致读者: 博主是一名数据科学与大数据专业大二的学生,真正的一个互联网萌新,写博客一方面是为了记录自己的学习历程,一方面是希望能够帮助到很多和自己一样处于困惑的读者。由于水平有限,博客中难免会有一些错误,有纰漏之处恳请各位大佬不吝赐教!之后会写大数据专业的文章哦。尽管当前水平可能不及各位大佬,但我会尽我自己所能,做到最好☺。——天地有正气,杂然赋流形。下则为河岳,上则为日星。
6-1 顺序表操作集 (20分)
本题要求实现顺序表的操作集。
函数接口定义:
List MakeEmpty();
Position Find( List L, ElementType X );
bool Insert( List L, ElementType X, Position P );
bool Delete( List L, Position P );
其中List
结构定义如下:
typedef int Position;
typedef struct LNode *List;
struct LNode {
ElementType Data[MAXSIZE];
Position Last; /* 保存线性表中最后一个元素的位置 */
};
各个操作函数的定义为:
List MakeEmpty()
:创建并返回一个空的线性表;
Position Find( List L, ElementType X )
:返回线性表中X的位置。若找不到则返回ERROR;
bool Insert( List L, ElementType X, Position P )
:将X插入在位置P并返回true。若空间已满,则打印“FULL”并返回false;如果参数P指向非法位置,则打印“ILLEGAL POSITION”并返回false;
bool Delete( List L, Position P )
:将位置P的元素删除并返回true。若参数P指向非法位置,则打印“POSITION P EMPTY”(其中P是参数值)并返回false。
裁判测试程序样例:
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define MAXSIZE 5
#define ERROR -1
typedef enum {false, true} bool;
typedef int ElementType;
typedef int Position;
typedef struct LNode *List;
struct LNode {
ElementType Data[MAXSIZE];
Position Last; /* 保存线性表中最后一个元素的位置 */
};
List MakeEmpty();
Position Find( List L, ElementType X );
bool Insert( List L, ElementType X, Position P );
bool Delete( List L, Position P );
int main()
{
List L;
ElementType X;
Position P;
int N;
L = MakeEmpty();
scanf("%d", &N);
while ( N-- ) {
scanf("%d", &X);
if ( Insert(L, X, 0)==false )
printf(" Insertion Error: %d is not in.\n", X);
}
scanf("%d", &N);
while ( N-- ) {
scanf("%d", &X);
P = Find(L, X);
if ( P == ERROR )
printf("Finding Error: %d is not in.\n", X);
else
printf("%d is at position %d.\n", X, P);
}
scanf("%d", &N);
while ( N-- ) {
scanf("%d", &P);
if ( Delete(L, P)==false )
printf(" Deletion Error.\n");
if ( Insert(L, 0, P)==false )
printf(" Insertion Error: 0 is not in.\n");
}
return 0;
}
/* 你的代码将被嵌在这里 */
输入样例:
6
1 2 3 4 5 6
3
6 5 1
2
-1 6
输出样例:
FULL Insertion Error: 6 is not in.
Finding Error: 6 is not in.
5 is at position 0.
1 is at position 4.
POSITION -1 EMPTY Deletion Error.
FULL Insertion Error: 0 is not in.
POSITION 6 EMPTY Deletion Error.
FULL Insertion Error: 0 is not in.
/* 你的代码将被嵌在这里 */
List MakeEmpty(){
List L = (List)malloc(sizeof(struct LNode));
L->Last = -1;
return L;
}
Position Find( List L, ElementType X ){
for(int i = 0; i <= L->Last; i++)
if(X == L->Data[i])
return i;
return ERROR;
}
bool Insert( List L, ElementType X, Position P ){
if(L->Last == MAXSIZE - 1){
printf("FULL");
return false;
}
//插入的位置是否合法
if(P < 0 || P > L->Last + 1){
printf("ILLEGAL POSITION");
return false;
}
for(int i = L->Last + 1; i > P; i--)
L->Data[i] = L->Data[i - 1];
L->Data[P] = X;
L->Last++;
return true;
}
bool Delete( List L, Position P ){
if(P < 0 || P > L->Last){
printf("POSITION %d EMPTY",P);
return false;
}
for(int i = P; i < L->Last; i++)
L->Data[i] = L->Data[i + 1];
L->Last--;
return true;
}
6-2 带头结点的链式表操作集 (20分)
6-2 带头结点的链式表操作集 (20分)
本题要求实现带头结点的链式表操作集。
函数接口定义:
List MakeEmpty();
Position Find( List L, ElementType X );
bool Insert( List L, ElementType X, Position P );
bool Delete( List L, Position P );
其中List
结构定义如下:
typedef struct LNode *PtrToLNode;
struct LNode {
ElementType Data;
PtrToLNode Next;
};
typedef PtrToLNode Position;
typedef PtrToLNode List;
各个操作函数的定义为:
List MakeEmpty()
:创建并返回一个空的线性表;
Position Find( List L, ElementType X )
:返回线性表中X的位置。若找不到则返回ERROR;
bool Insert( List L, ElementType X, Position P )
:将X插入在位置P指向的结点之前,返回true。如果参数P指向非法位置,则打印“Wrong Position for Insertion”,返回false;
bool Delete( List L, Position P )
:将位置P的元素删除并返回true。若参数P指向非法位置,则打印“Wrong Position for Deletion”并返回false。
裁判测试程序样例:
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define ERROR NULL
typedef enum {false, true} bool;
typedef int ElementType;
typedef struct LNode *PtrToLNode;
struct LNode {
ElementType Data;
PtrToLNode Next;
};
typedef PtrToLNode Position;
typedef PtrToLNode List;
List MakeEmpty();
Position Find( List L, ElementType X );
bool Insert( List L, ElementType X, Position P );
bool Delete( List L, Position P );
int main()
{
List L;
ElementType X;
Position P;
int N;
bool flag;
L = MakeEmpty();
scanf("%d", &N);
while ( N-- ) {
scanf("%d", &X);
flag = Insert(L, X, L->Next);
if ( flag==false ) printf("Wrong Answer\n");
}
scanf("%d", &N);
while ( N-- ) {
scanf("%d", &X);
P = Find(L, X);
if ( P == ERROR )
printf("Finding Error: %d is not in.\n", X);
else {
flag = Delete(L, P);
printf("%d is found and deleted.\n", X);
if ( flag==false )
printf("Wrong Answer.\n");
}
}
flag = Insert(L, X, NULL);
if ( flag==false ) printf("Wrong Answer\n");
else
printf("%d is inserted as the last element.\n", X);
P = (Position)malloc(sizeof(struct LNode));
flag = Insert(L, X, P);
if ( flag==true ) printf("Wrong Answer\n");
flag = Delete(L, P);
if ( flag==true ) printf("Wrong Answer\n");
for ( P=L->Next; P; P = P->Next ) printf("%d ", P->Data);
return 0;
}
/* 你的代码将被嵌在这里 */
输入样例:
6
12 2 4 87 10 2
4
2 12 87 5
输出样例:
2 is found and deleted.
12 is found and deleted.
87 is found and deleted.
Finding Error: 5 is not in.
5 is inserted as the last element.
Wrong Position for Insertion
Wrong Position for Deletion
10 4 2 5
/* 你的代码将被嵌在这里 */
List MakeEmpty(){
//分配空间
List head = (List)malloc(sizeof(struct LNode));
//设置数据和指向
head->Data = 0;
head->Next = NULL;
return head;
}
bool Insert( List L, ElementType X, Position P ){
List apply = NULL;
while(L->Next != P && L->Next != NULL)
L = L->Next;
if(L->Next == NULL && P != NULL){
//如果已经到了链尾,说明P肯定不在链表里,而此时P又不为NULL,则一定是P出现了错误
printf("Wrong Position for Insertion\n");
return false;
}else{
//有三种情况:第一种L->Next!=NULL,P!=NULL是普通情况
//第二种L->Next!=NULL,P==NULL 这种情况不存在,
//因为若P==NULL,则退出while循环后L->Next或者走到L->Next=NULL或者L->Next=P仍为NULL,所以此种情况不存在。
//第三种L->Next==NULL,P==NULL 则插在链表末尾
apply = (List)malloc(sizeof(struct LNode));
apply->Data = X;
L->Next = apply;
apply->Next = P;
return true;
}
}
Position Find( List L, ElementType X ){
while(L->Next != NULL){
if(L->Next->Data == X){
return L->Next;
}
L = L->Next;
}
return ERROR;
}
bool Delete( List L, Position P ){
if(L->Next== NULL||P==NULL){ //如果只有头结点或者删除的位置是NULL,则不能删除
printf("Wrong Position for Deletion\n");
return false;
}
while(L->Next != P && L->Next != NULL)
L = L ->Next;
if(L->Next == NULL){ //P一定在链表上,如果始终没有找到P,则删除错误
printf("Wrong Position for Deletion\n");
return false;
}
else{ //否则删除P
L->Next = P->Next;
free(P);
return true;
}
}
6-3 合并两个有序数组 (20分)
要求实现一个函数merge,将长度为m的升序数组a和长度为n的升序数组b合并到一个新的数组c,合并后的数组仍然按升序排列。
函数接口定义:
void printArray(int* arr, int arr_size); /* 打印数组,细节不表 */
void merge(int* a, int m, int* b, int n, int* c); /* 合并a和b为c */
其中a和b是按升序排列的数组,m和n分别为数组a、b的长度;c为合并后的升序数组。
裁判测试程序样例:
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
void printArray(int* arr, int arr_size); /* 打印数组,细节不表 */
void merge(int* a, int m, int* b, int n, int* c); /* 合并a和b为c */
int main(int argc, char const *argv[])
{
int m, n, i;
int *a, *b, *c;
scanf("%d", &m);
a = (int*)malloc(m * sizeof(int));
for (i = 0; i < m; i++) {
scanf("%d", &a[i]);
}
scanf("%d", &n);
b = (int*)malloc(n * sizeof(int));
for (i = 0; i < n; i++) {
scanf("%d", &b[i]);
}
c = (int*)malloc((m + n) * sizeof(int));
merge(a, m, b, n, c);
printArray(c, m + n);
return 0;
}
/* 请在这里填写答案 */
输入样例:
输入包含两行。 第一行为有序数组a,其中第一个数为数组a的长度m,紧接着m个整数。 第二行为有序数组b,其中第一个数为数组b的长度n,紧接着n个整数。
7 1 2 14 25 33 73 84
11 5 6 17 27 68 68 74 79 80 85 87
输出样例:
输出为合并后按升序排列的数组。
1 2 5 6 14 17 25 27 33 68 68 73 74 79 80 84 85 87
void merge(int* a, int m, int* b, int n, int* c){
int a_index = 0, b_index = 0;
int c_index = 0;
while(a_index < m && b_index < n){
if(*(a + a_index) < *(b + b_index)){
*(c + c_index) = *(a + a_index);
c_index++, a_index++;
}else{
*(c + c_index) = *(b + b_index);
c_index++, b_index++;
}
}
while(a_index < m){
*(c + c_index) = *(a + a_index);
c_index++, a_index++;
}
while(b_index < n){
*(c + c_index) = *(b + b_index);
c_index++, b_index++;
}
}
6-4 线性表元素的区间删除 (20分)
给定一个顺序存储的线性表,请设计一个函数删除所有值大于min而且小于max的元素。删除后表中剩余元素保持顺序存储,并且相对位置不能改变。
函数接口定义:
List Delete( List L, ElementType minD, ElementType maxD );
其中List
结构定义如下:
typedef int Position;
typedef struct LNode *List;
struct LNode {
ElementType Data[MAXSIZE];
Position Last; /* 保存线性表中最后一个元素的位置 */
};
L
是用户传入的一个线性表,其中ElementType
元素可以通过>、==、<进行比较;minD
和maxD
分别为待删除元素的值域的下、上界。函数Delete
应将Data[]
中所有值大于minD
而且小于maxD
的元素删除,同时保证表中剩余元素保持顺序存储,并且相对位置不变,最后返回删除后的表。
裁判测试程序样例:
#include <stdio.h>
#define MAXSIZE 20
typedef int ElementType;
typedef int Position;
typedef struct LNode *List;
struct LNode {
ElementType Data[MAXSIZE];
Position Last; /* 保存线性表中最后一个元素的位置 */
};
List ReadInput(); /* 裁判实现,细节不表。元素从下标0开始存储 */
void PrintList( List L ); /* 裁判实现,细节不表 */
List Delete( List L, ElementType minD, ElementType maxD );
int main()
{
List L;
ElementType minD, maxD;
int i;
L = ReadInput();
scanf("%d %d", &minD, &maxD);
L = Delete( L, minD, maxD );
PrintList( L );
return 0;
}
/* 你的代码将被嵌在这里 */
输入样例:
10
4 -8 2 12 1 5 9 3 3 10
0 4
输出样例:
4 -8 12 5 9 10
List Delete( List L, ElementType minD, ElementType maxD ){
int p = 0, i;
for(i = 0; i < L->Last + 1; i++){
//如果是合法的数据
if(L->Data[i] <= minD || L->Data[i] >= maxD)
L->Data[p++] = L->Data[i];
}
L->Last = p - 1;
return L;
}
完整版
/*
* @Author: wfy
* @Date: 2020-03-05 15:33:01
* @Last Modified by: wfy
* @Last Modified time: 2020-03-05 15:42:43
*/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define MAXSIZE 20
typedef int ElementType;
typedef int Position;
typedef struct LNode *List;
struct LNode {
ElementType Data[MAXSIZE];
Position Last; /* 保存线性表中最后一个元素的位置 */
};
List ReadInput(); /* 裁判实现,细节不表。元素从下标0开始存储 */
void PrintList( List L ); /* 裁判实现,细节不表 */
List Delete( List L, ElementType minD, ElementType maxD );
int main()
{
List L;
ElementType minD, maxD;
L = ReadInput();
scanf("%d %d", &minD, &maxD);
L = Delete( L, minD, maxD );
PrintList( L );
return 0;
}
/* 你的代码将被嵌在这里 */
List ReadInput(){
List L = (List)malloc(sizeof(LNode));
int n, i;
scanf("%d", &n);
for(i = 0; i < n; i++)
scanf("%d", &L->Data[i]);
L->Last = n - 1;
return L;
}
void PrintList(List L){
int i;
for(i = 0; i < L->Last + 1; i++){
printf("%d%c", L->Data[i], i == L->Last ? '\n' : ' ');
}
}
List Delete( List L, ElementType minD, ElementType maxD ){
int p = 0, i;
for(i = 0; i < L->Last + 1; i++){
//如果是合法的数据
if(L->Data[i] <= minD || L->Data[i] >= maxD)
L->Data[p++] = L->Data[i];
}
L->Last = p - 1;
return L;
}
6-5 递增的整数序列链表的插入 (15分)
本题要求实现一个函数,在递增的整数序列链表(带头结点)中插入一个新整数,并保持该序列的有序性。
函数接口定义:
List Insert( List L, ElementType X );
其中List
结构定义如下:
typedef struct Node *PtrToNode;
struct Node {
ElementType Data; /* 存储结点数据 */
PtrToNode Next; /* 指向下一个结点的指针 */
};
typedef PtrToNode List; /* 定义单链表类型 */
L
是给定的带头结点的单链表,其结点存储的数据是递增有序的;函数Insert
要将X
插入L
,并保持该序列的有序性,返回插入后的链表头指针。
裁判测试程序样例:
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
typedef int ElementType;
typedef struct Node *PtrToNode;
struct Node {
ElementType Data;
PtrToNode Next;
};
typedef PtrToNode List;
List Read(); /* 细节在此不表 */
void Print( List L ); /* 细节在此不表 */
List Insert( List L, ElementType X );
int main()
{
List L;
ElementType X;
L = Read();
scanf("%d", &X);
L = Insert(L, X);
Print(L);
return 0;
}
/* 你的代码将被嵌在这里 */
输入样例:
5
1 2 4 5 6
3
输出样例:
1 2 3 4 5 6
List Insert( List L, ElementType X ){
List p = L;
List data = (List)malloc(sizeof(List));
while(p->Next != NULL && p->Next->Data < X){
p = p->Next;
}
data->Data = X;
data->Next = NULL;
//插入
data->Next = p->Next;
p->Next = data;
return L;
}
6-6 两个有序链表序列的合并 (15分)
本题要求实现一个函数,将两个链表表示的递增整数序列合并为一个非递减的整数序列。
函数接口定义:
List Merge( List L1, List L2 );
其中List
结构定义如下:
typedef struct Node *PtrToNode;
struct Node {
ElementType Data; /* 存储结点数据 */
PtrToNode Next; /* 指向下一个结点的指针 */
};
typedef PtrToNode List; /* 定义单链表类型 */
L1
和L2
是给定的带头结点的单链表,其结点存储的数据是递增有序的;函数Merge
要将L1
和L2
合并为一个非递减的整数序列。应直接使用原序列中的结点,返回归并后的带头结点的链表头指针。
裁判测试程序样例:
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
typedef int ElementType;
typedef struct Node *PtrToNode;
struct Node {
ElementType Data;
PtrToNode Next;
};
typedef PtrToNode List;
List Read(); /* 细节在此不表 */
void Print( List L ); /* 细节在此不表;空链表将输出NULL */
List Merge( List L1, List L2 );
int main()
{
List L1, L2, L;
L1 = Read();
L2 = Read();
L = Merge(L1, L2);
Print(L);
Print(L1);
Print(L2);
return 0;
}
/* 你的代码将被嵌在这里 */
输入样例:
3
1 3 5
5
2 4 6 8 10
输出样例:
1 2 3 4 5 6 8 10
NULL
NULL
List Merge( List L1, List L2 ){
List head = (List)malloc(sizeof(List));
List p = head;
List a = L1->Next;
List b = L2->Next;
while(a && b){
if(a->Data > b->Data){
p->Next = b;
b = b->Next;
}else{
p->Next = a;
a = a->Next;
}
p = p->Next;
}
p->Next = a ? a : b;
L1->Next = NULL;
L2->Next = NULL;
return head;
}
6-7 求链表的倒数第m个元素 (20分)
请设计时间和空间上都尽可能高效的算法,在不改变链表的前提下,求链式存储的线性表的倒数第m(>0)个元素。
函数接口定义:
ElementType Find( List L, int m );
其中List
结构定义如下:
typedef struct Node *PtrToNode;
struct Node {
ElementType Data; /* 存储结点数据 */
PtrToNode Next; /* 指向下一个结点的指针 */
};
typedef PtrToNode List; /* 定义单链表类型 */
L
是给定的带头结点的单链表;函数Find
要将L
的倒数第m
个元素返回,并不改变原链表。如果这样的元素不存在,则返回一个错误标志ERROR
。
裁判测试程序样例:
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define ERROR -1
typedef int ElementType;
typedef struct Node *PtrToNode;
struct Node {
ElementType Data;
PtrToNode Next;
};
typedef PtrToNode List;
List Read(); /* 细节在此不表 */
void Print( List L ); /* 细节在此不表 */
ElementType Find( List L, int m );
int main()
{
List L;
int m;
L = Read();
scanf("%d", &m);
printf("%d\n", Find(L,m));
Print(L);
return 0;
}
/* 你的代码将被嵌在这里 */
输入样例:
5
1 2 4 5 6
3
输出样例:
4
1 2 4 5 6
双指针法:
ElementType Find( List L, int m ){
List p1, p2;
p1 = L->Next;
p2 = L->Next;
int n = m;
while(n--){
if(!p2)
return ERROR;
p2 = p2->Next;
}
while(p2){
p2 = p2->Next;
p1 = p1->Next;
}
return p1->Data;
}
6-8 双端队列 (25分)
双端队列(deque,即double-ended queue的缩写)是一种具有队列和栈性质的数据结构,即可以(也只能)在线性表的两端进行插入和删除。若以顺序存储方式实现双端队列,请编写例程实现下列操作:
Push(X,D)
:将元素X
插入到双端队列D
的头;Pop(D)
:删除双端队列D
的头元素,并返回;Inject(X,D)
:将元素X
插入到双端队列D
的尾部;Eject(D)
:删除双端队列D
的尾部元素,并返回。
函数接口定义:
bool Push( ElementType X, Deque D );
ElementType Pop( Deque D );
bool Inject( ElementType X, Deque D );
ElementType Eject( Deque D );
其中Deque
结构定义如下:
typedef int Position;
typedef struct QNode *PtrToQNode;
struct QNode {
ElementType *Data; /* 存储元素的数组 */
Position Front, Rear; /* 队列的头、尾指针 */
int MaxSize; /* 队列最大容量 */
};
typedef PtrToQNode Deque;
注意:Push
和Inject
应该在正常执行完操作后返回true,或者在出现非正常情况时返回false。当Front
和Rear
相等时队列为空,Pop
和Eject
必须返回由裁判程序定义的ERROR
。
裁判测试程序样例:
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define ERROR -1
typedef int ElementType;
typedef enum { push, pop, inject, eject, end } Operation;
typedef enum { false, true } bool;
typedef int Position;
typedef struct QNode *PtrToQNode;
struct QNode {
ElementType *Data; /* 存储元素的数组 */
Position Front, Rear; /* 队列的头、尾指针 */
int MaxSize; /* 队列最大容量 */
};
typedef PtrToQNode Deque;
Deque CreateDeque( int MaxSize )
{ /* 注意:为区分空队列和满队列,需要多开辟一个空间 */
Deque D = (Deque)malloc(sizeof(struct QNode));
MaxSize++;
D->Data = (ElementType *)malloc(MaxSize * sizeof(ElementType));
D->Front = D->Rear = 0;
D->MaxSize = MaxSize;
return D;
}
bool Push( ElementType X, Deque D );
ElementType Pop( Deque D );
bool Inject( ElementType X, Deque D );
ElementType Eject( Deque D );
Operation GetOp(); /* 裁判实现,细节不表 */
void PrintDeque( Deque D ); /* 裁判实现,细节不表 */
int main()
{
ElementType X;
Deque D;
int N, done = 0;
scanf("%d", &N);
D = CreateDeque(N);
while (!done) {
switch(GetOp()) {
case push:
scanf("%d", &X);
if (!Push(X, D)) printf("Deque is Full!\n");
break;
case pop:
X = Pop(D);
if ( X==ERROR ) printf("Deque is Empty!\n");
else printf("%d is out\n", X);
break;
case inject:
scanf("%d", &X);
if (!Inject(X, D)) printf("Deque is Full!\n");
break;
case eject:
X = Eject(D);
if ( X==ERROR ) printf("Deque is Empty!\n");
else printf("%d is out\n", X);
break;
case end:
PrintDeque(D);
done = 1;
break;
}
}
return 0;
}
/* 你的代码将被嵌在这里 */
//前插:它的判断条件上面已经说过啦,在前面插入,先移动再插入,
//用-1,表示指针像前面移动一个单位,然后在该指针指向的位置进行插入
bool Push( ElementType X, Deque D )
{
if((D->Rear+1)%D->MaxSize==D->Front)
return false;
else
{
D->Front = (D->Front-1+D->MaxSize)%D->MaxSize;
D->Data[D->Front] = X;
return true;
}
}
/*前删:判断条件:当头指针和尾指针指向同一个位置时,就说明是空的,为什么呢,
因为尾指针一直指向的都是下一个位置,一直是一个空的。记录此刻头指针的位置上的数值,
然后向后面移动一位。返回数值。*/
ElementType Pop( Deque D )
{
ElementType rt;
if(D->Front==D->Rear)
return ERROR;
else
{
rt = D->Data[D->Front];
D->Front = (D->Front+1)%D->MaxSize;
return rt;
}
}
//后插:判断条件和前插是一样的,后面插入,先插入后移动,
//现在该尾指针指向的位置上进行插入,然后再把尾指针向后面移动一位。
bool Inject( ElementType X, Deque D )
{
if((D->Rear+1)%D->MaxSize==D->Front)
return false;
else
{
D->Data[D->Rear] = X;
D->Rear = (D->Rear+1)%D->MaxSize;
return true;
}
}
//后删:判断条件与前删是一样的。因为当前尾指针指向的位置的值是空的,
//所以先让指针向前移动一位,获取用该指针位置的值。
ElementType Eject( Deque D )
{
if((D->Front)==D->Rear)
return ERROR;
else
{
D->Rear = (D->Rear-1+D->MaxSize)%D->MaxSize;
return D->Data[D->Rear];
}
}