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数据结构与数据库 习题课(2) 2016年11月25日.

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1 数据结构与数据库 习题课(2) 2016年11月25日

2 目 录 一、树 二、图 三、查找 四、排序

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4 课后习题 5 6 7 2 8 9 10 3 11 12 13 4 1

5 课后习题 5 6 7 2 8 9 10 3 11 12 13 4 1

6 课后习题 6.21 写出统计树中叶子结点个数的算法,树用孩子兄弟链表表示。
int LeafCount_CSTree(CSTree T)//求孩子兄弟链表表示的树 T 的叶子数目 { if(!T->firstchild) return 1; //叶子结点 else { count=0; for(child=T->firstchild;child;child=child->nextsib) count+=LeafCount_CSTree(child); return count; //各子树的叶子数之和 } }//LeafCount_CSTree

7 课后习题 int CountLeaves(BiTree T) { if (T) if (T->lchild)
return CountLeaves(T->lchild) + CountLeaves(T->rchild); } else return 1 + CountLeaves(T->rchild);//注意1 return 0;

8 设一棵完全二叉树具有1000个结点,则此完全二叉树有___个叶子结点,有 ___ 个度为2的结点,有___个结点只有非空左子树,有___个结点只有非空右子树。
注意:完全二叉树的定义与性质

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10 写出判断两棵给定二叉树是否相似的算法。 (注:两棵二叉树B1和B2相似是指:B1和B2皆空,或者皆不空且B1的左、右子树和B2的左、右子树分别相似。)

11 Status SimilarTree(BiTree& T1,BiTree& T2) {
if(!T1) // T1 是空树 { if(!T2) return TRUE; // T2 是空树 else return FALSE; } else// T1 是非空树 return FALSE; else// T2 是非空树 { if(SimilarTree(T1->lchild,T2->lchild) && SimilarTree(T1->rchild,T2->rchild)) return TRUE; else return FALSE; } } }

12 编写算法判别给定二叉树是否为完全二叉树,是则返回1,否则返回0
分析:该问题可以通过层序遍历的方法来解决.不管当前结点 是否有左右孩子,都入队列.这样当树为完全二叉树时,遍历时得到是一个连续的不包含空指针的序列.反之,则序列中会含有空指针.

13 int IsFull_Bitree(Bitree T)
{ //判断二叉树是否完全二叉树,是则返回1,否则返回0 InitQueue(Q); flag=0; EnQueue(Q,T); //建立工作队列 while(!QueueEmpty(Q)) { DeQueue(Q,p); if(!p) flag = 1; else if(flag == 1) return 0; else EnQueue(Q,p->lchild); EnQueue(Q,p->rchild); //不管孩子是否为空,都入队列 } } //while return 1; } //IsFull_Bitree

14

15 D. 这条路径由一个边的序列构成,不包含顶点
1.所谓简单路径是指_____。 A. 任何一条边在这条路径上不重复出现 B. 任何一个顶点在这条路径上不重复出现 C. 这条路径由一个顶点序列构成,不包含边 D. 这条路径由一个边的序列构成,不包含顶点 分析:B (1)定义:若路径上各顶点 v1,v2,...,vm 均不互相重复, 则称这样的路径为简单路径 (2)对于A,考虑简单回路中任何一条边不重复出现,但简单回路不是简单路径,因为前者不满足简单路径中“顶点不重复出现”的要求。

16 2.一个有n个顶点的无向图最多有()条边。 A.n B.n(n-1) C. n(n-1)/2 D.2n 分析:C
总计n个顶点有n(n-1)条边。但在无向图中,顶点i到顶点j与顶点j到 顶点i是同一条边,所以总共有n(n-1)/2条边。

17 3.对于一个具有n个顶点和e条边的无向图,若采用邻接表表示,则表头向量的大小为(),所有邻接表中的结点总数是()。 1: A.n B.n+1
C.n D.n+e 2: A.e/ B.e C.2e D.n+e 分析:A C

18 4.已知一个图用邻接矩阵表示,计算第i个结点的入度的方法是_______,删除所有从第i个结点出发的边的方法是______。
5.如果n个顶点的图是一个环,则它有 ____棵生成树。 6. n个顶点e条边的图,若采用邻接矩阵存储,则空间复杂度为_______。 7.n个顶点e条边的图,若采用邻接表存储,则空间复杂度为__ 。 分析:4.第i列非零元素之和 将矩阵第i行全部置为零 5.n 6. o(n*n) 7. o(n+e) 稠密图 稀疏图

19 1)只要无向网中有权值相同的边,其最小生成树就不可能是唯一的。
分析:错误

20 证明题:MST性质证明 设无向图N=(V, E),U是顶点V的一个非空子集。若(u,v)是一条具有最小权值的边,其中u∈U, v∈V-U,则必存在一棵包含边(u,v)的最小生成树。 15 25 8 11 U V-U

21 将边(u,v)加入到T中时,由生成树的定义,T必存在一条包含(u,v)的闭合回路。
15 25 8 11 U V-U 设无向图N=(V, E),U是顶点V的一个非空 子集。若(u,v)是一条具有最小权值的边, 其中u∈U, v∈V-U,则必存在一棵包含 边(u,v)的最小生成树。 证明: 设N的任何一棵最小生成树都不包含(u,v),T是一棵最小生成树。 将边(u,v)加入到T中时,由生成树的定义,T必存在一条包含(u,v)的闭合回路。 T上必存在另一条边(u’,v’),其中u’∈U, v’∈V-U,且u和u’之间,v和v’之间均有路径相通。 删去边(u’,v’),可消去回路,同时得到另一棵生成树T’。 由于(u,v)的代价不高于(u’,v’),则T’的代价不高于T,T’是包含(u,v)的一棵最小生成树,与假设矛盾。

22 如右图所示,设源点为A,求源点 到其它各个顶点的最短路径 结果如下表所示 step S w D:B D:C D:D D:E D:F D:G
{A} - 1 2 3 {AB} B {ABC} C {ABCE} E 4 {ABCED} D 6 5 {ABCEDG} G {ABCEDGF} F

23 7.5 试利用Dijkstra算法求图7-5中顶点A到其他各顶点之间的最短路径。要求写出执行算法过程中,数组D、P和S各步的状态。
作业题目分析 7.5 试利用Dijkstra算法求图7-5中顶点A到其他各顶点之间的最短路径。要求写出执行算法过程中,数组D、P和S各步的状态。 G A B D C E F 图7-5 15 12 2 5 6 8 4 9 10 3

24 查找

25 9.1 若对大小均为n的有序顺序表和无序顺序表分别进行顺序查找,试 在下列三种情况下分别讨论两者在等概率时平均查找长度是否相同? (1)查找不成功,即表中没有关键字等于给的值K的记录; (2)查找成功,且表中只有一个关键字等于给定值K的记录; (3)查找成功,且表中有若干关键字等于给定值K的记录,要求找出所 有这些记录。 答: (1)相同,有序n+1; 无序n+1 (P218) (2)相同,有序(n+1)/2;无序(n+1)/2 (3)不相同,对于有序表,找到了第一个与K相同的元素后,只要再找到 与K不同的元素,即可停止查找;对于无序表,则要一直查找到最后一 个元素。 1. 没有弄清楚<>()的区别 或者说混淆了 以及他们所代表的箭头是什么 2. 把两个图画在一起了 而且有些还不作区别说明 3. 个别题目没看清,少画了几个

26 9. 3 画出对长度为13的有序表进行折半查找的判定树,并分别求其等概 率时查找成功和查找不成功的ASL。 答:查找成功: ASL = (1
9.3 画出对长度为13的有序表进行折半查找的判定树,并分别求其等概 率时查找成功和查找不成功的ASL。 答:查找成功: ASL = (1*1+2*2+3*4+4*6)/13 = 41/13 查找失败: ASL = (2*3)/14+(4*12)/14 = 27/7 (P220:查找不成功的过程就是走了一条从根节点到外部节点的路径, 和给定值进行比较的关键字个数等于该路径上内部结点个数) 1. 没有弄清楚<>()的区别 或者说混淆了 以及他们所代表的箭头是什么 2. 把两个图画在一起了 而且有些还不作区别说明 3. 个别题目没看清,少画了几个

27 9.4 已知如下所示长度为12的表: (Jan, Feb, Mar, Apr, May, Jun, July, Aug, Sep, Oct, Nov, Dec) 表中,每个元素的查找概率分别为: (0.1,0.25,0.05,0.13,0.01,0.06,0.11,0.07,0.02,0.03,0.1,0.07) (1)若对该表进行顺序查找,求查找成功的平均查找长度; (2)画出从初态为空开始,依次插入结点,生成的二叉排序树; (3)计算该二叉排序树查找成功的平均查找长度; (4)将二叉排序树中的结点Mar删除,画出经过删除处理后的二叉排 序树。 1. 没有弄清楚<>()的区别 或者说混淆了 以及他们所代表的箭头是什么 2. 把两个图画在一起了 而且有些还不作区别说明 3. 个别题目没看清,少画了几个

28 (1) ASL= *2+3*0.05+4*0.13+5*0.01+6*0.06+7*0.11+8*0.07+9* * *0.1+12*0.07=5.43 或者 ASL=12*0.1+11* *0.05+9*0.13+8*0.01+7*0.06+6*0.11+5* *0.02+3* *2+0.07=7.57 (2)画出初始为空,依次插入结点,生成的二叉排序树 (不是按照概率而是按照字母做二叉排序树,此题的题干没有表述清楚) 1. 没有弄清楚<>()的区别 或者说混淆了 以及他们所代表的箭头是什么 2. 把两个图画在一起了 而且有些还不作区别说明 3. 个别题目没看清,少画了几个

29 (3)该二叉排序树查找成功的平均查找长度。 ASL=0. 1+2. (0. 25+0. 05)+3. (0. 13+0. 01+0
(3)该二叉排序树查找成功的平均查找长度。 ASL=0.1+2*( )+3*( )+4*( )+( )*5+6*0.1=3.2 (4)将二叉排序树中的结点Mar删除,画出经过删除处理后的二叉排序 树 1. 没有弄清楚<>()的区别 或者说混淆了 以及他们所代表的箭头是什么 2. 把两个图画在一起了 而且有些还不作区别说明 3. 个别题目没看清,少画了几个

30 9.5已知关键字序列{10,25,33,19,06,49,37,76,60},哈希地址空间为0~ 10,哈希函数为H (Key)=Key % 11, 求: (1)用开放定址线性探测法处理冲突,构造哈希表HT1,分别计算在等 概率情况下HT1查找成功和查找失败的ASL; HT1:HT1[10] = 10; HT1[25]=3; HT1[33]=0; HT1[19]=8; HT1[06]=6; HT1[49]=5; HT1[37]=4; HT1[76]=10; HT1[60]=5. 查找成功ASL:(7+3+3)/9=1.44; 查找失败ASL:( )/11=3.45. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 33 76 25 37 49 06 60 19 1. 没有弄清楚<>()的区别 或者说混淆了 以及他们所代表的箭头是什么 2. 把两个图画在一起了 而且有些还不作区别说明 3. 个别题目没看清,少画了几个

31 9.5已知关键字序列{10,25,33,19,06,49,37,76,60},哈希地址空间为0~ 10,哈希函数为H (Key)=Key % 11, 求: (2)用开放定址二次探测法处理冲突,构造哈希表HT2,计算在等概率 情况下HT2查找成功的ASL; HT2:HT1[10] = 10; HT1[25]=3; HT1[33]=0; HT1[19]=8; HT1[06]=6; HT1[49]=5; HT1[37]=4; HT1[76]=10; HT1[60]=5. 查找成功ASL:(7+3+5)/9=1.67. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 33 60 25 37 49 06 19 76 1. 没有弄清楚<>()的区别 或者说混淆了 以及他们所代表的箭头是什么 2. 把两个图画在一起了 而且有些还不作区别说明 3. 个别题目没看清,少画了几个

32 9.5已知关键字序列{10,25,33,19,06,49,37,76,60},哈希地址空间为0~ 10,哈希函数为H (Key)=Key % 11, 求: (3)用拉链法解决冲突,构造哈希表HT3,计算HT3在等概率情况查找 成功的ASL。 0 -> > > > 49 -> > > > 10 -> 76 查找成功ASL:(7+2+2)/9=1.22. 1. 没有弄清楚<>()的区别 或者说混淆了 以及他们所代表的箭头是什么 2. 把两个图画在一起了 而且有些还不作区别说明 3. 个别题目没看清,少画了几个

33 课堂测试题: 1. 在二叉排序树中,凡是新插入的点,都是没有_____的。 A. 孩子 B. 关键字 C. 平衡因子 D. 赋值 2
课堂测试题: 1.在二叉排序树中,凡是新插入的点,都是没有_____的。 A. 孩子 B. 关键字 C. 平衡因子 D. 赋值 2.有一个长度为12的有序表,按折半查找法对该表进行查找,在表内各 元素等概率情况下,查找成功所需的平均比较次数为_____。 A. 35/12 B. 37/12 C. 39/12 D. 43/12 3.如下图所示的一棵二叉排序树,其不成功的平均查找长度是_____。 A. 21/7 B. 28/7 C. 15/6 D. 21/6 A B A 1. 没有弄清楚<>()的区别 或者说混淆了 以及他们所代表的箭头是什么 2. 把两个图画在一起了 而且有些还不作区别说明 3. 个别题目没看清,少画了几个

34 4.采用分块查找时,若线性表中共有625个元素,查找每个元素的概率 相同,假设采用顺序查找来确定结点所在的块,则每块分为_____个结点 最佳。 A. 9 B. 25 C. 6 D. 625 (提示:教材p.226,容易证明,当s取n^1/2时,ASLbs取最小值n^1/2+1) 5.具有5层结点的AVL树,至少有_____个结点。 A. 10 B. 12 C. 15 D 下面关于B-树和B+树的叙述中,不正确的结论是______。 A. B-树和B+树都能有效地支持顺序查找 B. B-树和B+树都能有效地支持随机查找 C. B-树和B+树都是平衡的多路查找树 D. B-树和B+树都可以用于文件索引结构 B B A 1. 没有弄清楚<>()的区别 或者说混淆了 以及他们所代表的箭头是什么 2. 把两个图画在一起了 而且有些还不作区别说明 3. 个别题目没看清,少画了几个

35 7.设哈希表长m=12,哈希函数H(key)=key MOD 11。表中已有4个结点, addr(15)=4,,addr(38)=5,addr(61)=6,addr(84)=7,其余地址为空,如用 二次探测再散列法处理冲突,则关键字为49的结点的地址是_____。 A. 8 B. 3 C. 5 D. 9 D 1. 没有弄清楚<>()的区别 或者说混淆了 以及他们所代表的箭头是什么 2. 把两个图画在一起了 而且有些还不作区别说明 3. 个别题目没看清,少画了几个

36 8. 写出折半查找的递归算法 int bin_search(int key[],int low, int high,int k) {
{       int mid;       if(low>high)           return -1;       else{           mid = (low+high) / 2;           if(key[mid]==k)               return mid;           if(k>key[mid])               return bin_search(key,mid+1,high,k); /*在序列的后半部分查找*/           else               return bin_search(key,low,mid-1,k); /*在序列的前半部分查找*/       }   1. 没有弄清楚<>()的区别 或者说混淆了 以及他们所代表的箭头是什么 2. 把两个图画在一起了 而且有些还不作区别说明 3. 个别题目没看清,少画了几个

37 排序

38 以数组(256,301,751,129,937,863,742,694,076,438) 为例,执行以下排序算法,写出每一趟排序结束 时的数组状态(从小到大)
(1)直接插入排序 (2)希尔排序(增量d=[5,2,1]) (3)快速排序 (4)堆排序(大根堆) (5)归并排序 (6)直接选择排序

39 以数组(256,301,751,129,937,863,742,694,076,438)为例,执行 以下排序算法,写出每一趟排序结束时的数组状态
(1)直接插入排序 第一趟: (256,301),751,129,937,863,742,694,076,438 第二趟: (256,301,751),129,937,863,742,694,076,438 第三趟: (129,256,301,751),937,863,742,694,076,438 第四趟: (129,256,301,751,937),863,742,694,076,438 第五趟: (129,256,301,751,863,937),742,694,076,438 第六趟: (129,256,301,742,751,863,937),694,076,438 第七趟: (129,256,301,694,742,751,863,937),076,438 第八趟: (076,129,256,301,694,742,751,863,937),438 第九趟: (076,129,256,301,438,694,742,751,863,937)

40 以数组(256,301,751,129,937,863,742,694,076,438)为例,执行以 下排序算法,写出每一趟排序结束时的数组状态
(2)希尔排序(增量d=[5,2,1]) 第一趟: 256,301,694,076,438,863,742,751,129,937 第二趟: 129,076,256,301,438,751,694,863,742,937 第二趟: 076,129,256,301,438,694,742,751,863,937

41 以数组(256,301,751,129,937,863,742,694,076,438) 为例,执行以下排序算法,写出每一趟排序结束 时的数组状态
(3)快速排序 第一趟: (076,129),256,(751,937,863,742,694,301,438) 第二趟: 076,129,256,(438,301,694,742),751,(863,937) 第三趟: 076,129,256,301,438,(694,742),751,863,937 第四趟: 076,129,256,301,438,694,742,751,863,937

42 以数组(256,301,751,129,937,863,742,694,076,438) 为例,执行以下排序算法,写出每一趟排序结束 时的数组状态
(4)堆排序(大根堆) 第一趟: (937,694,863,256,438,751,742,129,076,301)建立初始大根堆

43 以数组(256,301,751,129,937,863,742,694,076,438) 为例,执行以下排序算法,写出每一趟排序结束 时的数组状态
(4)堆排序(大根堆) 第一趟: (937,694,863,256,438,751,742,129,076,301)建立初始大根堆 第二趟:

44 以数组(256,301,751,129,937,863,742,694,076,438) 为例,执行以下排序算法,写出每一趟排序结束 时的数组状态
(4)堆排序(大根堆) 第一趟: (937,694,863,256,438,751,742,129,076,301)建立初始大根堆 第二趟: (863,694,751,256,438,301,742,129,076),937

45 以数组(256,301,751,129,937,863,742,694,076,438)为例,执行 以下排序算法,写出每一趟排序结束时的数组状态
(4)堆排序(大根堆) 第一趟: (937,694,863,256,438,751,742,129,076,301) 建立初始大根堆 第二趟: (863,694,751,256,438,301,742,129,076),937 第三趟: ( ), 第四趟: (742,694,301,256,438,129,076),751, 第五趟: (694,438,301,256,076,129),742,751, 第六趟: (438,256,301,129,076),694,742,751, 第七趟: (301,256,076,129),438,694,742,751, 第八趟: (256,129,076),301,438,694,742,751, 第九躺: 076,129,256,301,438,694,742,751,863,937

46 以数组(256,301,751,129,937,863,742,694,076,438) 为例,执行以下排序算法,写出每一趟排序结束 时的数组状态
(5)归并排序 第一趟: [256],[301],[751],[129],[937],[863],[742],[694],[076],[ 438] 第二趟: [256,301],[129,751],[863,937],[694,742],[076,438] 第三趟: [129,256,301,751],[694,742,863,937],[076,438] 第四趟: [129,256,301,694,742,751,863,937],[076,438] 第五趟: [076,129,256,301,438,694,742,751,863,937]

47 以数组(256,301,751,129,937,863,742,694,076,438)为例,执行 以下排序算法,写出每一趟排序结束时的数组状态
(6)直接选择排序 第一趟: 076,301,751,129,937,863,742,694,256,438 第二趟: 076,129,751,301,937,863,742,694,256,438 第三趟: 076,129,256,301,937,863,742,694,751,438 第四趟: 076,129,256,301,937,863,742,694,751,438 第五趟: 076,129,256,301,438,863,742,694,751,937 第五趟: 076,129,256,301,438,742,863,694,751,937 第六趟: 076,129,256,301,438,742,694,863,751,937 第七躺: 076,129,256,301,438,742,694,751,863,937 第八趟: 076,129,256,301,438,742,694,751,863,937 第九趟: 076,129,256,301,438,742,694,751,863,937

48 1.在下列排序算法中,时间复杂度不受数据初始特 性影响,恒为O(n2)的是( )。
A)插入排序 B)冒泡排序 C)选择排序 D)堆 排序 2.对n个不同的排序码进行冒泡排序,在元素无序的 情况下比较的次数最多为( ). A)n+1 B)n C)n D) n(n-1)/2 3.插入排序算法在每一趟都能选取出一个元素放在 其最终的位置上。( ) A)正确 B)不正确

49 1.在下列排序算法中,时间复杂度不受数据初始特 性影响,恒为O(n2)的是(C)。
A)直接插入排序 B)冒泡排序 C)直接选择排 序 D)堆排序

50 2.对n个不同的排序码进行冒泡排序,在元素无序的 情况下比较的次数最多为(D) A)n+1 B)n C)n-1 D) n(n-1)/2
解: 比较次数最多时元素是逆序的,需要n-1趟排序 第一趟,比较n-1次,确定第n个数据元素 第二趟,比较n-2次,确定第n-1个数据元素 第三趟,比较n-3次,确定第n-2个数据元素 … 第n-1趟,比较1次,确定第1、2个数据元素 总的比较次数=(n-1)+(n-2)+…+1=n(n-1)/2 n-1个

51 3.插入排序算法在每一趟都能选取出一个元素放在 其最终的位置上。( B ) A)正确 B)不正确
第一趟: (256,301),751,129,937,863,742,694,076,438 第二趟: (256,301,751),129,937,863,742,694,076,438 第三趟: (129,256,301,751),937,863,742,694,076,438 第四趟: (129,256,301,751,937),863,742,694,076,438 第五趟: (129,256,301,751,863,937),742,694,076,438 第六趟: (129,256,301,742,751,863,937),694,076,438 第七趟: (129,256,301,694,742,751,863,937),076,438 第八趟: (076,129,256,301,694,742,751,863,937),438 第九趟: (076,129,256,301,438,694,742,751,863,937)

52 能否用小于等于2n-3次的方法寻找到最大值和最小 值?
对于一个长度为n的数组[a1,a2,…,an],通常来说, 寻找一个最大值需要n-1次,再在剩下的n-1个数中 寻找最小值需要n-2次,因此,从数组中选择最大 值和最小值需要(n-1)+(n-2)=2n-3次 能否用小于等于2n-3次的方法寻找到最大值和最小 值? 解:利用快速排序的思想,利用a1 为支点,将数组分为两个表,需要比较n-1次,设小于a1 表长为x,小于a1 表长为y。 对于左子表,需要比较x-1次 对于右子表,需要比较y-1次 共需要比较(n-1)+(x-1)+(y-1)=n+(x+y)-3=2n-4

53 已知一个单链表由3000个元素组成,每个元素是 一整数,其值在1~1000000之间。试问,在排序算 法中,哪些排序算法比较适用于链表的排序问题 ?
解:理论排序算法均可实现。 但是单链表的特点是顺序查找并进行操作, 所以比较适用于单链表的排序方法有:直接插入排序,起泡排序,简单选择排序。


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