数据结构第三章习题

（2）队列中能容纳元素的最多个数是多少？

36. 给出循环队列中元素个数的计算式(设队最大长度为N,队首指针FRONT，队尾指针REAR)

37. 顺序队列一般应该组织成为环状队列的形式，而且一般队列头或尾其中之一应该特殊处理。例如，队列为listarray[0..n-1]，队列头指针为 front，队列尾指针为 rear， 则listarray [rear]表示下一个可以插入队列的位置。请解释其原因。38. 设一个双端队列，元素进入该队列的次序为a，b，c，d。求既不能由输入受限的双端队列得到,又不能由输出受限的双端队列得到的输出序列。

39. 若以1、2、3、4作为双端队列的输入序列，试分别求出以下条件的输出序列： （1）能由输入受限的双端队列得到，但不能由输出受限的双端队列得到的输出序列； （2）能由输出受限的双端队列得到，但不能由输入受限的双端队列得到的输出序列； （3）既不能由输入受限的双端队列得到，也不能由输出受限的双端队列得到的输出序列。 40. 假设以数组sq[0..7]存放循环队列元素,变量f指向队头元素的前一位置,变量r指向队尾元素，如用A和D分别表示入队和出队操作，请给出： （1） 队空的初始条件;

（2） 执行操作序列A3D1A5D2A1D2A4时的状态,并作必要的说明。 41、设输入元素为1、2、3、P和A，输入次序为123PA，如图（编者略）。元素经过栈后达输出序列，当所有元素均到达输出序列后，有哪些序列可以作为高级语言的变量名。 五 算法设计题

1. 设有两个栈S1,S2都采用顺序栈方式，并且共享一个存储区[O..maxsize-1],为了尽量利用空间，减少溢出的可能，可采用栈顶相向，迎面增长的存储方式。试设计S1,S2有关入栈和出栈的操作算法。

2. 设从键盘输入一整数的序列：a1, a2, a3，?，an,试编写算法实现：用栈结构存储输入的整数，当ai≠-1时，将ai进栈；当ai=-1时，输出栈顶整数并出栈。算法应对异常情况（入栈满等）给出相应的信息。

3. 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。)

4. 从键盘上输入一个逆波兰表达式，用伪码写出其求值程序。规定：逆波兰表达式的长度不超过一行，以$符作为输入结束，操作数之间用空格分隔,操作符只可能有+、-、*、/四种运算。例如：234 34+2*$

5. 假设以I和O分别表示入栈和出栈操作。栈的初态和终态均为空，入栈和出栈的操作序列可表示为仅由I和O组成的序列，称可以操作的序列为合法序列，否则称为非法序列。 （1）下面所示的序列中哪些是合法的？

A. IOIIOIOO B. IOOIOIIO C. IIIOIOIO D. IIIOOIOO

（2）通过对（1）的分析，写出一个算法，判定所给的操作序列是否合法。若合法，返回true，否则返回false（假定被判定的操作序列已存入一维数组中）。

6.设计一个算法，判断一个算术表达式中的括号是否配对。算术表达式保存在带头结点的单循环链表中，每个结点有两个域：ch和link，其中ch域为字符类型。

7. 请利用两个栈S1和S2来模拟一个队列。已知栈的三个运算定义如下：PUSH(ST,x):元素x入ST栈；POP(ST,x)：ST栈顶元素出栈，赋给变量x；Sempty(ST)：判ST栈是否为空。那么如何利用栈的运算来实现该队列的三个运算：enqueue:插入一个元素入队列； dequeue:删除一个元素出队列；queue_empty：判队列为空。（请写明算法的思想及必要的注释） 类似本题的另外叙述有：

（1）有两个长度相同的栈S1,S2，已知以下入栈、出栈、判栈满和判栈空操作： PROCEDURE push(Stack:Stacktype;x:Datatype); FUNCTION Pop(Stack:Stacktype ):Datatype; FUNCTION Full (Stack:Stacktype):Boolean; FUNCTION Empty(Stack:Stacktype)Boolean;

现用此二栈构成一个队列，试写出下面入队列、出队列操作算法： PROCEDURE EnQueue(x:Datatype);

FUNCTION DeQueue: Datatype; 8. 设结点结构为(data,link)，试用一个全局指针p和某种链接结构实现一个队列,画出示意图,并给出入队addq和出队deleteq过程,要求它们的时间复杂性都是O(l)（不计new和dispose时间）

9. 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，如图所示（编者略），请写出相应的入队列和出队列算法。

10. 如果允许在循环队列的两端都可以进行插入和删除操作。要求： （1）写出循环队列的类型定义；

（2）写出“从队尾删除”和“从队头插入”的算法。

11. 在一个循环链队中只有尾指针（记为rear，结点结构为数据域data，指针域next），请给出这种队列的入队和出队操作的实现过程。

12. 双端队列（duque）是一个可以在任一端进行插入和删除的线性表。现采用一个一维数组作为双端队列的数据存储结构，使用类PASCAL语言描述如下： CONST maxsize=32; {数组中可容纳的元素个数} TYPE duque=RECORD

elem: ARRAY[0..MAXSIZE-1] OF datatype; {环形队列的存放数组} end1,end2:0..MAXSIZE; {环形数组的两端} END;

试编写两个算法add(Qu:duque;x:datatype;tag:0..1)和delete（Qu:duque; var x:datatype; tag:0..1）用以在此双端队列的任一端进行插入和删除。当tag=0时在左端endl端操作，当tag=1时在右端end2端操作。

13. 一个双端队列deque是限定在两端end1，end2都可进行插入和删除的线性表。队空条件是end1=end2。若用顺序方式来组织双端队列，试根据下列要求，定义双端队列的结构，并给出在指定端i（i=1，2）的插入enq和删除deq操作的实现。 （1） 当队满时，最多只能有一个元素空间可以是空的。

（2） 在做两端的插入和删除时，队列中其它元素一律不动。14. 已知Q是一个非空队列，S是一个空栈。仅用队列和栈的ADT函数和少量工作变量，使用Pascal或C语言编写一个算法，将队列Q中的所有元素逆置。栈的ADT函数有： makeEmpty(s:stack); 置空栈

push(s:stack;value:datatype); 新元素value进栈 pop(s:stack):datatype; 出栈，返回栈顶值 isEmpty(s:stack):Boolean; 判栈空否 队列的 ADT函数有：

enqueue(q:queue:value:datatype); 元素value进队

deQueue(q:queue):datatype; 出队列，返回队头值 isEmpty(q:queue):boolean; 判队列空否

15. 将n个队列顺序映射到数组v[l..m]中，每一队列在v中表示为一循环队列。试画出其示意图并写出对应这种表示的addq和deleteq过程。

16. 设整数序列a1,a2,?,an，给出求解最大值的递归程序。

17．线性表中元素存放在向量A（1,?,n）中，元素是整型数。试写出递归算法求出A中的最大和最小元素。

18. 已知求两个正整数m与n的最大公因子的过程用自然语言可以表述为反复执行如下动作：第一步：若n等于零，则返回m；第二步：若m小于n，则m与n相互交换；否则，保存m，然后将n送m，将保存的m除以n的余数送n。

（1）将上述过程用递归函数表达出来（设求x除以y的余数可以用x MOD y 形式表示）。 （2）写出求解该递归函数的非递归算法。19. 写出和下列递归过程等价的非递归过程。 PROCEDURE test(VAR sum:integer); VAR a:integer, BEGIN

read(a);

IF a=0 THEN sum:=1

ELSE BEGIN test(sum); sum:=sum*a；END; write(sum)；

END;

20. 试将下列递归过程改写为非递归过程。 void test(int &sum) { int x； scanf(x)；

if(x=0) sum=0 else {test(sum); sum+=x;} printf(sum)； }

21. 已知Ackermann函数定义如下: （1） 写出Ack(2,1)的计算过程。

（2） 写出计算Ack(m,n)的非递归算法。

22．设计算法以求解从集合{1..n}中选取k（k<=n）个元素的所有组合。例如，从集合{1..4}中选取2个元素的所有组合的输出结果为：1 2，1 3，1 4，2 3， 2 4，3 4。