数据结构习题

 

2.4程序设计题1.设顺序表va中的数据元素递增有序。试设计一个算法,将x插入到顺序表的适当位置上,以保持该表的有序性。

voidInsert_SqList(SqListva,intx)/*把x插入递增有序表va中*/{inti;if(va.length>MAXSIZE)return;for(i=va.length-1;va.elem[i]>x&&i>=0;i--)va.elem[i+1]=va.elem[i];va.elem[i+1]=x;va.length++;}/*Insert_SqList*/2.设A=(a1,a2,…,am)和B=(b1,b2,…,bn)均为顺序表,试设计一个比较A,B大小的算法(请注意:在算法中,不要破坏原表A和B)。

【算法分析】比较顺序表A和B,并用返回值表示结果,值为1,表示A>B;值为-1,表示A<B;值为0,表示A=B。

1)当两个顺序表可以互相比较时,若对应元素不等,则返回值为1或-1;2)当两个顺序表可以互相比较的部分完全相同时,若表长也相同,则返回值为0;否则,哪个较长,哪个就较大

【算法源代码】intListComp(SqListA,SqListB)

{for(i=1;i<=A.length&&i<=B.length;i++)if(A.elem[i]!=B.elem[i])returnA.elem[i]>B.elem[i]?1:-1;if(A.length==B.length)return0;returnA.length>B.length?1:-1;/*当两个顺序表可以互相比较的部分完全相同时,哪个较长,哪个就较大*/}/*ListComp*/3.已知指针ha和hb分别指向两个单链表的头结点,并且已知两个链表的长度分别为m和n。试

设计一个算法将这两个链表连接在一起(即令其中一个表的首元结点连在另一个表的最后一个结点之后),假设指针hc指向连接后的链表的头结点,并要求算法以尽可能短的时间完成连接运算。

【算法分析】1)单链表ha的头结点作为连接后的链表的头结点,即hc=ha;

2)查找单链表ha的最后一个结点,由指针p指向,即p->next==NULL;3)将单链表hb的首元结点(非头结点)连接在p之后,即p->next=hb->next;4)回收单链表hb的头结点空间

【算法源代码】voidListConcat(LinkListha,LinkListhb,LinkList*hc)/*把链表hb接在ha后面形成链表hc*/

{*hc=ha;p=ha;/*由指针p指向ha的尾元结点*/p=p->next;p->next=hb->next;free(hb);}/*ListConcat*/4.试设计一个算法,在无头结点的动态单链表上实现线性表操作INSERT(L,i,b),并和在带

头结点的动态单链表上实现相同操作的算法进行比较。【算法分析】1)生成新结点存放元素b,由指针new指向;

2)将new插入在单链表的第i个元素的位置上:若i==1,new插在链表首部;否则查找第i-1个结点,由指针p指向,然后将new插在p之后。【算法源代码】voidInsert(LinkList*L,inti,intb)

{LinkListnew;new=(LinkList*)malloc(sizeof(LNode));new->data=b;if(i==1){/*插入在链表头部*/New->next=*L;

·2·数据结构期末习题复习

}else{/*插入在第i个元素的位置*/p=*L;while(--i>1)p=p->next;new->next=p->next;p->next=new;}}/*Insert*/5.已知线性表中的元素以值递增有序排列,并以单链表作存储结构。试设计一个高效的算法,删

除表中所有值大于mink且小于maxk的元素(若表中存在这样的元素),同时释放被删结点空间(注意:mink和maxk是给定的两个参变量。它们的值可以和表中的元素相同,也可以不同)。

【算法分析】1)查找最后一个不大于mink的元素结点,由指针p指向;

2)如果还有比mink更大的元素,查找第一个不小于maxk的元素,由指针q指向;3)p->next=q,即删除表中所有值大于mink且小于maxk的元素。

【算法源代码】voidDelete_Between(LinkList*L,intmink,intmaxk)

{p=*L;while(p->next->data<=mink)p=p->next;/*p是最后一个不大于mink的元素*/if(p->next)/*如果还有比mink更大的元素*/{q=p->next;while(q->data<maxk)q=q->next;/*q是第一个不小于maxk的元素*/p->next=q;}}/*Delete_Between*/6.已知线性表中的元素以值递增有序排列,并以单链表作存储结构。试设计一个高效的算法,删

除表中所有值相同的多余元素(使得操作后的线性表中所有元素的值均不相同),同时释放被删结点空间。

【算法分析】1)初始化指针p和q,分别指向链表中相邻的两个元素;

2)当p->next不为空时,做如下处理:

①若相邻两元素不相等时,p和q都向后推一步;

②否则,当相邻元素相等时,删除多余元素。

【算法源代码】voidDelete_Equal(LinkList*L)

{p=(*L)->next;q=p->next;/*p和q指向相邻的两个元素*/while(p->next){if(p->data!=q->data)/*若相邻两元素不相等时,p和q都向后推一步*/{p=p->next;q=p->next;}else{while(q->data==p->data)/*当相邻元素相等时删除多余元素*/{r=q;q=q->next;free(r);}p->next=q;p=q;q=p->next;*L=new;

第2部分习题解析·3·

}/*else*/}/*while*/}/*Delete_Equal*/7.试设计一个算法,对带头结点的单链表实现就地逆置。

【算法分析】1)空表或长度为1的表,不做任何处理;

2)表长大于2时,做如下处理:

①首先将整个链表一分为二,即从链表的第一元素结点处断开;

②逐个地把剩余链表的当前元素q插入到链表的头部。

【算法源代码】voidLinkList_reverse(LinkListL)

{if(!L->next||!L->next->next)return;p=L->next;q=p->next;s=q->next;p->next=NULL;/*从链表的第一元素结点处断开*/while(s->next){q->next=p;p=q;q=s;s=s->next;/*把L的元素逐个插入新表表头*/}q->next=p;s->next=q;L->next=s;}/*LinkList_reverse*/8.设线性表A=(a1,a2,…,am)和B=(b1,b2,…,bn),试设计一个按下列规则合并A,B

为线性表C的算法,即使得

C=(a1,b1,…,am,bm,bm+1,…,bn)当m≤n时;

或者

C=(a1,b1,…,an,bn,an+1,…,am)当m>n时。

线性表A,B和C均以单链表作存储结构,且C表利用A表和B表中的结点空间构成。注意:单链表的长度值m和n均未显式存储。【算法分析】1)初始化指针p指向链表A的当前元素,指针q指向链表B的当前元素;

2)当链表A和B均为结束时,做如下处理:

①将B的元素插入

②若A非空,将A的元素插入

③指针p和q同时后移

【算法源代码】voidmerge1(LinkListA,LinkListB,LinkList*C)

{p=A->next;q=B->next;*C=A;while(p&&q){s=p->next;p->next=q;/*将B的元素插入*/if(s){t=q->next;q->next=s;/*若A非空,将A的元素插入*/}p=s;q=t;/*指针p和q同时后移*/}/*while*/}/*merge1*/9.假设有两个按元素值递增有序排列的线性表A和B,均以单链表作存储结构,请设计一个算法

将A表和B表归并成一个按元素值递减有序(即非递增有序,允许表中含有值相同的元素)排列的线性表C,并要求利用原表(即A表和B表)的结点空间构造C表。

【算法分析】按从小到大的顺序依次把A和B的元素插入新表的头部pc处,最后处理A或B的剩余元素。

【算法源代码】voidreverse_merge(LinkListA,LinkListB,LinkList*C)

{LinkListpa,pb,pre;pa=A->next;pb=B->next;/*pa和pb分别指向A和B的当前元素*/

·4·数据结构期末习题复习

pre=NULL;while(pa||pb){if(pa->data<pb->data||!pb)/*将A的元素插入新表*/{pc=pa;q=pa->next;pa->next=pre;pa=q;}else/*将B的元素插入新表*/{pc=pb;q=pb->next;pb->next=pre;pb=q;}pre=pc;}*C=A;A->next=pc;/*构造新表头*/}/*reverse_merge*/10.已知A,B和C为三个递增有序的线性表,现要求对A表作如下操作:删去那些既在B表中

出现又在C表中出现的元素。试对顺序表编写实现上述操作的算法,并分析你的算法的时间复杂度(注意:题中没有特别指明同一表中的元素值各不相同)。

【算法分析】先从B和C中找出共有元素,记为same,再在A中从当前位置开始,凡小于same的元素均保留(存到新的位置),等于same的就跳过,到大于same时就再找下一个same。

【算法源代码】voidSqList_Intersect_Delete(SqList*A,SqListB,SqListC)

{i=0;j=0;k=0;m=0;/*i指示A中元素原来的位置,m为移动后的位置*/while(i<(*A).length&&j<B.length&&k<C.length){if(B.elem[j]<C.elem[k])j++;elseif(B.elem[j]>C.elem[k])k++;else{same=B.elem[j];/*找到了相同元素same*/while(B.elem[j]==same)j++;while(C.elem[k]==same)k++;/*j和k后移到新的元素*/while(i<(*A).length&&(*A).elem[i]<same)(*A).elem[m++]=(*A).elem[i++];/*需保留的元素移动到新位置*/while(i<(*A).length&&(*A).elem[i]==same)i++;/*跳过相同的元素*/}}/*while*/while(i<(*A).length)(*A).elem[m++]=(*A).elem[i++];/*A的剩余元素重新存储*/(*A).length=m;}/*SqList_Intersect_Delete*/11.设L为单链表的头结点地址,其数据结点的数据都是正整数且无相同的,试设计利用直接插入

的原则把该链表整理成数据递增的有序单链表的算法.【算法分析】本题明确指出单链表带头结点,其结点数据是正整数且不相同,要求利用直接插入原则把链表整理成递增有序链表。这就要求从第二结点开始,将各结点依次插入到有序链表中。

【算法源代码】voidInsertSort(LinkListla)

{if(la->next!=NULL)/*链表不为空表*/{p=la->next->next;/*p指向第一结点的后继*/la->next->next=NULL;/*直接插入原则认为第一元素有序,然后从第二元素起依次插入*/while(p!=NULL){r=p->next;/*暂存p的后继*/q=la;while(q->next!=NULL&&q->next->data<p->data)q=q->next;/*查找插入位置*/p->next=q->next;/*将p结点链入链表*/q->next=p;p=r;

第2部分习题解析·5·

}12.设有一个双向循环链表,每个结点中除有prior,data和next三个域外,还增设了一个访问频

度域freq。在链表被起用之前,频度域freq的值均初始化为零,而每当对链表进行一次LOCATE(L,X)的操作后,被访问的结点(元素值等于X的结点)中的频度域freq的值便增1,同时调整链表中结点之间的次序,使其按访问频度非递增的次序顺序排列,以便始终保持被频繁访问的结点总是靠近表头结点。试编写符合上述要求的LOCATE操作的算法。【算法分析】

1)在双向链表中查找数据值为x的结点,由指针p指向,若找不到,直接返回,否则执行第2步;

2)修改x结点的访问频度freq,并将结点从链表上摘下;3)顺结点的前驱链查找该结点的位置,即找到一个结点的访问频度大于x结点的访问频度,由指针q指向;若q和p不是相邻结点,调整位置,把p插在q之后。【算法源代码】DuLNode*Locate_DuList(DuLinkList*L,intx){p=(*L)->next;while(p.data!=x&&p!=(*L))p=p->next;if(p==(*L))returnNULL;/*没找到x结点*/p->freq++;p->pre->next=p->next;p->next->pre=p->pre;/*将x结点从链表上摘下*/q=p->pre;while(q->freq<=p->freq&&p!=(*L))q=q->pre;/*查找插入位置*/if(q!=p->pre)/*将x结点插入*/{q->next->pre=p;p->next=q->next;q->next=p;p->pre=q;/*调整位置*/}returnp;}/*Locate_DuList*/13.已知三个带头结点的线性链表A、B和C中的结点均依元素值自小至大非递减排列(可能存在两个以上值相同的结点),编写算法对A表进行如下操作:使操作后的链表A中仅留下三个表中均包含的数据元素的结点,且没有值相同的结点,并释放所有无用结点。限定算法的时间复杂度为O(m+n+p),其中m、n和p分别为三个表的长度。

【算法分析】留下三个链表中公共数据,首先查找两表A和B中公共数据,再去C中找有无该数据。要消除重复元素,应记住前驱,要求时间复杂度O(m+n+p),在查找每个链表时,指针不能回溯。

【算法源代码】LinkListCommon(LinkListA,LinkListB,LinkListC)

{pa=A->next;pb=B->next;pc=C->next;/*pa,pb和pc是工作指针*/pre=A;while(pa&&pb&&pc)/*当三表均不空时,查找共同元素*/{while(pa&&pb)if(pa->data<pb->data)/*处理pa结点,后移指针*/{u=pa;pa=pa->next;free(u);}elseif(pa->data>pb->data)pb=pb->next;elseif(pa&&pb)/*处理A和B表元素值相等的结点*/{while(pc&&pc->data<pa->data)pc=pc->next;if(pc){if(pc->data>pa->data)/*处理pa结点,后移指针*/{u=pa;pa=pa->next;free(u);}else{if(pre==A)/*结果表中第一个结点*/{pre->next=pa;pre=pa;pa=pa->next}elseif(pre->data==pa->data)/*重复结点不链入A表*/{u=pa;pa=pa->next;free(u);}

·6·数据结构期末习题复习

}14.设head为一单链表的头指针,单链表的每个结点由一个整数域data和指针域next组成,整数

在单链表中是无序的。编一函数,将head链中结点分成一个奇数链和一个偶数链,分别由p,q指向,每个链中的数据按由小到大排列。程序中不得使用malloc申请空间。【算法分析】本题要求将一个链表分解成两个链表,两个链表都要有序,两链表建立过程中不得使用malloc申请空间,这就是要利用原链表空间,随着原链表的分解,新建链表随之排序。

【算法源代码】discreat(LinkListp,LinkListq,LinkListhead)

{p=NULL;q=NULL;/*p和q链表初始化为空表*/s=head;while(s!=NULL){r=s->next;/*暂存s的后继*/if(s->data%2==0)/*处理偶数*/if(p==NULL){p=s;p->next=NULL;}/*第一个偶数结点*/else{pre=p;if(pre->data>s->data){s->next=pre;p=s;}/*插入当前最小值结点*/else{while(pre->next!=NULL)if(pre->next->data<s->data)pre=pre->next;/*查找插入位置*/s->next=pre->next;/*链入结点*/pre->next=s;}}else/*处理奇数链if(q==NULL){q=s;q->next=NULL;}/*第一奇数结点*/else{pre=q;if(pre->data>s->data){s->next=pre;q=s;}/*修改头指针*/else{while(pre->next!=NULL)/*查找插入位置*/if(pre->next->data<s->data)pre=pre->next;s->next=pre->next;/*链入结点*/pre->next=s;}}/*结束奇数链结点*/s=r;/*s指向新的待排序结点*/}}}elseif(pa==NULL)pre->next=NULL;/*若A表已结束,置A表表尾*/else/*处理原A表未到尾而B或C到尾的情况*/{pre->next=NULL;/*置A表表尾标记*/while(pa!=NULL)/*删除原A表剩余元素。*/{u=pa;pa=pa->next;free(u);}}{pre->next=pa;pre=pa;pa=pa->next;}/*将新结点链入A表*/pb=pb->next;pc=pc->next;/*链表的工作指针后移*/}else

第2部分习题解析·7·

3.5程序设计题1.设表达式以字符形式已存入数组E[n]中,‘#’为表达式的结束符,试写出判断表达式中括号(‘(’和‘)’)是否配对的C语言描述算法:EXYX(E);(注:算法中可调用栈操作的基本算法。)

【算法分析】判断表达式中括号是否匹配,可通过栈,简单说是左括号时进栈,右括号时退栈。退栈时,若栈顶元素是左括号,则新读入的右括号与栈顶左括号就可消去。如此下去,输入表达式结束时,栈为空则正确,否则括号不匹配。

【算法源代码】intEXYX(charE[]){

/*E[]存放字符串表达式,以‘#’结束*/chars[30];/*s是一维数组,容量足够大,用作存放括号的栈*/inttop=0,i;/*top用作栈顶指针*/s[top]='#';/*‘#’先入栈,用于和表达式结束符号‘#’匹配*/i=0;/*字符数组E的工作指针*/while(E[i]!='#')/*逐字符处理字符表达式的数组*/switch(E[i]){case'(':s[++top]='(';i++;break;case')':if(s[top]=='('){top--;i++;break;}else{printf("括号不配对");exit(0);}case'#':if(s[top]=='#'){printf("括号配对\n");return(1);}else{printf("括号不配对\n");return(0);}/*括号不配对*/default:i++;/*读入其它字符,不作处理*/}}/*算法结束*/2.假设以带头结点的循环链表表示队列,并且只设一个指针指向队尾结点,但不设头指针,请写

出相应的入队列和出队列算法。

【算法分析】

根据队列的先进先出的性质,队列的入队操作在队尾进行,出队操作在队头进行。而题目所采用的数据结构是只设一个尾指针的循环链表。我们可以根据循环链表的特点找到头指针。

【算法源代码1】

voidEnQueue(LinkListrear,ElemTypex)/*rear是带头结点的循环链队列的尾指针,本算法将元素x插入到队尾*/{s=(LinkList)malloc(sizeof(LNode));/*申请结点空间*/s->data=x;s->next=rear->next;/*将s结点链入队尾*/rear->next=s;rear=s;/*rear指向新队尾*/}

【算法源代码2】

voidDeQueue(LinkListrear)/*rear是带头结点的循环链队列的尾指针,本算法执行出队操作,操作成功输出队头元

素;否则给出出错信息*/

{if(rear->next==rear){printf("队空\n");exit(0);}s=rear->next->next;/*s指向队头元素*/rear->next->next=s->next;/*队头元素出队*/printf("出队元素是:%d",s->data);if(s==rear)rear=rear->next;/*空队列*/free(s);}3.设整数序列a1,a2,…,an,给出求解最大值的递归程序。

【算法分析】根据题意,本题的函数定义为:

a[1]n=1

·8·数据结构期末习题复习

maxvalue(a,n)=a[n]a[n]>maxvalue(a,n-1)maxvalue(a,n-1)a[n]<maxvalue(a,n-1)

【算法源代码】

intMaxValue(inta[],intn)/*设整数序列存于数组a中,共有n个,本算法求解其最大值*/{intmax;if(n==1)max=a[1];elseif(a[n]>MaxValue(a,n-1))max=a[n];elsemax=MaxValue(a,n-1);return(max);}4.试将下列递归函数改写为非递归函数。voidtest(int*sum){intx;scanf("%d",&x);if(x==0)*sum=0;else{test(&sum);(*sum)+=x;}printf("%5d",*sum);}

【算法分析】该函数是以读入数据的顺序为相反顺序进行累加问题,可将读入数据放入栈中,等输入结束时,将栈中数据退出进行累加。累加的初值为0。【算法源代码】inttest()

{intx,sum=0,top=0,s[30];scanf("%d",&x);while(x!=0){s[++top]=a;scanf("%d",&x);}printf("%5d",sum);while(top){sum+=s[top--];printf("%5d",sum);}}5.编写一个算法,利用栈的基本运算将指定栈中的内容进行逆转。

【算法分析】利用两个临时栈s1和s2。先将s栈中的内容移到s1栈中,再将s1栈中的内容移到s2栈中,最后将s2栈中的内容移到s栈中,即可实现。【算法源代码】reverse(SqStack*s){SqStack*s1,*s2;/*s,s1,s2均为栈类型ElemTypex;/*栈中元素的类型,用于存储从栈中取出元素的临时变量*/initstack(s1);/*栈的初始化*/initstack(s2);while(!stackempty(s))/*如果栈不空,将s栈中的内容移到s1栈中*/{pop(s,x);/*取栈顶元素放入变量x中*/push(s1,x);/*将变量x入栈*/}while(!stackempty(s1))/*如果栈不空,将s1栈中的内容移到s2栈中*/{pop(s1,x);push(s2,x);}while(!stackempty(s2))/*如果栈不空,将s2栈中的内容移到s栈中*/{pop(s2,x);push(s,x);}}

第2部分习题解析·9·

6.假设循环队列中只设rear和length来分别指示队尾元素的位置和队中元素的个数,试给出判别此循环队列的队满条件,并写出相应的入队和出队算法,要求出队时需返回队头元素。

【算法分析】该题的关键问题是如何确定头指针,根据为指针rear和元素个数length很容易确定头指针。front=(rear-length+MAXSIZE)%MAXSIZE

【算法源代码】#defineMAXQSIZE100//最大队列长度

typedefintElemType;typedefstruct{ElemTypedata[MAXSIZE];//队列存储空间intrear;//尾指针,若队列不空,指向队列尾元素intlength;//队列内含元素的个数}CyQueue;intFullQueue(CyQueue*Q){/*判队满,队中元素个数等于空间大小*/returnQ->length==Maxsize;}voidEnQueue(CyQueue*Q,ElemTypex){/*入队if(FullQueue(Q)){printf("队已满,无法入队");return;}*/Q->Data[Q->rear]=x;Q->rear=(Q->rear+1)%MAXSIZE/*在循环意义上的加1*/Q->length++;}ElemTypeDeQueue(CyQueue*Q){/*出队*/intfront;/*设一个临时队头指针*/if(Q->length==0)Error("队已空,无元素可出队");front=(Q->rear+MAXSIZE-Q->length)%MAXSIZE;Q->length--;returnQ->Data[front];}7.一个双向栈S是在同一向量空间内实现的两个栈,它们的栈底分别设在向量空间的两端。试为

此双向栈设计初始化InitStack(S)、入栈Push(S,i,x)和出栈Pop(S,i)等算法,其中i为0或1,用以表示栈号。

【算法分析双向栈其实和单向栈原理相同,只是在一个向量空间内,好比是两个头对头的栈放在一起,中间的空间可以充分利用。

【算法源代码】voidInitStack(DuStack*S)/*初始化双向栈*/

{S->top[0]=-1;S->top[1]=STACKSIZE;}intEmptyStack(DuStack*S,inti)/*判栈空(栈号i)*/{return(i==0&&S->top[0]==-1||i==1&&S->top[1]==STACKSIZE);}intFullStack(DuStack*S)/*判栈满,满时肯定两头相遇*/{return(S->top[0]==S-top1-1);}voidPush(DuStack*S,inti,ElemTypex)/*进栈(栈号i)*/

·10·数据结构期末习题复习

{if(FullStack(S))Error("Stackoverflow");/*上溢、退出运行*/if(i==0)S->Data[++S->top0]=x;/*栈0入栈*/if(i==1)S->Data[--S->top[1]]=x;/*栈1入栈*/}ElemTypePop(DuStack*S,inti)/*出栈(栈号i)*/{if(EmptyStack(S,i))Error("Stackunderflow");/*下溢退出*/if(i==0)return(S->Data[S->top0--]);/*返回栈顶元素,指针值减1*/if(i==1)return(S->Data[S->top[1]++]);/*该栈是以另一端为底的,所以指针加1*/}8.回文是指正读反读均相同的字符序列,如"abba"和"abdba"均是回文,但"good"不是回文。设计

一个算法判定给定的字符向量是否为回文。(提示:将一半字符入栈)

【算法源代码】voidsympthy(LinkListhead,stack*s)/*判断长为n的字符串是否中心对称*/

{inti=1;LinkListp=head->next;while(i<=n/2)/*前一半字符进栈*/{push(s,p->data);p=p->next;}if(n%2!==0)p=p->next;/*奇数个结点时跳过中心结点*/while(p&&p->data==pop(s))p=p->next;if(p==NULL)printf("链表中心对称");elseprintf("链表不是中心对称");}/*算法结束*/9.用标志位方式设计出在循环队列中进行插入和删除运算的算法。

【算法分析】

可引入标志位flag,且规定当flag=0时表示队列空,当flag=1时表示队列非空。同时设front,rear和MAXSIZE分别为队头指针,队尾指针和队列的长度。其中,队头指针指向队头元素所在的实际存储单元的前一个位置,队尾指针指向队尾元素所在的位置。从而可得队满的条件是:(rear==front)&&(flag==1)

【算法源代码】intflag;/*设置全局变量flag作为标志位*/

enqueue(SqQueue*sq,ElemTypex){/*将x插入循环队列sq中,sq具有队头和队尾指针*/if((flag==1)&&(sq->rear==sq->front))/*判断队满*/printf("queueisfull!\n");else{sq->rear=(sq->rear+1)%MAXSIZE;sq->data[sq->rear]=x;}if(flag==0)flag=1;}ElemTypedequeue(SqQueue*sq)/*删除队列sq的队头元素,并返回该元素*/{ElemTypex;if(flag==0)printf("queueisempty!\n");/*判断队空*/else{sq->front=(sq->front+1)%MAXSIZE;x=sq->data[sq->front];

第2部分习题解析·11·

}if(sq->front==sq->rear)flag=0;returnx;}

第4章串

4.5算法设计题1.设s、t为两个字符串,分别放在两个一维数组中,m、n分别为其长度,判断t是否为s的子串。如果是,输出子串所在位置(第一个字符),否则输出0。

【算法分析】判断字符串t是否是字符串s的子串,称为串的模式匹配,其基本思想是对串s和t各设一个指针i和j,i的值域是0..m-n,j的值域是0..n-1。初始值i和j均为0。模式匹配从s0和t0开始,若s0==t0,则i和j指针增加1,若在某个位置si!=tj,则主串指针i回溯到i=i-j+1,j仍从0开始,进行下一轮的比较,直到匹配成功(j>n-1),返回子串在主串的位置(i-j)。否则,当i>m-n则为匹配失败。【算法源代码】

intindex(chars[],chart[],intm,intn){inti=0,j=0;while(i<=m-n&&j<=n-1)if(s[i]==t[j]){i++;j++;}/*对应字符相等,指针后移*/else{i=i-j+1;j=0;}/*对应字符不相等,i回溯,j仍为0*/if(i<=m-n&&j==n){printf("t在s串中位置是%d",i-n+1);return(i-n+1);}/*匹配成功*/elsereturn(0);/*匹配失败*/}2.函数voidinsert(char*s,char*t,intpos)将字符串t插入到字符串s中,插入位置为pos。请用c语言

实现该函数。假设分配给字符串s的空间足够让字符串t插入。(说明:不得使用任何库函数)

【算法分析】本题是字符串的插入问题,要求在字符串s的pos位置,插入字符串t。首先应查找字符串s的pos位置,将第pos个字符到字符串s尾的子串向后移动字符串t的长度,然后将字符串t复制到字符串s的第pos位置后。

对插入位置pos要验证其合法性,小于1或大于串s的长度均为非法,因题目假设给字符串s的空间足够大,故对插入不必判溢出。

【算法源代码】voidinsert(char*s,char*t,intpos)/*将字符串t插入字符串s的第pos个位置*/

{inti=1,x=0,j;char*p=s,*q=t;/*p,q分别为字符串s和t的工作指针*/if(pos<1){printf("pos参数位置非法\n");exit(0);}while(*p!='\0'&&i<pos){p++;i++;}/*查pos位置*/if(*p=='/0'){printf("%d位置大于字符串s的长度",pos);exit(0);}else/*查找字符串的尾*/while(*p!='/0'){p++;i++;}/*查到尾时,i为字符'\0'的下标,p也指向'\0'*/while(*q!='\0'){q++;x++;}/*查找字符串t的长度x,循环结束时q指向'\0'*/for(j=i;j>=pos;j--){*(p+x)=*p;p--;}/*串s的pos后的子串右移,空出串t的位置*/q--;/*指针q回退到串t的最后一个字符for(j=1;j<=x;j++)*p--=*q--;/*将t串插入到s的pos位置上*/}

·12·数据结构期末习题复习

3.设计一个算法,统计在输入字符串中各个不同字符出现的频度。(字符串中的合法字符为'A'-'Z'这26个字母和'0'-'9'这10个数字)。

【算法分析】由于字母共26个,加上数字符号10个共36个,所以设一长36的整型数组,前10个分量存放数字字符出现的次数,余下存放字母出现的次数。从字符串中读出数字字符时,字符的ASCII代码值减去数字字符'0'的ASCII代码值,得出其数值(0..9),字母的ASCII代码值减去字符'A'的ASCII代码值加上10,存入其数组的对应下标分量中。遇其它符号不作处理,直至输入字符串结束。

【算法源代码】voidCount()

/*统计输入字符串中数字字符和字母字符的个数*/{inti,num[36];charch;for(i=0;i<36;i++)num[i]=0;/*初始化*/while((ch=getchar())!='#')/*‘#’表示输入字符串结束*/if(('0'<=ch)&&(ch<='9')){i=ch-'0';num[i]++;}/*数字字符*/elseif(('A'<=ch)&&(ch<='Z')){i=ch-'A'+10;num[i]++;}/*字母字符*/for(i=0;i<10;i++)/*输出数字字符的个数*/printf("数字%d的个数=%d\n",i,num[i]);for(i=10;i<36;i++)/*求出字母字符的个数*/printf("字母字符%c的个数=%d\n",i+55,num[i]);}/*算法结束*/4.若S和T是用结点大小为1的单链表存储的两个串,试设计一个算法找出S中第一个不在T中

出现的字符。

【算法分析】查找过程是这样的,取S中的一个字符(结点),然后和T中所有的字符一一比较,直到比完仍没有相同的字符时,查找过程结束,否则再取S中下一个字符,重新进行上述过程。

【算法源代码】charSearchNo(LinkStringS,LinkStringT)/*查找不在T中出现的字符*/

{LinkStringp,q;p=S;q=T;while(p){/*取S中结点字符*/while(q&&p->data!=q->data)/*进行字符比较*/q->next;if(q==NULL)returnp->data;/*找到并返回字符值*/q=T;/*指针恢复串T的开始结点*/p=p->next;}printf("there'snosuchcharacter.");returnNULL;}

5.如果一个字符串的一个子串(其长度大于1)的各个字符均相同,则称之为等值子串。试设计一个算法,输入字符串s,以“!”作为结束标志。如果串s中不存在等值子串,则输出信息“无等值子串”,否则求出(输出)一个长度最大的等值子串。

【算法分析】用字符数组s接受用户输入的字符串。设head指向当前发现的最长等值子串的串头,max记录此子串的长度。对s进行扫描,若发现新的等值子串,用count变量统计其长度,若他的长度大于原有的max,则对head和max进行更新。重复上述过程直到s末尾。【算法源代码】

#defineMAXSIZE100{inti,j,k,head,max,count;chars[MAXSIZE];

第2部分习题解析·13·

printf("输入字符串:");k=0;scanf("%c",&s[k]);while(s[k]!='!')scanf("%d",&s[++k]);i=0,j=1,head=0,max=1;for(;s[i]!='!'&&s[j]!='!';i=j,j++){count=1;while(s[i]==s[j]){j++;count++;}if(count>max){head=i;max=count;}}if(max>1){printf("最大等值子串:");for(k=head;k<(head+max);k++)printf("%c",s[k]);}elseprintf("无等值子串");printf("\n");}6.采用顺序存储结构存储的串,编写一个程序,将两个字符串进行比较,若s>t时返回1,s=t时

返回0,s<t时返回-1。不能用strcmp库函数。

【算法分析】从两个字符串的第一个字符开始逐个进行比较(按字符的ASCII码大小比较),直到出现不同的字符或遇到'\0'为止。如果全部字符都相同,就认为两个字符串相等,返回0。若出现了不相同的字符,则以第一个不相同的字符的比较结果为准。若前者字符大于后者字符,则返回1,否则返回-1。【算法源代码】

intcomp(SString*s1,SString*s2){inti=0,minlen;minlen=s1->len>s2->len?s1->len:s2->len;/*minlen存放s1与s2中的较短的字符串的长度*/while(i<=minlen){if(s1->data[i]==s2->data[i])/*如果s1与s2的当前字符相等,则比较下一个*/i++;elseif(s1->data[i]<s2->data[i])/*s1的当前值小于s2的当前值,返回-1*/retrun-1;elsereturn1;/*s1的当前值大于s2的当前值,返回1*/}if(s1->len==s2->len)return0;/*s1与s2所有字符均相等,且长度相等,则返回0*/}7.输入一个由若干单词组成的文本行,每个单词之间用若干个空格隔开,统计其中的单词数。

【算法分析】单词的数目可以有空格出现的次数来决定(连续的多个空格作为出现一次空格;不包含一行开头的空格)。如果当前字符为非空格,而他前面的字符是空格,则表示新的单词出现,此时让num(单词数)累加1。如果当前字符为非空格,而他前面的字符也是非空格,则表示此字符仍然是

·14·数据结构期末习题复习

原单词的继续,num不应累加。前面一个单词是否为空格,可以设置一个变量word,若word=0,则表示前一个字符时空格,如果word=1,表示前一个字符为非空格。【算法源代码】

intcount(s)chars[80];{charc;inti,num=0,word=0;for(i=0;s[i]!='\0';i++){if(s[i]=='')word=0;elseif(word==0){word=1;num++;}}returnnum;}8.一个仅由字母组成的字符串s,长度为n,其结构为单链表,每个结点的data字段只存放一个字

母。试设计一个函数,去掉字符串中所有的X字母,并将串中的一个最小字母排列到串尾。

【算法分析】从链表的表头开始查找每一个结点,如果该结点的数据值为X,则删除该结点。同时在查找的过程中,顺便比较该结点与前驱结点的大小,如果该结点的值闭其前驱结点的值大,则顺便交换,直到整个链表结束。【算法源代码】

search(LinkLists,charx)/*在带头结点的单链表s中查找数据值为x的结点*/{LinkListp,q,r;chartemp;p=s->next;q=s;/*p表示当前操作的结点,q表示p的前驱结点*/while(p!=NULL){if(p->data==x){r=p;q-next=p->next;p=p->next;free(r);}/*找到释放结点*/else{q=p;p=p->next;}if(q!=s&&p->data>q->data)/*将结点值最小的结点移到表尾*/{temp=p->data;p->data=q->data;q->data=temp;}}}9.设计一个算法,将字符串s的全部字符复制到字符串t中,不能利用strcpy函数。

【算法分析】要实现两个字符串的复制,实质为两个字符数组之间的复制,在复制时,一个字符一个字符的复制,直到遇到'\0','\0'一同复制过去,'\0'之后的字符不复制。【算法源代码】

copy(chars[],chart[]){inti;for(i=0;s[i]!='\0';i++)t[i]=s[i];t[i]=s[i];

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