下载文档原格式
数据结构第二章课后答案数据结构第二章课后答案1. 线性表1.1 数组实现线性表Q1. 请说明线性表的定义，并结合数组实现线性表的特点进行解释。
线性表是由n(n≥0)个数据元素构成的有序序列，其中n表示线性表的长度。
数组实现线性表的特点是使用一组具有相同数据类型的连续存储空间存储线性表中的元素，通过下标访问和操作元素。
A1. 线性表的定义指出，线性表是由若干个数据元素组成的有序序列。
具体地，在数组实现线性表中，我们将元素存储在一组连续的内存空间中，通过下标访问和操作元素。
由于数组的存储空间具有连续性，这样的实现方式可以在O(1)的时间复杂度下进行元素的访问和修改操作。
1.2 链表实现线性表Q2. 请说明链表实现线性表的特点，并与数组实现进行比较。
链表实现线性表的特点是通过指针将线性表中的元素按照节点的形式连接起来，每个节点包含了存储的元素和指向下一个节点的指针。
与数组实现相比，链表的插入和删除操作更为高效，但是访问某个位置的元素需要从头开始遍历，时间复杂度较大。
A2. 链表实现线性表的特点是通过使用节点和指针将线性表中的元素连接起来。
每个节点中包含了一个存储的元素和指向下一个节点的指针。
链表的插入和删除操作的时间复杂度为O(1)，因为只需要改变指针的指向即可。
但是，访问某个位置的元素需要从头开始遍历链表，所以时间复杂度为O(n)。
2. 栈和队列2.1 栈的定义和基本操作Q3. 请给出栈的定义和基本操作。
栈是一种特殊的线性表，它只能在表的一端进行插入和删除操作，该端称为栈顶。
栈的基本操作包括入栈(push)和出栈(pop)，分别用于将元素压入栈和将栈顶元素弹出。
A3. 栈是一种特殊的线性表，它只能在表的一端进行插入和删除操作。
这个特定的一端称为栈顶，而另一端称为栈底。
栈的基本操作包括入栈(push)和出栈(pop)。
入栈操作将一个元素压入栈顶，出栈操作将栈顶元素弹出。
2.2 队列的定义和基本操作Q4. 请给出队列的定义和基本操作。
数据结构第二章参考答案1. 线性表线性表是数据结构中最基本的一种结构，在实际应用中广泛使用。
它是一个有序的数据元素序列，其中每个元素都有唯一的前驱和后继，除了第一个元素没有前驱，最后一个元素没有后继。
2. 顺序存储结构顺序存储结构是线性表最简单的一种实现方式。
它利用一段连续的存储空间依次存储线性表的元素，存储位置是连续的。
在顺序存储结构中，插入和删除操作需要移动大量元素，因此效率较低。
3. 链式存储结构链式存储结构通过指针将线性表的各个元素链接起来。
每个元素都包含一个数据域和一个指针域，数据域用于存储数据元素，指针域用于存储下一个元素的地址。
在链式存储结构中，插入和删除操作只需要修改指针，效率较高。
4. 栈栈是一种特殊的线性表，它只允许在表的一端进行插入和删除操作，这一端称为栈顶。
栈的特点是后进先出，即最后插入的元素最先被删除。
栈的应用场景包括函数调用、表达式求值等。
5. 队列队列也是一种特殊的线性表，它允许在表的一端（队尾）插入元素，在另一端（队首）删除元素。
队列的特点是先进先出，即最先插入的元素最先被删除。
队列的应用场景包括进程调度、打印队列等。
6. 递归递归是一种解决问题的方法，通过调用自身来解决规模较小的子问题。
在数据结构中，递归广泛应用于树和图的操作中。
递归需要注意递归的边界条件和递归的停止条件，以避免无限递归的问题。
7. 树树是一种非线性的数据结构，它由n个节点组成，这些节点通过边连接起来。
树的特点是每个节点最多有一个父节点，但可以有多个子节点。
树的应用场景包括文件系统、组织结构等。
8. 二叉树二叉树是一种特殊的树结构，每个节点最多有两个子节点。
二叉树的遍历有三种方式：前序遍历（根-左-右）、中序遍历（左-根-右）和后序遍历（左-右-根）。
二叉树的应用场景包括查找、排序等。
9. 查找算法查找算法是在数据集合中寻找特定元素的过程。
常用的查找算法有顺序查找、二分查找、哈希查找等。
不同的查找算法有不同的时间复杂度和空间复杂度，对于不同规模的数据集合有不同的效率。
《数据结构》--第二章线性表《数据结构》第二章线性表在计算机科学中，数据结构是一门非常重要的基础课程，它为我们有效地组织和管理数据提供了理论和方法。
而在数据结构的众多内容中，线性表是一个关键且基础的概念。
线性表，简单来说，就像是一排整齐排列的元素。
这些元素按照一定的顺序依次排列，每个元素都有其特定的位置。
想象一下排队买奶茶的人群，从第一个人到最后一个人，就形成了一个线性的队列，这就是一种线性表的形象体现。
线性表具有一些显著的特点。
首先，它的元素个数是有限的。
就像排队买奶茶的队伍，长度不可能是无限的。
其次，元素具有相同的数据类型。
比如在一个记录学生成绩的线性表中，每个元素都是学生的成绩数据。
再者，元素之间是顺序排列的，有先后之分。
从存储结构上来看，线性表可以分为顺序存储和链式存储两种。
顺序存储的线性表，就好比是把一系列物品紧密地摆放在一个连续的空间里。
比如，我们可以把一系列数字存储在一个连续的数组中。
这种存储方式的优点是可以随机访问，也就是说，如果我们想获取第 5 个元素，直接通过计算就可以快速得到。
但它也有缺点，那就是插入和删除操作比较麻烦。
当我们要在中间插入一个新元素时，可能需要移动后面的一系列元素来腾出位置；删除一个元素时，又需要把后面的元素向前移动来填补空缺。
相比之下，链式存储的线性表就灵活得多。
它就像是一串珍珠，每个珍珠（节点）通过一根线（指针）与下一个珍珠相连。
每个节点包含数据域和指针域，数据域用来存放数据，指针域则指向链表中的下一个节点。
链式存储的优点是插入和删除操作比较方便，只需要修改相关节点的指针即可。
但它的缺点是不能随机访问，要找到特定位置的元素，需要从链表的头开始逐个遍历。
线性表在实际应用中无处不在。
比如，我们的通讯录就是一个线性表，按照联系人的添加顺序依次排列。
操作系统中的任务队列也是线性表，任务按照先后顺序等待被执行。
在编程实现线性表时，我们需要根据具体的需求来选择合适的存储方式。
数据结构第二章习题答案数据结构第二章习题答案第一题：给定一个数组arr，其中包含n个元素，要求编写一个函数，将数组中的所有元素按照奇偶性重新排列。
奇数元素排在偶数元素之前。
请给出实现代码。
解答：```pythondef rearrange(arr):n = len(arr)left = 0right = n - 1while left < right:while arr[left] % 2 != 0 and left < right:left += 1while arr[right] % 2 == 0 and left < right:right -= 1if left < right:arr[left], arr[right] = arr[right], arr[left]left += 1right -= 1return arr```第二题：给定一个字符串，判断其是否为回文串。
回文串是指正读和反读都相同的字符串。
要求不考虑大小写和非字母字符，只考虑字母字符。
解答：```pythondef is_palindrome(s):s = ''.join(filter(str.isalpha, s)).lower()return s == s[::-1]```第三题：给定一个链表，判断链表中是否存在环。
如果链表中存在环，则返回True，否则返回False。
解答：```pythonclass ListNode:def __init__(self, val=0, next=None):self.val = valself.next = nextdef has_cycle(head):slow = fast = headwhile fast and fast.next:slow = slow.nextfast = fast.next.nextif slow == fast:return Truereturn False```第四题：给定一个二叉树，判断其是否为平衡二叉树。
数据结构第二章课后答案数据结构第二章课后答案==========================================2.1 题目1：什么是线性表？线性表的特点有哪些？答案：线性表是由n个数据元素组成的有限序列，其中n为表的长度，线性表具有以下特点：1.除第一个元素外，每个元素均有一个直接前驱元素；2.除最后一个元素外，每个元素均有一个直接后继元素；3.线性表具有唯一的一个始元素和终元素。
2.2 题目2：什么是顺序存储结构？顺序存储结构有什么特点？答案：顺序存储结构是指用一组地质连续的存储单元依次存储线性表的数据元素，顺序存储结构具有以下特点：1.线性表的元素在计算机中是连续存储的，可以通过下标直接访问元素；2.插入和删除操作需要移动大量元素，效率较低；3.存储空间需要预先分配大小，固定不变。
2.3 题目3：什么是链式存储结构？链式存储结构有什么特点？答案：链式存储结构是指线性表的元素在计算机内存中非连续存储，而是通过每个元素中的指针起来的结构，链式存储结构具有以下特点：1.线性表的元素在内存中可以是非连续存储，节省存储空间；2.插入和删除操作只需要修改指针，效率较高；3.需要额外的指针域存储信息，增加了存储空间开销。
2.8 题目8：请解释迷宫问题的基本思路。
答案：迷宫问题的基本思路是使用回溯算法，即从某个位置开始进行深度优先搜索，逐步尝试各种可能的路径，直到找到一条通路或者遍历完所有可能的路径。
基本步骤如下：1.选择一个起始位置，并将其标记为已访问；2.检查当前位置的四周是否有未访问的相邻位置；3.如果有未访问的相邻位置，选择其中一个位置继续深度搜索；4.如果所有相邻位置都被访问过或者当前位置是死胡同，回溯到上一个位置；5.重复步骤2-4，直到找到通路或者遍历完所有路径。
附件：无法律名词及注释：1.版权：指对文字、图像、音乐等作品享有法律保护的权利，未经作者许可不得使用；2.知识产权：指人们创造的智力成果所享有的权益，包括专利权、商标权、著作权等；3.公平使用：指在特定情况下，可以在不获得版权所有人许可的情况下使用作品的一定范围。
数据结构第二章课后答案第二章课后答案2·1·理论问题1·什么是数据结构？答：数据结构是指在计算机中存储、组织和管理数据的方式。
它包括了数据的逻辑结构、存储结构和操作方法。
2·逻辑结构和存储结构的关系是什么？答：逻辑结构是指数据之间的逻辑关系，它是从逻辑上描述数据元素之间的关系。
存储结构是指数据在计算机内部的具体存储方式，它是从物理上描述数据元素在计算机内部的存储关系。
逻辑结构与存储结构之间是相互依赖的关系，逻辑结构决定存储结构，而存储结构又反过来影响逻辑结构。
3·请解释顺序存储结构和链式存储结构。
答：顺序存储结构是指将数据元素存储在一块连续的存储空间中，元素的物理地质是连续的。
链式存储结构是将数据元素存储在任意的存储单元中，通过指针相互连接。
4·什么是抽象数据类型(ADT)？答：抽象数据类型(ADT)是指一个数学模型以及定义在该模型上的一组操作。
它只关心数据对象的定义和操作，而不考虑其在计算机内部的表示和运算过程。
5·ADT的特点有哪些？答：（1）封装性：ADT将数据对象的定义和操作封装在一起，只对外界提供有限的操作接口。
（2）数据抽象：ADT关注数据的逻辑结构，而忽略了具体的存储结构和实现细节。
（3）信息隐藏：ADT将数据对象的内部细节隐藏起来，只通过接口暴露给外部使用者。
2·2·应用问题1·请举例描述数据结构的应用场景。
答：（1）栈：在程序设计中，栈常用于实现函数的调用和返回，追踪程序的执行过程。
（2）队列：在操作系统中，队列被广泛应用于任务调度，比如处理作业、进程管理等。
（3）二叉树：在搜索算法中，二叉树常用于实现快速查找、排序和最优化问题。
（4）图：在社交网络中，图被用来表示好友关系、消息传播等复杂的关系网络。
2·描述数组和链表的特点及其应用场景。
答：数组是一种顺序存储结构，它可以随机访问任何一个元素，但插入和删除元素的操作效率较低。
（A ）需经常修改L 中的结点值 （E ）需不断对L 进行删除插入第二部分线性表、选择题1 •关于顺序存储的叙述中，哪一条是不正确的 （B ）A. 存储密度大B. 逻辑上相邻的结点物理上不必邻接C. 可以通过计算直接确定第i 个结点的位置D. 插入、删除操作不方便2.长度为n 的单链表连接在长度为 m 的单链表后的算法的时间复杂度为（C ）A 0（ n ）B 0（1）C 0（m ）D 0（m+n ）3 .在n 个结点的顺序表中，算法的时间复杂度是0（1）的操作是：（A ）A 访问第i 个结点（1<=i<=n ）和求第i 个结点的直接前趋（2<=i<=n)B 在第i 个结点（1<=i<=n ）后插入一个新结点C 删除第i 个结点（1<=i<=n)D 将n 个结点从小到大排序4.一个向量第一个兀素的存储地址是100 ,每个兀素的长度为 2 ,则第5 个兀素的地址是(B )( A ) 110 ( B ) 108 (C ) 100 ( D ) 1205 .已知一个顺序存储的线性表， 设每个结点需要占 m 个存储单元，若第一个结点的地址为 da ,则第i 个结点的地址为：（A ）7 .链表是一种采用（ B ）存储结构存储的线性表。
（A ）顺序 （B ）链式 （C ）星式 （D ）网状8 .线性表若采用链式存储结构时，要求内存中可用存储单兀的地址：（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9 .线性表L 在_ （ B ）情况下适用于使用链式结构实现。
A ） da+（i-1）*mB ） da+i*m6.在具有n 个结点的单链表中，实现（A ）遍历链表和求链表的第i 个结点C ）删除开始结点 C ） da-i*mD ） da+（i+1）*mA ）的操作，其算法的时间复杂度为 0（n ）。
B ）在地址为p 的结点之后插入一个结点D ） 删除地址为p 的结点的后继结点10．在长度为n 的顺序表的第i(1 < i < n+1)个位置上插入一个兀素，兀素的移动次数为( A )A.n-i+1B.n-iC.iD.i-1．线性表是( A )。
数据结构第二章参考答案习题21. 填空题（1）在一个单链表中，已知每个结点包含data和next两个域，q所指结点是p所指结点的直接前驱，若在q和p之间插入s所指结点，则执行（___________）和（___________）操作。
答案：q->next = s; s->next = p; 或 s->next=q->next; q->next = s; （2）表长为n的顺序表，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个数为（___________），删除一个元素需要移动元素的平均个数为（___________）。
答案：n/2 (n-1)/2（3）表长为0的线性表称为（___________）。
答案：空表（4）动态内存管理是操作系统的基本功能之一，其作用是响应用户程序对内存的（___________）和（___________）请求。
答案：申请释放（5）顺序表多采用（___________）实现的，是一种随机存取结构，对表中任意结点存取操作的时间复杂度为（___________）。
而查找链表中的结节，需要从头指针起顺着链扫描才能得到，平均时间复杂度为（___________）。
因此，若线性表的操作主要是进行查找，很少进行插入或删除操作时，采用（___________）表比较合适。
答案：数组 O(1) O(n) 顺序（6）在链表某个位置上进行插入和删除操作，只需要修改（___________）即可，而无须移动大量元素，操作的时间复杂度为（___________）。
而在顺序表中进行插入和删除操作，往往要移动大量元素，平均移动元素的数目为（___________），平均时间复杂度为（___________）。
因此，若对线性表进行频繁的插入和删除操作时，采用（___________）表相对合适。
若插入和删除主要发生在表头和表尾，则采用（___________）表更为合适。
