数据结构 作业解答

数据结构考试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 以下哪个不是线性数据结构？A. 数组B. 链表C. 树D. 图2. 在一个单链表中，删除一个节点的操作需要知道该节点的：A. 地址B. 值C. 索引D. 前驱节点的引用3. 栈（Stack）是一种：A. 线性表B. 树状结构C. 图结构D. 散列表4. 哈希表解决冲突最常用的方法是：A. 排序B. 链地址法C. 再散列D. 除留余数法5. 以下哪个排序算法是稳定的？A. 快速排序B. 冒泡排序C. 选择排序D. 堆排序二、简答题（每题10分，共30分）1. 简述数组和链表的区别。

2. 解释二叉搜索树的基本概念及其优势。

3. 什么是递归？请给出一个简单的递归算法例子。

三、计算题（每题25分，共50分）1. 给定一个无序数组，请写出一个时间复杂度为O(n log n)的排序算法，并说明其工作原理。

2. 描述如何使用队列来实现一个简单的文本编辑器的撤销和重做功能。

四、编程题（共30分）编写一个函数，该函数接受一个整数数组作为参数，返回数组中所有元素的和。

如果数组为空，返回0。

答案一、选择题1. 答案：C（树和图都是非线性结构）2. 答案：D（需要前驱节点的引用来删除节点）3. 答案：A（栈是一种后进先出的特殊线性表）4. 答案：B（链地址法是解决哈希冲突的常用方法）5. 答案：B（冒泡排序是稳定的排序算法）二、简答题1. 数组和链表的区别：- 数组是连续的内存空间，链表是非连续的。

- 数组的索引访问速度快，链表需要遍历。

- 数组的大小固定，链表动态可变。

2. 二叉搜索树的基本概念及其优势：- 二叉搜索树是一种特殊的二叉树，左子树上所有节点的值小于它的根节点的值，右子树上所有节点的值大于它的根节点的值。

- 优势：支持快速的查找、插入和删除操作。

3. 递归是函数自己调用自己的过程。

例如，计算n的阶乘的递归算法： ```cint factorial(int n) {if (n <= 1) return 1;return n * factorial(n - 1);}```三、计算题1. 快速排序算法：- 选择一个元素作为“基准”（pivot）。

参考答案第一章、绪论一、选择题1 B；2 A； 3 B；4 C ；5 C； 6 B；7 C；8 C；9 D；10 B。

二、填空题1、存储；2、无，1，无，1；3、前驱，1，后继，任意多个；4、一对一，一对多，多对多；5、时间复杂度，空间复杂度；6、集合，线性结构，树形结构，图形结构；7、顺序结构，链式结构，索引结构，散列结构；8、顺序。

三、问答题与算法题1、3 ；2、T1 ( n ) = 5n 2 -O ( n ) ; T2 ( n ) = 3 n 2 + O ( n ) ; T3 ( n ) = 8 n 2 + O(log n) ;T4 ( n ) = 1.5 n 2 + O ( n ) 。

T4 ( n ) 较优，T3 ( n )较劣。

3、见课本。

第二章线性表一、选择题1C；2A；3D；4B；5D；6B；7C；8B；9A；10C；11D；12D；13C；14C.二、填空题1、O ( 1 ), O ( n )；2、单链表，双链表；3、地址，指针；4、4，2；5、便于访问尾结点和头结点；6、前驱；7、L->next== L且L->prior== L；8、顺序。

三、问答题与算法题1、头指针：结点或头结点的指针变量。

其作用是存放第一个结点或头结点的地址，从头指针出发可以找到链表中所有结点的信息。

头结点：是附加在链表的第一个结点之前的一个特殊结点，其数据域一般不存放信息。

其作用是为了简化运算，将空表与非空表统一起来，将第一个结点与其他结点的处理统一起来。

首结点：是链表的第一个结点。

2、(1)基于空间的考虑。

当要求存储的线性表长度变化不大，易于事先确定其大小时，为了节约存储空间，宜采用顺序表；反之，当线性表长度变化大，难以估计其存储规模时，采用动态链表作为存储结构为好。

(2)基于时间的考虑。

若线性表的操作主要是进行查找，很少做插入和删除操作时，采用顺序表做存储结构为宜；反之，若需要对线性表进行频繁地插入或删除等的操作时，宜采用链表做存储结构。

数据结构习题及参考答案一、概述在计算机科学领域，数据结构是指组织和存储数据的方式，以便于有效地访问和操作。

它是计算机算法和程序设计的基础。

下面将介绍一些常见的数据结构习题，并提供相应的参考答案，帮助读者更好地理解和掌握数据结构。

二、数组1. 习题：给定一个数组，编写一个函数来计算数组中元素的和。

【参考答案】```pythondef sum_array(arr):sum = 0for num in arr:sum += numreturn sum```三、链表1. 习题：给定一个链表，反转链表，并返回反转后的头节点。

【参考答案】```pythonclass ListNode:def __init__(self, val=0, next=None): self.val = valself.next = nextdef reverse_linked_list(head):prev = Nonecurr = headwhile curr:next_node = curr.nextcurr.next = prevprev = currcurr = next_nodereturn prev```四、栈和队列1. 习题：使用栈实现队列的功能。

【参考答案】```pythonclass MyQueue:def __init__(self):self.stack1 = []self.stack2 = []def push(self, x):self.stack1.append(x)def pop(self):if not self.stack2:while self.stack1:self.stack2.append(self.stack1.pop())return self.stack2.pop()def peek(self):if not self.stack2:while self.stack1:self.stack2.append(self.stack1.pop())return self.stack2[-1]def empty(self):return len(self.stack1) == 0 and len(self.stack2) == 0 ```五、树1. 习题：给定一个二叉树，判断它是否是高度平衡的。

数据结构习题参考答案一、栈和队列1. 栈是一种具有后进先出（Last In First Out）特性的线性数据结构。

常用方法：- push(x): 将元素x压入栈顶；- pop(): 弹出栈顶元素；- top(): 返回栈顶元素；- isEmpty(): 判断栈是否为空；例题解答：（1）题目描述：使用栈实现队列的功能。

解答：使用两个栈，一个用于入队操作，一个用于出队操作。

入队操作：直接将元素压入入队栈中；出队操作：如果出队栈为空，则将入队栈的元素逐个弹出并压入出队栈，此时出队栈的栈顶元素即为要弹出的元素。

复杂度分析：入队操作的时间复杂度为O(1)，出队操作的平均时间复杂度为O(1)。

（2）题目描述：判断括号序列是否合法，即括号是否完全匹配。

解答：使用栈来处理括号序列，遇到左括号则入栈，遇到右括号则与栈顶元素进行匹配，如果匹配成功则继续处理剩余字符，如果不匹配则判定为非法序列。

算法步骤：- 初始化一个空栈；- 从左到右遍历括号序列，对于每个字符执行以下操作：- 如果是左括号，则将其入栈；- 如果是右括号，则将其与栈顶元素进行匹配：- 如果栈为空，则判定为非法序列；- 如果栈顶元素与当前字符匹配，则将栈顶元素出栈，继续处理剩余字符；- 如果栈顶元素与当前字符不匹配，则判定为非法序列。

- 遍历结束后，如果栈为空，则括号序列合法；否则，括号序列非法。

复杂度分析：时间复杂度为O(n)，其中n为括号序列的长度。

2. 队列是一种具有先进先出（First In First Out）特性的线性数据结构。

常用方法：- enqueue(x): 将元素x入队；- dequeue(): 出队并返回队首元素；- getFront(): 返回队首元素；- isEmpty(): 判断队列是否为空；例题解答：（1）题目描述：使用队列实现栈的功能。

解答：使用两个队列，一个用于入栈操作，一个用于出栈操作。

入栈操作：直接将元素入队入栈队列中；出栈操作：如果出栈队列为空，则将入栈队列的元素逐个出队并入队出栈队列，此时出栈队列的队首元素即为要出栈的元素。

数据结构题库及答案详解一、选择题1. 在数据结构中，线性结构的特点是什么？A. 结构中存在唯一的开始结点和终端结点B. 结构中所有结点的前驱和后继都存在C. 结构中所有结点都只有一个直接前驱和一个直接后继D. 结构中存在多个开始结点和终端结点答案：C2. 栈是一种特殊的线性表，其特点是：A. 先进先出B. 先进后出C. 可以同时在两端进行插入和删除操作D. 只能在一端进行插入和删除操作答案：D3. 在二叉树的遍历算法中，先序遍历的顺序是：A. 先访问根结点，然后遍历左子树，最后遍历右子树B. 先遍历左子树，然后访问根结点，最后遍历右子树C. 先遍历右子树，然后访问根结点，最后遍历左子树D. 先遍历左右子树，最后访问根结点答案：A二、填空题4. 在图的遍历中，______算法可以避免重复访问同一顶点。

5. 哈希表的冲突可以通过______方法来解决。

答案：4. 深度优先搜索（DFS）5. 链地址法或开放地址法三、简答题6. 简述排序算法中的快速排序算法的基本原理。

答案：快速排序算法是一种分治算法，它通过选择一个元素作为“基准”，然后将数组分为两个子数组，一个包含小于基准的元素，另一个包含大于基准的元素。

然后对这两个子数组递归地应用快速排序算法。

7. 解释什么是递归，并给出一个递归函数的例子。

答案：递归是一种在函数中调用自身的编程技术。

递归函数必须有一个明确的终止条件，以避免无限递归。

例如，计算阶乘的递归函数如下：```int factorial(int n) {if (n == 0) return 1; // 终止条件return n * factorial(n - 1); // 递归调用}```四、编程题8. 编写一个函数，实现单链表的反转。

答案：```c// 假设ListNode是链表节点的定义ListNode* reverseList(ListNode* head) {ListNode* prev = NULL;ListNode* curr = head;ListNode* next = NULL;while (curr != NULL) {next = curr->next; // 保存下一个节点curr->next = prev; // 反转指针prev = curr; // 移动prevcurr = next; // 移动curr}return prev; // 新的头节点}```9. 给定一个整数数组，请实现一个函数来找到数组中的最长连续子序列的长度。

第一章作业一、选择题1. 算法的计算量的大小称为计算的（B）。

A．效率 B. 复杂性 C. 现实性 D. 难度2. 算法的时间复杂度取决于（A）A．问题的规模 B. 待处理数据的初态 C. A和B3.计算机算法指的是（C），它必须具备（B）这三个特性。

(1) A．计算方法 B. 排序方法 C. 解决问题的步骤序列 D. 调度方法(2) A．可执行性、可移植性、可扩充性 B. 可执行性、确定性、有穷性C. 确定性、有穷性、稳定性D. 易读性、稳定性、安全性4．一个算法应该是（B）。

A．程序 B．问题求解步骤的描述 C．要满足五个基本特性 D．A和C.5. 下面关于算法说法错误的是（D）A．算法最终必须由计算机程序实现B.为解决某问题的算法同为该问题编写的程序含义是相同的C. 算法的可行性是指指令不能有二义性D. 以上几个都是错误的6. 下面说法错误的是（C）(1）算法原地工作的含义是指不需要任何额外的辅助空间（2）在相同的规模n下，复杂度O(n)的算法在时间上总是优于复杂度O(2n)的算法（3）所谓时间复杂度是指最坏情况下，估算算法执行时间的一个上界（4）同一个算法，实现语言的级别越高，执行效率就越低A．(1) B.(1),(2) C.(1),(4) D.(3)7．从逻辑上可以把数据结构分为（C）两大类。

A．动态结构、静态结构 B．顺序结构、链式结构C．线性结构、非线性结构 D．初等结构、构造型结构8．在下面的程序段中，对x的赋值语句的频度为（D）FOR i:=1 TO n DOFOR j:=1 TO n DOx:=x+1;A． O(2n) B．O(n) C．O(n2) D．O(log2n)9．程序段 FOR i:=n-1 DOWNTO 1 DOFOR j:=1 TO i DOIF A[j]>A[j+1]THEN A[j]与A[j+1]对换；其中 n为正整数，则最后一行的语句频度在最坏情况下是（D）A. O（n）B. O(nlogn)C. O(n3)D. O(n2)二、判断题1. 数据元素是数据的最小单位。

作业1. 线性表编程作业：1．将顺序表逆置，要求用最少的附加空间。

参考答案#include <>#include <>#include <>#define LIST_INIT_SIZE 100#define LISTINCREMENT 10#define TRUE 1#define FALSE 0#define OK 1#define ERROR 0#define INFEASIBLE -1#define OVERFLOW -2typedef int Status;typedef int ElemType;typedef struct{ ElemType *elem;int length;int listsize;}SqList;立单链表 ");printf("2.取元素值 ");printf("3.查找 \n");printf("4.插入 ");printf("5.删除 ");printf("6.显示\n");printf("7.删除大于mink且小于maxk的元素值 ");printf("8.就地升序排序\n");printf("9.就地逆置 ");printf("a.有序表插入 ");printf("q.退出\n");printf("\n请选择操作：");fflush(stdin);scanf("%c",&choice);switch(choice){case '1': printf("请输入单链表中结点个数：");scanf("%d",&n);Create_L2(L,n);break;case '2': printf("请输入元素位序：");scanf("%d",&i);GetElem_L(L,i,e);printf("元素值为：%d\n",e);break;case '3': printf("请输入要查找的元素：");scanf("%d",&e);if(dlbcz(L,e))printf("查找成功！");elseprintf("查找失败。

数据结构作业答案单选题1、下列关于算法的基本特征，说法不正确的是（）。

能行性是算法中的每一个步骤必须能够实现且能达到预期的目的。

算法的确定性是指算法中的每一个步骤必须是有明确的定义，不允许模棱两可。

算法的有穷性是指算法必须能在有限的时间内做完。

算法与提供情报无关。

[D] 教师批改：D2、算法的时间复杂度取决于（）。

问题的规模待处理的数据的初态问题的难度 A 和 B[D] 教师批改：D3、下列选项中，不是算法基本特征的是（）。

可行性有穷性确定性高效率[D] 教师批改：D4、通常一个好的算法应达到的目标中，不包括（）。

正确性可读性技巧性健壮性[C] 教师批改：C5、在一般的计算机系统中，基本的运算和操作不包括（）。

语法处理算术运算关系运算数据传输[A] 教师批改：A6、工程上常用的分治法是（）。

列举法归纳法减半递推技术回溯法[C] 教师批改：C多选题7、算法设计的要求包括（）。

正确性可读性健壮性唯一性[ABC] 教师批改：A，B，C8、算法的时间复杂度应该与（）无关。

所使用的计算机程序设计语言基本运算的执行次数程序编制者[ABD] 教师批改：A，B，D9、下列关于算法的描述中，不正确的有（）。

算法即是计算机程序算法是解决问题的计算方法算法是排序方法算法是解决问题的有限运算序列[ABC] 教师批改：A，B，C填空题16、所谓算法是指（）。

教师批改：解题方案的准确而完整的描述17、算法的基本特征有（）、（）、（）和（）教师批改：能行性、确定性、有穷性和拥有足够的情报。

18、一个算法通常由两种基本要素组成，它们是（）和（）。

教师批改：算法中对数据的运算和操作。

算法的控制结构。

19、工程上常用的几种算法设计方法有列举法、（）、（）、（）、（）和回溯法。

教师批改：归纳法、递推、递归、减半递推技术。

20、算法的复杂度主要包括（）复杂度和（）复杂度。

教师批改：时间、空间综合题21、设给定3个整数a，b，c，试写出寻找这3个整数的中数的算法；并分析在平均情况与最坏情况下，该算法分别要做多少次比较？寻找这3个整数的中数的算法用C语言描述如下（中数m由函数值返回）：int mid ( int a, int b, int c){ int m ; m=a ;if ( m>=b ) { if (m>=c) { if ( b>=c ) m=b ; else m=c ; } }else { if ( m<=c) { if (b>=c) m=c; else m=b ; } }return ( m ) ;}假设a，b，c中的每一个数为中数的概率相等（均为1/3）。

数据结构试题及答案(10套最新)数据结构试题及答案(10套最新)第一套试题：问题一：什么是数据结构？数据结构的作用是什么？回答：数据结构是一种组织和存储数据的方式，它关注数据元素之间的关系以及对数据元素的操作。

数据结构的作用包括提供高效的数据存储和访问方式，减少资源消耗，简化问题的解决方法，提高算法的性能和程序的可读性。

问题二：请列举几种常见的线性数据结构，并简要介绍它们的特点。

回答：常见的线性数据结构包括数组、链表和栈。

数组是一种连续存储数据元素的结构，具有随机访问的特点；链表是一种通过指针相连的数据元素，可以灵活地插入和删除元素；栈是一种遵循先进后出原则的数据结构，常用于解决递归问题。

问题三：请说明二叉树的定义及其性质。

回答：二叉树是一种特殊的树形数据结构，每个节点最多有两个子节点。

二叉树具有以下性质：每个节点最多有两个子节点，分别称为左子节点和右子节点；左子树和右子树都是二叉树；二叉树的节点个数为n，边的个数为n-1。

问题四：在数组中查找一个元素的时间复杂度是多少？为什么？回答：在数组中查找一个元素的时间复杂度是O(n)，其中n是数组的长度。

因为在数组中查找元素需要按照索引一个一个比较，最坏情况下需要比较n次才能找到目标元素。

问题五：请解释堆排序算法的原理及时间复杂度。

回答：堆排序算法利用堆这种数据结构进行排序。

首先将待排序的元素构建成一个大顶堆，然后将堆顶元素与最后一个元素交换，继续调整堆，再取出堆顶元素与倒数第二个元素交换，依次执行，最后得到从小到大排序的序列。

堆排序的时间复杂度为O(nlogn)。

第二套试题：问题一：请解释图的邻接矩阵和邻接表表示法。

回答：图的邻接矩阵表示法是使用二维数组来表示图的连接关系，数组中的元素表示相应节点之间的边的关系。

邻接表表示法使用链表来表示图的连接关系，链表中的元素表示相邻节点之间的边的关系。

问题二：请说明深度优先搜索算法的原理及其应用。

回答：深度优先搜索（DFS）算法是一种遍历或搜索图的算法，其原理是从起始节点开始，依次深入到尽可能远的节点，直到无法继续深入为止，然后回溯到上一个节点，再继续深入其他未访问过的节点。

《数据结构》课后参考答案第一题：1. 什么是数据结构？数据结构是一种组织和存储数据的方式，它涉及到数据的逻辑关系、数据元素之间的操作和存储方式等。

数据结构可以帮助我们更有效地组织和管理数据，提高程序的运行效率。

第二题：2. 请简述线性表和链表的区别。

线性表是一种线性结构，其中的数据元素按照线性的顺序排列。

线性表可以使用数组实现，也可以使用链表实现。

链表是一种动态数据结构，它通过节点之间的指针连接来存储数据元素。

主要区别：- 存储方式：线性表使用静态的连续内存空间存储，而链表使用动态的节点存储，并通过指针连接节点。

- 插入和删除操作：线性表需要移动数组中的元素，而链表只需要修改指针指向即可。

- 访问效率：线性表可以通过下标直接访问元素，访问效率高；链表需要从头节点开始逐个遍历，访问效率较低。

第三题：3. 请描述栈和队列的特点及其应用场景。

栈和队列都是常用的线性数据结构，它们在不同的场景中有着不同的特点和应用。

栈的特点：- 先进后出（LIFO）的数据结构。

- 只能在栈顶进行插入和删除操作。

- 用途广泛，如函数调用、表达式求值、计算机内存的管理等。

队列的特点：- 先进先出（FIFO）的数据结构。

- 可以在队尾插入元素，在队头删除元素。

- 用途广泛，如任务调度、消息传递、广度优先搜索等。

第四题：4. 请简述树和图的区别以及它们的应用场景。

树和图都是常用的非线性数据结构，它们之间有着一些区别和各自的应用场景。

树的特点：- 由节点和边组成的层次结构。

- 每个节点最多有一个父节点和多个子节点。

- 常用的树结构有二叉树、平衡二叉树、B树等。

- 应用场景包括文件系统、数据库索引等。

图的特点：- 由节点和边组成的非线性结构。

- 节点之间的关系可以是任意的。

- 常用的图结构有有向图、无向图、加权图等。

- 应用场景包括社交网络、路由算法、拓扑排序等。

综上所述，数据结构是计算机科学的重要基础，它为我们解决实际问题提供了有力的工具和方法。