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第1章绪论1.选择题（1）C （2）B （3）C （4）D （5）B2.判断题（1）√（2）Ⅹ（3）Ⅹ（4）Ⅹ（5）√3.简答题（1）根据数据元素之间的不同逻辑关系，通常将其划分为哪几类结构？【解答】常见的四种逻辑结构有：①集合结构：数据元素间的关系是“属于同一个集合”。
②线性结构：数据元素之间存在着一对一的关系。
③树型结构：数据元素之间存在着一对多的关系。
④图型结构：数据元素之间存在着多对多的关系。
（2）请描述线性结构中数据元素与数据元素之间的关系特点？【解答】线性结构的特点是数据元素之间是一种线性关系，数据元素“一个接一个的排列”。
在线性结构中，有且仅有一个元素被称为“第一个”，除第一个元素之外其他元素均有唯一一个“前驱”；有且仅有一个元素被称为“最后一个”，除最后一个元素之外其他元素均有唯一一个“后继”。
（3）请描述树形结构中数据元素与数据元素之间的关系特点？【解答】树形存储结构，就是数据元素与元素之间存在着一对多关系的数据结构。
在树形存储结构中，树的根节点没有前驱结点，其余的每个节点有且只有一个前驱结点，除叶子结点没有后续节点外，其他节点的后续节点可以有一个或者多个。
（4）常用的存储结构有哪几种，各自的特点是什么？【解答】常见的四种存储结构有：①顺序存储：把逻辑上相邻的元素存储在物理位置相邻的存储单元中。
顺序存储结构是一种最基本的存储表示方法，通常借助于程序设计语言中的数组来实现。
②链接存储：对逻辑上相邻的元素不要求不要求物理位置相邻的存储单元，元素间的逻辑关系通过附设的指针域来表示。
③索引存储：通过建立索引表存储结点信息的方法，其中索引表一般存储结点关键字和一个地点信息，可通过该地址找到结点其它信息。
④散列存储：根据结点的关键字直接计算出该结点的存储地址的方法。
（5）简述算法和程序的区别。
【解答】一个算法若用程序设计语言来描述，则它就是一个程序。
算法的含义与程序十分相似，但又有区别。
一个程序不一定满足有穷性。
数据结构与算法课后习题解答数据结构与算法课后习题解答第一章绪论（参考答案）1.3 (1) O(n)(2) (2) O(n)(3) (3) O(n)(4) (4) O(n1/2)(5) (5) 执行程序段的过程中，x,y值变化如下：循环次数x y0（初始）91 1001 92 1002 93 100。
9 100 10010 101 10011 9112。
20 9921 91 98。
30 101 9831 91 97到y=0时，要执行10*100次，可记为O（10*y）=O（n）数据结构与算法课后习题解答1.5 2100 , (2/3)n , log2n , n1/2 , n3/2 , (3/2)n , nlog2n , 2 n , n! , n n第二章线性表(参考答案)在以下习题解答中，假定使用如下类型定义：（1）顺序存储结构：#define ***** 1024typedef int ElemType;// 实际上，ElemTypetypedef struct{ ElemType data[*****];int last; // last}sequenlist;（2*next；}linklist;（3）链式存储结构（双链表）typedef struct node{ElemType data;struct node *prior,*next；数据结构与算法课后习题解答}dlinklist;（4）静态链表typedef struct{ElemType data;int next;}node;node sa[*****];2.1 la，往往简称为“链表la”。
是副产品）2.2 23voidelenum个元素，且递增有序，本算法将x插入到向量A中，并保持向量的{ int i=0,j;while (ielenum A[i]=x) i++; // 查找插入位置for (j= elenum-1;jj--) A[j+1]=A[j];// 向后移动元素A[i]=x; // 插入元素数据结构与算法课后习题解答} // 算法结束24void rightrotate(ElemType A[],int n,k)// 以向量作存储结构，本算法将向量中的n个元素循环右移k位，且只用一个辅助空间。
《数据结构与算法》习题与答案（解答仅供参考）一、名词解释：1. 数据结构：数据结构是计算机存储、组织数据的方式，它不仅包括数据的逻辑结构（如线性结构、树形结构、图状结构等），还包括物理结构（如顺序存储、链式存储等）。
它是算法设计与分析的基础，对程序的效率和功能实现有直接影响。
2. 栈：栈是一种特殊的线性表，其操作遵循“后进先出”（Last In First Out, LIFO）原则。
在栈中，允许进行的操作主要有两种：压栈（Push），将元素添加到栈顶；弹栈（Pop），将栈顶元素移除。
3. 队列：队列是一种先进先出（First In First Out, FIFO）的数据结构，允许在其一端插入元素（称为入队），而在另一端删除元素（称为出队）。
常见的实现方式有顺序队列和循环队列。
4. 二叉排序树（又称二叉查找树）：二叉排序树是一种二叉树，其每个节点的左子树中的所有节点的值都小于该节点的值，而右子树中的所有节点的值都大于该节点的值。
这种特性使得能在O(log n)的时间复杂度内完成搜索、插入和删除操作。
5. 图：图是一种非线性数据结构，由顶点（Vertex）和边（Edge）组成，用于表示对象之间的多种关系。
根据边是否有方向，可分为有向图和无向图；根据是否存在环路，又可分为有环图和无环图。
二、填空题：1. 在一个长度为n的顺序表中，插入一个新元素平均需要移动______个元素。
答案：(n/2)2. 哈希表利用______函数来确定元素的存储位置，通过解决哈希冲突以达到快速查找的目的。
答案：哈希（Hash）3. ______是最小生成树的一种算法，采用贪心策略，每次都选择当前未加入生成树且连接两个未连通集合的最小权重边。
答案：Prim算法4. 在深度优先搜索（DFS）过程中，使用______数据结构来记录已经被访问过的顶点，防止重复访问。
答案：栈或标记数组5. 快速排序算法在最坏情况下的时间复杂度为______。
第一章1.数据结构研究的主要内容包括逻辑结构、存储结构和算法。
2.数据元素是数据的基本单位，数据项是数据的最小标示单位。
3.根据数据元素之间关系的不同，数据的逻辑结构可以分为集合、树形、线性、图状。
4.常见的数据存储结构有四种类型：顺序、链式、索引、散列。
5.可以从正确性、可读性、健壮性、高效性四方面评价算法的质量。
6.在一般情况下，一个算法的时间复杂度是问题规模的函数。
7.常见时间复杂度有：常数阶O（1）、线性阶O（n）、对数阶O（log2 n）、平方阶O（n²）和指数阶O（2ⁿ）。
通常认为，具有常数阶量级的算法是好算法，而具有指数阶量级的算法是差算法。
8.时间复杂度排序由大到小（n+2）！>2ⁿ＋²>（n+2）4次方>nlog2 n>100000.问答题：1.什么叫数据元素？数据元素是数据的基本单位，是数据这个集合的个体，也称为元素、结点、顶点、记录。
2.什么叫数据逻辑结构？什么叫数据存储结构？数据逻辑结构：指数据元素之间存在的固有的逻辑结构。
数据存储结构：数据元素及其关系在计算机内的表示。
3.什么叫抽象数据类型？抽象数据类型是指数据元素集合以及定义在该集合上的一组操作。
4.数据元素之间的关系在计算机中有几种表示方法？顺序、链式、索引、散列。
5.数据的逻辑结构与数据的存储结构之间存在着怎样的关系？相辅相成，不可分割。
6.什么叫算法？算法的性质有哪些？算法：求解问题的一系列步骤的集合。
可行性、有容性、确定性、有输入、有输出。
7.评价一个算法的好坏应该从哪几方面入手？正确性、可读性、健壮性、高效性。
第二章1.线性表中，第一个元素没有直接前驱，最后一个元素没有直接后继。
2.线性表常用的两种存储结构分别是顺序存储结构和链式存储结构。
3.在长度为n的顺序表中，插入一个新元素平均需要移动表中的n/2个元素，删除一个元素平均需要移动（n-1）/2个元素。
4.在长度为n的顺序表的表头插入一个新元素的时间复杂度为O（n），在表尾插入一个新元素的时间复杂度为O（1）。
《数据结构与算法》课后习题答案2.3 课后习题解答2.3.2 判断题1 ?线性表的逻辑顺序与存储顺序总是一致的。
（X）2 ?顺序存储的线性表可以按序号随机存取。
（V）3?顺序表的插入和删除操作不需要付出很大的时间代价，因为每次操作平均只有近一半的元素需要移动。
（X）4?线性表中的元素可以是各种各样的，但同一线性表中的数据元素具有相同的特性，因此属于同一数据对象。
（V）5?在线性表的顺序存储结构中，逻辑上相邻的两个元素在物理位置上并不一定相邻。
（X）6 ?在线性表的链式存储结构中，逻辑上相邻的元素在物理位置上不一定相邻。
（V）7 ?线性表的链式存储结构优于顺序存储结构。
（X）&在线性表的顺序存储结构中，插入和删除时移动元素的个数与该元素的位置有关。
（V）9 ?线性表的链式存储结构是用一组任意的存储单元来存储线性表中数据元素的。
（V）10. 在单链表中，要取得某个元素，只要知道该元素的指针即可，因此，单链表是随机存取的存储结构。
（X）11. 静态链表既有顺序存储的优点，又有动态链表的优点。
所以它存取表中第i个元素的时间与i无关。
（X）12 ?线性表的特点是每个元素都有一个前驱和一个后继。
（X）2.3.3 算法设计题1.设线性表存放在向量A[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，并且分析算法的时间复杂度。
【提示】直接用题目中所给定的数据结构（顺序存储的思想是用物理上的相邻表示逻辑上的相邻，不一定将向量和表示线性表长度的变量封装成一个结构体），因为是顺序存储，分配的存储空间是固定大小的，所以首先确定是否还有存储空间，若有，则根据原线性表中元素的有序性，来确定插入元素的插入位置，后面的元素为它让出位置，（也可以从高下标端开始一边比较，一边移位）然后插入x ，最后修改表示表长的变量。
int insert (datatype A[],int *elenum,datatype x) {if (*elenum==arrsize-1) return 0;else {i=*elenum;while (i>=0 && A[i]>x) {A[i+1]=A[i];i--;}A[i+1]=x; (*elenum)++; return 1;}时间复杂度为O（n）。
第6章 树和二叉树（参考答案）6.1(1)根结点a6.2三个结点的树的形态： 三个结点的二叉树的形态：（1） （1） （2） （4） （5）6．3 设树的结点数是n ，则n=n0+n1+n2+……+nm+ (1)设树的分支数为B ，有n=B+1n=1n1+2n2+……+mnm+1 (2)由（1）和（2）有：n0=n2+2n3+……+(m-1)nm+16.4(1) k i-1 (i 为层数)(2) (n-2)/k+1(3) (n-1)*k+i+1(4) (n-1)%k !=0; 其右兄弟的编号 n+16.5（1）顺序存储结构注：#为空结点6.6(1) 前序 ABDGCEFH(2) 中序 DGBAECHF(3) 后序 GDBEHFCA6.7(1) 空二叉树或任何结点均无左子树的非空二叉树(2) 空二叉树或任何结点均无右子树的非空二叉树(3) 空二叉树或只有根结点的二叉树6.8int height(bitree bt)// bt是以二叉链表为存储结构的二叉树，本算法求二叉树bt的高度{ int bl,br; // 局部变量，分别表示二叉树左、右子树的高度if (bt==null) return(0);else { bl=height(bt->lchild);br=height(bt->rchild);return(bl>br? bl+1: br+1); // 左右子树高度的大者加1（根） }}// 算法结束6.9void preorder(cbt[],int n,int i);// cbt是以完全二叉树形式存储的n个结点的二叉树，i是数// 组下标，初始调用时为1。
本算法以非递归形式前序遍历该二叉树{ int i=1,s[],top=0; // s是栈，栈中元素是二叉树结点在cbt中的序号 // top是栈顶指针，栈空时top=0if (n<=0) { printf(“输入错误”);exit（0）；}while (i<=n ||top>0){ while(i<=n){visit(cbt[i]); // 访问根结点if (2*i+1<=n) s[++top]=2*i+1; //若右子树非空，其编号进栈i=2*i;// 先序访问左子树}if (top>0) i=s[top--]; // 退栈，先序访问右子树} // END OF while (i<=n ||top>0)}// 算法结束//以下是非完全二叉树顺序存储时的递归遍历算法，“虚结点”用‘*’表示void preorder(bt[],int n,int i);// bt是以完全二叉树形式存储的一维数组，n是数组元素个数。
第 3 章特殊线性表——栈、队列和串(2005-07-14) -第 3 章特殊线性表——栈、队列和串课后习题讲解1. 填空⑴设有一个空栈，栈顶指针为1000H，现有输入序列为1、2、3、4、5，经过push，push，pop，push，pop，push，push后，输出序列是（），栈顶指针为（）。
【解答】23，1003H⑵栈通常采用的两种存储结构是（）；其判定栈空的条件分别是（），判定栈满的条件分别是（）。
【解答】顺序存储结构和链接存储结构（或顺序栈和链栈），栈顶指针top= -1和top=NULL，栈顶指针top等于数组的长度和内存无可用空间⑶（）可作为实现递归函数调用的一种数据结构。
【解答】栈【分析】递归函数的调用和返回正好符合后进先出性。
⑷表达式a*(b+c)-d的后缀表达式是（）。
【解答】abc+*d-【分析】将中缀表达式变为后缀表达式有一个技巧：将操作数依次写下来，再将算符插在它的两个操作数的后面。
⑸栈和队列是两种特殊的线性表，栈的操作特性是（），队列的操作特性是（），栈和队列的主要区别在于（）。
【解答】后进先出，先进先出，对插入和删除操作限定的位置不同⑹循环队列的引入是为了克服（）。
【解答】假溢出⑺数组Q[n]用来表示一个循环队列，front为队头元素的前一个位置，rear为队尾元素的位置，计算队列中元素个数的公式为（）。
page: 2The Home of jetmambo - 第 3 章特殊线性表——栈、队列和串【解答】（rear-front+n）% n【分析】也可以是（rear-front）% n，但rear-front的结果可能是负整数，而对一个负整数求模，其结果在不同的编译器环境下可能会有所不同。
⑻用循环链表表示的队列长度为n，若只设头指针，则出队和入队的时间复杂度分别是（）和（）。
【解答】Ｏ(1)，Ｏ(n)【分析】在带头指针的循环链表中，出队即是删除开始结点，这只需修改相应指针；入队即是在终端结点的后面插入一个结点，这需要从头指针开始查找终端结点的地址。
第一章1.数据结构研究的主要内容包括逻辑结构、存储结构和算法。
2.数据元素是数据的基本单位，数据项是数据的最小标示单位。
3.根据数据元素之间关系的不同，数据的逻辑结构可以分为集合、树形、线性、图状。
4.常见的数据存储结构有四种类型：顺序、链式、索引、散列。
5.可以从正确性、可读性、健壮性、高效性四方面评价算法的质量。
6.在一般情况下，一个算法的时间复杂度是问题规模的函数。
7.常见时间复杂度有：常数阶O（1）、线性阶O（n）、对数阶O（log2 n）、平方阶O（n²）和指数阶O（2ⁿ）。
通常认为，具有常数阶量级的算法是好算法，而具有指数阶量级的算法是差算法。
8.时间复杂度排序由大到小（n+2）！>2ⁿ＋²>（n+2）4次方>nlog2 n>100000.问答题：1.什么叫数据元素？数据元素是数据的基本单位，是数据这个集合的个体，也称为元素、结点、顶点、记录。
2.什么叫数据逻辑结构？什么叫数据存储结构？数据逻辑结构：指数据元素之间存在的固有的逻辑结构。
数据存储结构：数据元素及其关系在计算机内的表示。
3.什么叫抽象数据类型？抽象数据类型是指数据元素集合以及定义在该集合上的一组操作。
4.数据元素之间的关系在计算机中有几种表示方法？顺序、链式、索引、散列。
5.数据的逻辑结构与数据的存储结构之间存在着怎样的关系？相辅相成，不可分割。
6.什么叫算法？算法的性质有哪些？算法：求解问题的一系列步骤的集合。
可行性、有容性、确定性、有输入、有输出。
7.评价一个算法的好坏应该从哪几方面入手？正确性、可读性、健壮性、高效性。
第二章1.线性表中，第一个元素没有直接前驱，最后一个元素没有直接后继。
2.线性表常用的两种存储结构分别是顺序存储结构和链式存储结构。
3.在长度为n的顺序表中，插入一个新元素平均需要移动表中的n/2个元素，删除一个元素平均需要移动（n-1）/2个元素。
4.在长度为n的顺序表的表头插入一个新元素的时间复杂度为O（n），在表尾插入一个新元素的时间复杂度为O（1）。
数据结构与算法习题册（课后部分参考答案）《数据结构与算法》课程组目录目录课后习题部分第一章绪论 (1)第二章线性表 (3)第三章栈和队列 (5)第四章串 (8)第五章数组和广义表 (10)第六章树和二叉树 (13)第七章图 (16)第九章查找 (20)第十章排序 (23)第一章绪论一. 填空题1. 从逻辑关系上讲，数据结构的类型主要分为集合、线性结构、树结构和图结构。
2. 数据的存储结构主要有顺序存储和链式存储两种基本方法，不论哪种存储结构，都要存储两方面的内容：数据元素和数据元素之间的关系。
3. 算法具有五个特性，分别是有穷性、确定性、可行性、输入、输出。
4. 算法设计要求中的健壮性指的是算法在发生非法操作时可以作出处理的特性。
二. 选择题1. 顺序存储结构中数据元素之间的逻辑关系是由 C 表示的，链接存储结构中的数据元素之间的逻辑关系是由 D 表示的。
A 线性结构B 非线性结构C 存储位置D 指针2. 假设有如下遗产继承规则：丈夫和妻子可以相互继承遗产；子女可以继承父亲或母亲的遗产；子女间不能相互继承。
则表示该遗产继承关系的最合适的数据结构应该是B 。
A 树B 图C 线性表D 集合3. 算法指的是 A 。
A 对特定问题求解步骤的一种描述，是指令的有限序列。
B 计算机程序C 解决问题的计算方法D 数据处理三. 简答题1. 分析以下各程序段，并用大O记号表示其执行时间。
(1) (2)i=1;k=0; i=1;k=0;While(i<n-1) do{ {k=k+10*i; k=k+10*i;i++; i++;} }while(i<=n)⑴基本语句是k=k+10*i，共执行了n-2次，所以T(n)=O(n)。
⑵基本语句是k=k+10*i，共执行了n次，所以T(n)=O(n)。
2. 设有数据结构（D，R），其中D={1, 2, 3, 4, 5, 6}，R={(1,2),(2,3),(2,4),(3,4),(3,5),(3,6),(4,5),(4,6)}。
数据结构与算法设计课后习题及答案详解
1. 习题一：数组求和
题目描述：给定一个整数数组，编写一个函数来计算它的所有元素之和。
解题思路：遍历数组，将每个元素累加到一个变量中，最后返回累加和。
代码实现：
```python
def sum_array(arr):
result = 0
for num in arr:
result += num
return result
```
2. 习题二：链表反转
题目描述：给定一个单链表，反转它的节点顺序。
解题思路：采用三指针法，依次将当前节点的下一个节点指向上一个节点，然后更新三个指针的位置，直到链表反转完毕。
代码实现：
```python
class ListNode:
def __init__(self, val=0, next=None):
self.val = val
self.next = next
def reverse_list(head):
prev = None
curr = head
while curr:
next_node = curr.next
curr.next = prev
prev = curr
curr = next_node
return prev
```
3. 习题三：二叉树的层序遍历
题目描述：给定一个二叉树，返回其节点值的层序遍历结果。
解题思路：采用队列来实现层序遍历，先将根节点入队，然后循环出队并访问出队节点的值，同时将出队节点的左右子节点入队。
代码实现：
```python
class TreeNode:
def __init__(self, val=0, left=None, right=None): self.val = val
self.left = left
self.right = right
def level_order(root):
if not root:
return []
result = []
queue = [root]
while queue:
level = []
for _ in range(len(queue)):
node = queue.pop(0)
level.append(node.val)
if node.left:
queue.append(node.left)
queue.append(node.right)
result.append(level)
return result
```
4. 习题四：堆排序
题目描述：给定一个无序数组，使用堆排序算法对其进行排序。
解题思路：堆排序的基本思想是先将数组构建成最大（小）堆，然后逐个将堆顶元素与最后一个叶子节点交换，再进行堆调整，重复这个过程直到整个数组有序。
代码实现：
```python
def heapify(arr, n, i):
largest = i
left = 2 * i + 1
right = 2 * i + 2
if left < n and arr[largest] < arr[left]:
largest = left
if right < n and arr[largest] < arr[right]:
if largest != i:
arr[i], arr[largest] = arr[largest], arr[i]
heapify(arr, n, largest)
def heap_sort(arr):
n = len(arr)
for i in range(n // 2 - 1, -1, -1):
heapify(arr, n, i)
for i in range(n - 1, 0, -1):
arr[i], arr[0] = arr[0], arr[i]
heapify(arr, i, 0)
return arr
```
通过以上习题的解答，我们可以掌握数组求和、链表反转、二叉树的层序遍历和堆排序等数据结构与算法的基本应用。
希望能对大家的学习和理解有所帮助。
