习题一参考答案
、概念题
1.试述下列各组概念:
⑴ 数据、数据元素、数据项
⑵ 数据结构、数据的逻辑结构、数据的存储结构
⑶数据类型、数据操作
⑷ 算法、算法的时间复杂度、算法的空间复杂度 参考答案：略
2 •试述数据结构研究的 3个方面的内容。
参考答案：
数据结构研究的3个方面分别是数据的逻辑结构、数据的存储结构和数据的运算(操作) 。
3 .试述集合、线性结构、树型结构和图型结构四种常用数据结构的特性。
参考答案： 集合结构：集合中数据元素之间除了“同属于一个集合”的特性外，数据元素之间无其它关系，它们之间的 关系是松散性的。
线性结构：线性结构中数据元素之间存在“一对一”的关系。
即若结构非空，则它有且仅有一个开始结点和 终端结点，开始结点没有前趋但有一个后继，
终端结点没有后继但有一个前趋， 其余结点有且仅有一个前驱和一
个后继。
树形结构：树形结构中数据元素之间存在“一对多”的关系。
即若结构非空，则它有一个称为根的结点，此 结点无前驱结点，其余结点有且仅有一个前驱，所有结点都可以有多个后继。
图形结构：图形结构中数据元素之间存在“多对多”的关系。
即若结构非空，则在这种数据结构中任何结点 都可能有多个前驱和后继。
4 .设有数据的逻辑结构的二元组定义形式为 B =(D ,R )，其中D={a i, a 2,…,a n},
R={<ai,a i+i>| i=1,2,…，n-1}，请画出此逻辑结构对应的顺序存储结构和链式存储结构的示意图。
参考答案：
顺序存储结构示意图如下：
链式存储结构示意图如下:
5.设一个数据结构的逻辑结构如图所示，请写出它的二元组定义形式。
0 1 2
n-2 n-1
图第5题的逻辑结构图
参考答案：
它的二元组定义形式为B= ( D, R)其中D={k i,k2,k3,k4,k5,k6,k7,k8,k9},
R=<k i ,k 3>,<k i ,k 8>,<k 2,k 3><k2,k 4>,<k 2,k 5>,<k 3,k 9>,<k 4,k 6>,<k 4,k 7>,<k 5,k 6>,<k 8,k 9>,<k 9,k 7> }。
__ 2 2
6.设有函数 f (n)=3n -n+4，请证明 f (n)=0(n )。
证明：因为存在c=6, N=1，对所有的n》N , 0 w 3n2-n+4 < 6 x n2都是恒成立的，所以由书P16的定义可得f 2
(n)=O(n )。
7 .请比较下列函数的增长率，并按增长率递增的顺序排列下列函数:
100 n n
(1) 2 (2) (3/2) (3) (4/3) ⑷n n
2/3
⑸n
3/2
⑹n (7) n! (8) n
(9) n (10) log 2n (11) 1/log 2n (12)log 2(log 2n) (13) nlog 2n (14) n
log 2n 参考答案：
按增长率递增的排列顺序是：
100 1/2 1/log 2n< 2 <log 2(log 2n)vlog 2n<n
2/3
<n <n vnlog 2n
3/2
1
Iog2n n
g <(4/3) < (3/2) n < n! <n
8.试确定下列程序段中有标记符号⑴ i=1;
k=0;
while ( i<=n-1) {
k += 10 * i; //*
i++;
}
⑵ i=1; k=0;
do {
k +=10 * i; //*
i++;
} while(i<=n-1);
⑶ i = 1; k = 0;
while (i<=n-1) {
i++ ;
k+= 10 * i; //*
}
⑷ k=0;
for( i=1; i<=n; i++) {
for (j=1 ; j<=i; j++)
*”的语句行的语句频度(其中n为正整数)。
k++; //*
}
⑸ i=1; j=0;
while (i+j<=n) {
if (i>j ) j++ ; //*
else i++ ;
}
⑹x=n; y=0; // n 是不小于1的常数
while (x>=(y+1)*(y+1)) {
y++; //*
}
⑺ x=91; y=100;
while (y>0 ) {
if (x>100 ) { x -= 10; y- -; } //*
else x++;
⑻ a=1; m=1;
while(a <n)
{
m+=a; a*=3; //*
}
参考答案：
指定语句行的语句频度分别为：
(1)n-1
(2)当n < 1时语句频yac为1,当n>1时语句频度为n-1
(3)n-1
(4)n(n+1)/2
(5)n
(6)山取整
(7)1100
(8)log a n
、算法设计题
1 •有一个包括100个数据元素的数组，每个数据元素的值都是实数，试编写的算法，
个求最大数据元素的值及其下标并分析算法的时间复杂度。
参考答案：
void max(double[] a) { double max
初始化最大值为数组中的第一个元素
= a[0];〃int in dex = 0; // for
(int i = 0; i < ; i++) { if (max
< a[i]) {
max = a[i];
in dex = i;
}
}
"最大的实数为：” + max + "\n 其在数组中的下标为：” + index);
此算法的时间复杂度 为0(n)，其中n 为数组的长度。
n
2•试编写一个求一元多项式 P n (x)
a i X i 的值P n (x 0)的算法，并确定算法中每一条语句的执行次数和整个算
i 0 法的时间复杂度。
输入是 a (i=0,1,2,
…,n-1)和x o ,输出为P n (x 0)。
参考答案： 0 double getPoly no mialResult(double[] a, double x) { //a 是多项式中系数数组 1
double result = 0; 2
double powX = 1;// 临时变量，用于减少计算 x 幕的计算次数
3
for (int i = 0; i < ; i++) { 4
result += a[i] * powX; 5
powX *= x; 6
} 7
return result; 8 } 语句 此算法的时间复杂度 为O,其中也是多项式中的项数。
Tt C ; "\nHDOTS \
\ c ・d- exe
cl cl T y f ^ 一屠加减乘 區1I 1T 仃H H M 部为；3-0 部为：2.0 :5_0虛咅弓为= ! 1-0虚咅3为E | "6-0虚普为. 7.0 2.0 13.0 ZU 1~7的执行次数分别是：1、1、+1、、、1、1。