入一個元素所要移動的元素個數(shù)又是多少?【解答】 ,。8線性表存放在整型數(shù)組Aarrsize的前elenum 個單元中,且遞增有序。編寫算法,將元素x插入到線性表的適當(dāng)位置上,以保持線性表的有序性,并且分析算法的時間復(fù)雜度?!窘獯稹勘绢}是在一個遞增有序表中插入元素x,基本思路是從有序表的尾部開始依次取元素與x比較,若大于x,此元素后移一位,再取它前面一個元素重復(fù)上述步驟;否則,找到插入位置,將x插入。具體算法如下:9. 已知單鏈表中各
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