数据结构 数组与广义表
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第4章数组和广义表【例4-1】二维数组A的每一个元素是由6个字符组成的串,其行下标i=0,1,…,8,列下标j=1,2,…,10。
若A以行为主序存储元素,A[8][5]的物理地址与当A按列为主序存储时的元素()的物理地址相同。
设每个字符占一个字节。
A.A[8][5] B.A[3][10] C.A[5][8] D.A[0][9]解:二维数A是一个9行10列的矩阵,即A[9][10]。
按行存储时,A[8][5]是第85个元素存储的元素。
而按列存储时,第85个存储的元素是A[3][10]。
即正确答案为B。
【例4-2】若对n阶对称矩阵A以行序为主序方式将其下三角形的元素(包括主对角线上所有元素)依次存放于一维数组B[n(n+1)/2]中,则在B中确定的位置k的关系为()。
A.jii+-2)1(*B.ijj+-2)1(*C.jii++2)1(*D.ijj++2)1(*解:如果a ij按行存储,那么它的前面有i-1行,其有元素个数为:1+2+3+…+(i-1)=i(i-1)/2。
同时它又是所在行的第j列,因此它排列的顺序还得加上j,一维数组B[n(n+1)/2]中的位置k与其下标的关系是:jii+-2)1(*。
因此答案为A。
【例4-3】已知n阶下三角矩阵A,按照压缩存储的思想,可以将其主对角线以下所有元素(包括主对角线上元素)依次存放于一维数组B中。
请写出从第一列开始以列序为主序分配方式时在B中确定元素a ij的存放位置的公式。
解:如果a ij按列存储,那么它的前面有j-1列,共有元素:n+(n-1)+(n-2)+ …+[n-(j-2)]=(j-1)*n-2)1)(2(--jj而它又是所在列的第i行,因此在它前的元素个数还得加上i。
因此它在一维数组B中的存储顺序为:(j-1)*n-2)1)(2(--jj+i【例4-4】已知广义表L=((x,y,z),a,(u,t,w)),从L表中取出的原子项ASCII码最大的运算是()。
《数据结构与算法》第五章数组和广义表本章介绍的数组与广义表可视为线性表的推广,其特点是数据元素仍然是一个表。
本章讨论多维数组的逻辑结构和存储结构、特殊矩阵、矩阵的压缩存储、广义表的逻辑结构和存储结构等。
5.1 多维数组5.1.1 数组的逻辑结构数组是我们很熟悉的一种数据结构,它可以看作线性表的推广。
数组作为一种数据结构其特点是结构中的元素本身可以是具有某种结构的数据,但属于同一数据类型,比如:一维数组可以看作一个线性表,二维数组可以看作“数据元素是一维数组”的一维数组,三维数组可以看作“数据元素是二维数组”的一维数组,依此类推。
图5.1是一个m行n列的二维数组。
5.1.2 数组的内存映象现在来讨论数组在计算机中的存储表示。
通常,数组在内存被映象为向量,即用向量作为数组的一种存储结构,这是因为内存的地址空间是一维的,数组的行列固定后,通过一个映象函数,则可根据数组元素的下标得到它的存储地址。
对于一维数组按下标顺序分配即可。
对多维数组分配时,要把它的元素映象存储在一维存储器中,一般有两种存储方式:一是以行为主序(或先行后列)的顺序存放,如BASIC、PASCAL、COBOL、C等程序设计语言中用的是以行为主的顺序分配,即一行分配完了接着分配下一行。
另一种是以列为主序(先列后行)的顺序存放,如FORTRAN语言中,用的是以列为主序的分配顺序,即一列一列地分配。
以行为主序的分配规律是:最右边的下标先变化,即最右下标从小到大,循环一遍后,右边第二个下标再变,…,从右向左,最后是左下标。
以列为主序分配的规律恰好相反:最左边的下标先变化,即最左下标从小到大,循环一遍后,左边第二个下标再变,…,从左向右,最后是右下标。
例如一个2×3二维数组,逻辑结构可以用图5.2表示。
以行为主序的内存映象如图5.3(a)所示。
分配顺序为:a11 ,a12 ,a13 ,a21 ,a22,a23 ; 以列为主序的分配顺序为:a11 ,a21 ,a12 ,a22,a13 ,a23 ; 它的内存映象如图5.3(b)所示。
第5章:数组和广义表 1. 了解数组的定义;填空题:1、假设有二维数组A 6×8,每个元素用相邻的6个字节存储,存储器按字节编址。
已知A 的起始存储位置(基地址)为1000,则数组A 的体积(存储量)为 288 B ;末尾元素A 57的第一个字节地址为 1282 。
2、三元素组表中的每个结点对应于稀疏矩阵的一个非零元素,它包含有三个数据项,分别表示该元素的 行下标 、 列下标 和 元素值 。
2. 理解数组的顺序表示方法会计算数组元素顺序存储的地址;填空题:1、已知A 的起始存储位置(基地址)为1000,若按行存储时,元素A 14的第一个字节地址为 (8+4)×6+1000=1072 ;若按列存储时,元素A 47的第一个字节地址为 (6×7+4)×6+1000)=1276 。
(注:数组是从0行0列还是从1行1列计算起呢?由末单元为A 57可知,是从0行0列开始!) 2、设数组a[1…60, 1…70]的基地址为2048,每个元素占2个存储单元,若以列序为主序顺序存储,则元素a[32,58]的存储地址为 8950 。
答:不考虑0行0列,利用列优先公式: LOC(a ij )=LOC(a c 1,c 2)+[(j-c 2)*(d 1-c 1+1)+i-c 1)]*L 得:LOC(a 32,58)=2048+[(58-1)*(60-1+1)+32-1]]*2=8950选择题:( A )1、假设有60行70列的二维数组a[1…60, 1…70]以列序为主序顺序存储,其基地址为10000,每个元素占2个存储单元,那么第32行第58列的元素a[32,58]的存储地址为 。
(无第0行第0列元素)A .16902B .16904C .14454D .答案A, B, C 均不对 答:此题(57列×60行+31行)×2字节+10000=16902( B )2、设矩阵A 是一个对称矩阵,为了节省存储,将其下三角部分(如下图所示)按行序存放在一维数组B[ 1, n(n-1)/2 ]中,对下三角部分中任一元素a i,j (i ≤j), 在一维数组B 中下标k 的值是:A .i(i-1)/2+j-1B .i(i-1)/2+jC .i(i+1)/2+j-1D .i(i+1)/2+j3、从供选择的答案中,选出应填入下面叙述 ? 内的最确切的解答,把相应编号写在答卷的对应栏内。
第5章数组与广义表习题练习答案5.1请按行及按列优先顺序列出四维数组A2*3*2*3的所有元素在内存中的存储次序,开始结点为a0000。
解:按行优先的顺序排列时,先变化右边的下标,也就是右到左依次变化,这个四维数组的排列是这样的:(将这个排列分行写出以便与阅读,只要按从左到右的顺序存放就是在内存中的排列位置) a0000a0001a0002a0010a0011a0012a0100a0101a0102a0110a0111a0112a0200a0201a0202a0210a0211a0212a1000a1001a1002a1010a1011a1012a1100a1101a1102a1110a1111a1112a1200a1201a1202a1210a1211a1212按列优先的顺序排列恰恰相反,变化最快的是左边的下标,然后向右变化,所以这个四维数组的排列将是这样的,(这里为了便于阅读,也将其书写为分行形式):a0000a1000a0100a1100a0200a1200a0010a1010a0110a1110a0210a1210a0001a1001a0101a1101a0201a1201a0011a1011a0111a1111a0211a1211a0002a1002a0102a1102a0202a1202a0012a1012a0112a1112a0212a02125.2 给出C语言的三维数组地址计算公式。
解:因为C语言的数组下标下界是0,所以Loc(A mnp)=Loc(A000)+((i*n*p)+k)*d其中Amnp表示三维数组。
Loc(A000)表示数组起始位置。
i、j、k表示当前元素的下标,d表示每个元素所占单元数。
5.3设有三对角矩阵A n*n,将其三条对角线上的元素逐行地存储到向量B[0...3n-3]中,使得B[k]=a ij,求:(1)用i , j 表示k的下标变换公式。
(2)用k 表示i,j 的下标变换公式。
数据结构第五章数组和广义表(总6页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--第五章数组和广义表:习题习题一、选择题1.假设以行序为主序存储二维数组A[1..100,1..100],设每个数据元素占两个存储单元,基地址为10,则LOC(A[5,5])=( )。
A. 808B. 818C. 1010D. 10202.同一数组中的元素( )。
A. 长度可以不同 B.不限 C.类型相同 D. 长度不限3.二维数组A的元素都是6个字符组成的串,行下标i的范围从0到8,列下标j的范圈从1到10。
从供选择的答案中选出应填入下列关于数组存储叙述中( )内的正确答案。
(1)存放A至少需要( )个字节。
(2)A的第8列和第5行共占( )个字节。
(3)若A按行存放,元素A[8]【5]的起始地址与A按列存放时的元素( )的起始地址一致。
供选择的答案:(1)A. 90 B. 180 C. 240 D. 270(2) A. 108 B. 114 C. 54 D. 60(3)[8][5] B. A[3][10] [5][8] [O][9]4.数组与一般线性表的区别主要是( )。
A.存储方面B.元素类型方面C.逻辑结构方面D.不能进行插入和删除运算5.设二维数组A[1..m,1..n]按行存储在数组B[1..m×n]中,则二维数组元素A[i,j]在一维数组B中的下标为( )。
A. (i-l)×n+jB. (i-l)×n+j-lC.i×(j-l) D. j×m+i-l6.所谓稀疏矩阵指的是( )。
A.零元素个数较多的矩阵B.零元素个数占矩阵元素中总个数一半的矩阵C.零元素个数远远多于非零元素个数且分布没有规律的矩阵D.包含有零元素的矩阵7.对稀疏矩阵进行压缩存储的目的是( )。
A.便于进行矩阵运算B.便于输入和输出C.节省存储空间D. 降低运算的时间复杂度8.稀疏矩阵一般的压缩存储方法有两种,即( )。
第五章数组和广义表:习题习题一、选择题1.假设以行序为主序存储二维数组A[1..100,1..100],设每个数据元素占两个存储单元,基地址为10,则LOC(A[5,5])=( )。
A. 808B. 818C. 1010D. 10202.同一数组中的元素( )。
A. 长度可以不同 B.不限 C.类型相同 D. 长度不限3.二维数组A的元素都是6个字符组成的串,行下标i的范围从0到8,列下标j的范圈从1到10。
从供选择的答案中选出应填入下列关于数组存储叙述中( )内的正确答案。
(1)存放A至少需要( )个字节。
(2)A的第8列和第5行共占( )个字节。
(3)若A按行存放,元素A[8]【5]的起始地址与A按列存放时的元素( )的起始地址一致。
供选择的答案:(1)A. 90 B. 180 C. 240 D. 270(2) A. 108 B. 114 C. 54 D. 60(3)[8][5] B. A[3][10] [5][8] [O][9]4.数组与一般线性表的区别主要是( )。
A.存储方面B.元素类型方面C.逻辑结构方面D.不能进行插入和删除运算5.设二维数组A[1..m,1..n]按行存储在数组B[1..m×n]中,则二维数组元素A[i,j]在一维数组B中的下标为( )。
A. (i-l)×n+jB. (i-l)×n+j-lC.i×(j-l) D. j×m+i-l6.所谓稀疏矩阵指的是( )。
A.零元素个数较多的矩阵B.零元素个数占矩阵元素中总个数一半的矩阵C.零元素个数远远多于非零元素个数且分布没有规律的矩阵D.包含有零元素的矩阵7.对稀疏矩阵进行压缩存储的目的是( )。
A.便于进行矩阵运算B.便于输入和输出C.节省存储空间D. 降低运算的时间复杂度8.稀疏矩阵一般的压缩存储方法有两种,即( )。
A.二维数组和三维数组B.三元组和散列C.三元组和十字链表D.散列和十字链表9.有一个100×90的稀疏矩阵,非0元素有10个,设每个整型数占两字节,则用三元组表示该矩阵时,所需的字节数是( )。
第 5 章数组和广义表一、选择题为第一元素,其存1.设有一个10阶的对称矩阵A,采用压缩存储方式,以行序为主存储,a11的地址为()。
【燕山大学 2001 一、2 (2储地址为1,每个元素占一个地址空间,则a85分)】A. 13B. 33C. 18D. 402. 有一个二维数组A[1:6,0:7] 每个数组元素用相邻的6个字节存储,存储器按字节编址,那么这个数组的体积是(①)个字节。
假设存储数组元素A[1,0]的第一个字节的地址是0,则存储数组A的最后一个元素的第一个字节的地址是(②)。
若按行存储,则A[2,4]的第一个字节的地址是(③)。
若按列存储,则A[5,7]的第一个字节的地址是(④)。
就一般情况而言,当(⑤)时,按行存储的A[I,J]地址与按列存储的A[J,I]地址相等。
供选择的答案:【上海海运学院 1998 二、2 (5分)】①-④: A.12 B. 66 C. 72 D. 96 E. 114 F. 120G. 156 H. 234 I. 276 J. 282 K. 283 L. 288⑤: A.行与列的上界相同 B. 行与列的下界相同C. 行与列的上、下界都相同D. 行的元素个数与列的元素个数相同3. 设有数组A[i,j],数组的每个元素长度为3字节,i的值为1 到8 ,j的值为1 到10,数组从内存首地址BA开始顺序存放,当用以列为主存放时,元素A[5,8]的存储首地址为( )。
A. BA+141B. BA+180C. BA+222D. BA+225【南京理工大学 1997 一、8 (2分)】4. 假设以行序为主序存储二维数组A=array[1..100,1..100],设每个数据元素占2个存储单元,基地址为10,则LOC[5,5]=()。
【福州大学 1998 一、10 (2分)】A. 808B. 818C. 1010D. 10205. 数组A[0..5,0..6]的每个元素占五个字节,将其按列优先次序存储在起始地址为1000的内存单元中,则元素A[5,5]的地址是( )。
第五章数组和广义表习题一、选择题1.已知广义表LS=((a,b,c),(d,e,f)),运用head和tail函数取出LS中原子e运算是。
A.head(tail(LS))B.tail (head(LS))C.head(tail(head(tail(LS))))D. head(tail(tail(head(LS))))2.若广义表A满足head(A)= tail(A),则A为。
A.()B.(())C.((),())D.((),(),())3.广义表A=(a,b,(c,d),(e,(f,g))),则下面式子Head(Tail(Head(Tail(Tail(A)))))的值为。
A.()B.(d)C.cD.d4.稀疏矩阵一般的压缩存储方法有 两种。
A.二维数组和三维数组B.三元组和散列表C.三元组和十字链表D.散列表和十字链表5.已知矩阵A是一个对称矩阵,为了节省存储,将其下三角部分按行优先存放在一维数组B[1…n(n-1)/2]中,对下三角部分中任一元素aij(i>=j)在一维数组B的下标位置k值是。
A.i(i-1)/2+j-1B. i(i-1)/2+jC. i(i+1)/2+j-1D. i(i+1)/2+j6.已知广义表L=((x,y,z),a,(u,t,w)),从L表中取出原子u的运算是。
A.head(tail(tail(L)))B.tail(head(head(tail(L))))C.head(tail(head(tail(L))))D.head(head(tail(tail(L))))7.广义表L=((a,b,c)),则L的长度和深度分别为。
A.1和1B.1和3C.1和2D.2和38. tail (head(((a,b,c,d,e))))= 。
A.aB.c,dC.D.(b,c,d,e)9.二维数组A[10…20,5…10]采用列序方式存储,每个数据元素占4个存储单元,且A[10,5]的存储地址是1000,则A[20,9]的地址是。
第五章数组与广义表一、假设有二维数组A6*8,每个元素用相邻的6个字节存储,存储器按字节编址。
已知A的起始存储位置(基地址)为1000。
计算:1、数组A的体积(即存储量);2、数组A的最后一个元素a57的第一个字节的地址;3、按行存储时,元素a14的第一个字节的地址;4、按列存储时,元素a47的第一个字节的地址;答案:1、(6*8)*6=2882、loc(a57)=1000+(5*8+7)*6=1282或=1000+(288-6)=12823、loc(a14)=1000+(1*8+4)*6=10724、loc(a47)=1000+(7*6+4)*6=1276二、假设按低下标(行优先)优先存储整数数组A9*3*5*8时第一个元素的字节地址是100,每个整数占四个字节。
问下列元素的存储地址是什么?(1)a0000(2)a1111(3)a3125 (4)a8247答案:(1)100(2)loc(a1111)=100+(1*3*5*8+1*5*8+1*8+1)*4=776(3) loc(a3125)=100+(3*3*5*8+1*5*8+2*8+5)*4=1784(4) loc(a8247)=100+(8*3*5*8+2*5*8+4*8+7)*4=4416五、设有一个上三角矩阵(aij)n*n,将其上三角元素逐行存于数组B[m]中,(m 充分大),使得B[k]=aij且k=f1(i)+f2(j)+c。
试推导出函数f1,f2和常数C(要求f1和f2中不含常数项)。
答:K=n+(n-1)+(n-2)+…..+(n-(i-1)+1)+j-i=(i-1)(n+(n-i+2))/2+j-i所以f1(i)=(n+1/2)i-1/2i2f2(j)=jc=-(n+1)九、已知A为稀疏矩阵,试从空间和时间角度比较采用两种不同的存储结构(二维数组和三元组表)完成∑aii运算的优缺点。
(对角线求和)解:1、二维数组For(i=1;i<=n;i++)S=s+a[i][i];时间复杂度:O(n)2、for(i=1;i<=m.tu;i++)If(a.data[k].i==a.data[k].j) s=s+a.data[k].value;时间复杂度:O(n2)二十一、当稀疏矩阵A和B均以三元组表作为存储结构时,试写出矩阵相加的算法,其结果存放在三元组表C中。
数据结构05数组与广义表数组与广义表可以看做是线性表地扩展,即数组与广义表地数据元素本身也是一种数据结构。
5.1 数组地基本概念5.2 数组地存储结构5.3 矩阵地压缩存储5.4 广义表地基本概念数组是由相同类型地一组数据元素组成地一个有限序列。
其数据元素通常也称为数组元素。
数组地每个数据元素都有一个序号,称为下标。
可以通过数组下标访问数据元素。
数据元素受n(n≥1)个线性关系地约束,每个数据元素在n个线性关系地序号 i1,i2,…,in称为该数据元素地下标,并称该数组为n维数组。
如下图是一个m行,n列地二维数组A矩阵任何一个元素都有两个下标,一个为行号,另一个为列号。
如aij表示第i行j列地数据元素。
数组也是一种线性数据结构,它可以看成是线性表地一种扩充。
一维数组可以看作是一个线性表,二维数组可以看作数据元素是一维数组(或线性表)地线性表,其一行或一列就是一个一维数组地数据元素。
如上例地二维数组既可表示成一个行向量地线性表: A1=(a11,a12,···,a1n)A2=(a21,a22, ···,a2n)A=(A1,A2, ···,Am) ············Am=(am1,am2, ···,amn)也可表示成一个列向量地线性表:B1=(a11,a21,···,am1)B2=(a12,a22, ···,am2)A=(B1,B2, ···,Bm) ············Bn=(a1n,a2n, ···,amn)数组地每个数据元素都与一组唯一地下标值对应。