#include typedef char datatype; typedef struct node{ datatype data; struct node * next; } listnode; typedef listnode* linklist; /*--------------------------------------------*/ /* 删除单链表中重复的结点 */ /*--------------------------------------------*/ linklist deletelist(linklist head) { listnode *p,*s,*q; p=head->next; while(p) {s=p; q=p->next; while(q) if(q->data==p->data) {s->next=q->next;free(q); q=s->next;} else { s=q; /*找与P结点值相同的结点*/ q=q->next; } p=p->next; } return head; } 2、假设以邻接矩阵作为图的存储结构，编写算法判别在给定的有向图中是否存在一个简单有向回路，若存在，则以顶点序列的方式输出该回路（找到一条即可）。（注：图中不存在顶点到自己的弧） 有向图判断回路要比无向图复杂。利用深度优先遍历，将顶点分成三类：未访问；已访问但其邻接点未访问完;已访问且其邻接点已访问完。下面用0，1，2表示这三种状态。前面已提到，若dfs（v）结束前出现顶点u到v的回边，则图中必有包含顶点v和u的回路。对应程序中v的状态为1，而u是正访问的顶点，若我们找出u的下一邻接点的状态为1，就可以输出回路了。 void Print(int v,int start ) //输出从顶点start开始的回路。 {for(i=1;i<=n;i++) if(g[v][i]!=0 && visited[i]==1 ) //若存在边（v,i），且顶点i的状态为1。 {printf(“%d”,v); if(i==start) printf(“\ ”); else Print(i,start);break;}//if }//Print void dfs(int v) {visited[v]=1; for(j=1;j<=n;j++ ) if (g[v][j]!=0) //存在边(v,j) if (visited[j]!=1) {if (!visited[j]) dfs(j); }//if else {cycle=1; Print(j,j);} visited[v]=2; }//dfs void find_cycle() //判断是否有回路，有则输出邻接矩阵。visited数组为全局变量。 {for (i=1;i<=n;i++) visited[i]=0; for (i=1;i<=n;i++ ) if (!visited[i]) dfs(i); }//find_cycle 3、矩阵中元素按行和按列都已排序，要求查找时间复杂度为O（m+n），因此不能采用常规的二层循环的查找。可以先从右上角（i=a,j=d）元素与x比较，只有三种情况：一是A[i,j]>x， 这情况下向j 小的方向继续查找；二是A[i,j] //n*m矩阵A,行下标从a到b,列下标从c到d,本算法查找x是否在矩阵A中. {i=a; j=d; flag=0; //flag是成 功查到x的标志 while(i<=b && j>=c) if(A[i][j]==x) {flag=1;break;} else if (A[i][j]>x) j--; else i++; if(flag) printf(“A[%d][%d]=%d”,i,j,x); //假定x为整型. else printf(“矩阵A中无%d 元素”，x)； }算法search结束。 [算法讨论]算法中查找x的路线从右上角开始，向下（当x>A[i,j]）或向左（当x 当n=1时，只有一个根结点，由中序序列和后序序列可以确定这棵二叉树。 设当n=m-1时结论成立，现证明当n=m时结论成立。 设中序序列为S1，S2，…，Sm,后序序列是P1,P2,…，Pm。因后序序列最后一个元素Pm是根，则在中序序列中可找到与Pm相等的结点（设二叉树中各结点互不相同）Si(1≤i≤m)，因中序序列是由中序遍历而得，所以Si是根结点，S1，S2，…，Si-1是左子树的中序序列，而Si+1,Si+2,…,Sm是右子树的中序序列。 若i=1，则S1是根，这时二叉树的左子树为空，右子树的结点数是m-1,则{S2，S3，…，Sm}和{P1，P2，…，Pm-1}可以唯一确定右子树，从而也确定了二叉树。 若i=m,则Sm是根，这时二叉树的右子树为空，左子树的结点数是m-1，则{S1，S2，…，Sm-1}和{P1，P2，…，Pm-1}唯一确定左子树，从而也确定了二叉树。 最后，当1 {Pi,Pi+1,…，Pm-1}可唯一确定二叉树的右子树 。 5、本题应使用深度优先遍历，从主调函数进入dfs(v)时 ，开始记数，若退出dfs()前，已访问完有向图的全部顶点（设为n个），则有向图有根，v为根结点。将n个顶点从1到n编号，各调用一次dfs()过程，就可以求出全部的根结点。题中有向图的邻接表存储结构、记顶点个数的变量、以及访问标记数组等均设计为全局变量。建立有向图g的邻接表存储结构参见上面第2题，这里只给出判断有向图是否有根的算法。 int num=0， visited[]=0 //num记访问顶点个数,访问数组visited初始化。 const n=用户定义的顶点数; AdjList g ; //用邻接表作存储结构的有向图g。 void dfs(v) {visited [v]=1; num++; //访问的顶点数＋1 if (num==n) {printf(“%d是有向图的根。\ ”,v); num=0;}//if p=g[v].firstarc; while (p) {if (visied[p->ad jvex]==0) dfs (p->adjvex); p=p->next;} //while visited[v]=0; num--; //恢复顶点v }//dfs void JudgeRoot() //判断有向图是否有根，有根则输出之。 {static int i ; for (i=1;i<=n;i++ ) //从每个顶点出发，调用dfs()各一次。 {num=0; visited[1..n]=0; dfs(i); } }// JudgeRoot 算法中打印根时，输出顶点在邻接表中的序号（下标），若要输出顶点信息，可使用g[i].vertex。 6、若第n件物品能放入背包，则问题变为能否再从n-1件物品中选出若干件放入背包（这时背包可放入物品的重量变为s-w[n]）。若第n件物品不能放入背包，则考虑从n-1件物品选若干件放入背包（这时背包可放入物品仍为s）。若最终s=0,则有一解；否则，若s<0或虽然s>0但物品数n<1,则无解。 （1）s-w[n],n-1 //Knap(s-w[n],n-1)=true （2）s,n-1 // Knap←Knap(s,n-1) 7、我们用l代表最长平台的长度，用k指示最长平台在数组b中的起始位置（下标）。用j记住局部平台的起始位置，用i指示扫描b数组的下标，i从0开始，依次和后续元素比较，若局部平台长度（i-j）大于l时，则修改最长平台的长度k（l=i-j）和其在b中的起始位置（k=j），直到b数组结束，l即为所求。 void Platform (int b[ ], int N) //求具有N个元素的整型数组b中最长平台的长度。 {l=1;k=0;j=0;i=0; while(i i++; j=i; } //新平台起点 printf(“最长平台长度%d，在b数组中起始下标为%d”，l，k)； }// Platform 8、设有一个数组中存放了一个无序的关键序列K1、K2、…、Kn。现要求将Kn放在将元素排序后的正确位置上，试编写实现该功能的算法，要求比较关键字的次数不超过n。 51. 借助于快速排序的算法思想，在一组无序的记录中查找给定关键字值等于key的记录。设此组记录存放于数组r[l..h]中。若查找成功，则输出该记录在r数组中的位置及其值，否则显示“not find”信息。请编写出算法并简要说明算法思想。 9、设t是给定的一棵二叉树，下面的递归程序count(t)用于求得:二叉树t中具有非空的左,右两个儿子的结点个数N2;只有非空左儿子的个数NL;只有非空右儿子的结点个数NR和叶子结点个数N0。N2、NL、NR、N0都是全局量，且在调用count(t)之前都置为0. typedef struct node {int data; struct node *lchild,*rchild;}node; int N2,NL,NR,N0; void count(node *t) {if (t->lchild!=NULL) if (1)___ N2++; else NL++; else if (2)___ NR++; else (3)__ ; if(t->lchild!=NULL)(4)____; if (t->rchild!=NULL) (5)____; } 26.树的先序非递归算法。 void example(b) btree *b; { btree *stack[20], *p； int top; if (b!=null) { top=1; stack[top]=b; while (top>0) { p=stack[top]; top--; printf(“%d”,p->data); if (p->rchild!=null) {(1)___; (2)___; } if (p->lchild!=null) (3)___; (4)__; }}}} 10、矩阵中元素按行和按列都已排序，要求查找时间复杂度为O（m+n），因此不能采用常规的二层循环的查找。可以先从右上角（i=a,j=d）元素与x比较，只有三种情况：一是A[i,j]>x， 这情况下向j 小的方向继续查找；二是A[i,j] //n*m矩阵A,行下标从a到b,列下标从c到d,本算法查找x是否在矩阵A中. {i=a; j=d; flag=0; //flag是成功查到x的标志 while(i<=b && j>=c) if(A[i][j]==x) {flag=1;break;} else if (A[i][j]>x) j--; else i++; if(flag) printf(“A[%d][%d]=%d”,i,j,x); //假定x为整型. else printf(“矩阵A中无%d 元素”，x)； }算法search结束。 [算法讨论]算法中查找x的路线从右上角开始，向下（当x>A[i,j]）或向左（当x 12、题目中要求矩阵两行元素的平均值按递增顺序排序，由于每行元素个数相等，按平均值排列与按每行元素之和排列是一个意思。所以应先求出各行元素之和，放入一维数组中，然后选择一种排序方法，对该数组进行排序，注意在排序时若有元素移动，则与之相应的行中各元素也必须做相应变动。 void Translation（float *matrix，int n） //本算法对n×n的矩阵matrix，通过行变换，使其各行元素的平均值按递增排列。 {int i,j,k,l； float sum，min； //sum暂存各行元素之和 float *p, *pi, *pk; for(i=0; i for (j=0; j }//for i for(i=0; i for(j=i+1;j {pk=matrix+n*k; //pk指向第k行第1个元素. pi=matrix+n*i; //pi指向第i行第1个元素. for(j=0;j sum=p[i]; p[i]=p[k]; p[k]=sum; //交换一维数组中元 素之和. }//if }//for i free(p); //释放p数组. }// Translation [算法分析] 算法中使用选择法排序,比较次数较多,但数据交换(移动)较少.若用其它排序方法,虽可减少比较次数,但数据移动会增多.算法时间复杂度为O(n2). 13、设有一组初始记录关键字为(45，80，48，40，22，78)，要求构造一棵二叉排序树并给出构造过程。 14、设有一个数组中存放了一个无序的关键序列K1、K2、…、Kn。现要求将Kn放在将元素排序后的正确位置上，试编写实现该功能的算法，要求比较关键字的次数不超过n。 51. 借助于快速排序的算法思想，在一组无序的记录中查找给定关键字值等于key的记录。设此组记录存放于数组r[l..h]中。若查找成功，则输出该记录在r数组中的位置及其值，否则显示“not find”信息。请编写出算法并简要说明算法思想。 15、证明由二叉树的中序序列和后序序列，也可以唯一确定一棵二叉树。 29. ① 试找出满足下列条件的二叉树 1）先序序列与后序序列相同 2）中序序列与后序序列相同 3）先序序列与中序序列相同 4）中序序列与层次遍历序列相同 16、我们用l代表最长平台的长度，用k指示最长平台在数组b中的起始位置（下标）。用j记住局部平台的起始位置，用i指示扫描b数组的下标，i从0开始，依次和后续元素比较，若局部平台长度（i-j）大于l时，则修改最长平台的长度k（l=i-j）和其在b中的起始位置（k=j），直到b数组结束，l即为所求。 void Platform (int b[ ], int N) //求具有N个元素的整型数组b中最长平台的长度。 {l=1;k=0;j=0;i=0; while(i i++; j=i; } //新平台起点 printf(“最长平台长度%d，在b数组中起始下标为%d”，l，k)； }// Platform 17、4、void LinkList_reverse(Linklist &L) //链表的就地逆置;为简化算法,假设表长大于2 { p=L->next;q=p->next;s=q->next;p->next=NULL; 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 18、#define maxsize 栈空间容量 void InOutS(int s[maxsize]) //s是元素为整数的栈，本算法进行入栈和退栈操作。 {int top=0; //top为栈顶指针，定义top=0时为栈空。 for(i=1; i<=n; i++) //n个整数序列作处理。 {scanf(“%d”,&x); //从键盘读入整数序列。 if(x!=-1) // 读入的整数不等于-1时入栈。 if(top==maxsize-1){printf(“栈满\ ”);exit(0);} else s[++top]=x; //x入栈。 else //读入的 整数等于-1时退栈。 {if(top==0){printf(“栈空\ ”);exit(0);} else printf(“出栈元素是%d\ ”,s[top--])；} } }//算法结 19、矩阵中元素按行和按列都已排序，要求查找时间复杂度为O（m+n），因此不能采用常规的二层循环的查找。可以先从右上角（i=a,j=d）元素与x比较，只有三种情况：一是A[i,j]>x， 这情况下向j 小的方向继续查找；二是A[i,j] //n*m矩阵A,行下标从a到b,列下标从c到d,本算法查找x是否在矩阵A中. {i=a; j=d; flag=0; //flag是成功查到x的标志 while(i<=b && j>=c) if(A[i][j]==x) {flag=1;break;} else if (A[i][j]>x) j--; else i++; if(flag) printf(“A[%d][%d]=%d”,i,j,x); //假定x为整型. else printf(“矩阵A中无%d 元素”，x)； }算法search结束。 [算法讨论]算法中查找x的路线从右上角开始，向下（当x>A[i,j]）或向左（当x 21、后序遍历最后访问根结点，即在递归算法中，根是压在栈底的。采用后序非递归算法，栈中存放二叉树结点的指针，当访问到某结点时，栈中所有元素均为该结点的祖先。本题要找p和q 的最近共同祖先结点r ,不失一般性，设p在q的左边。后序遍历必然先遍历到结点p，栈中元素均为p的祖先。将栈拷入另一辅助栈中。再继续遍历到结点q时，将栈中元素从栈顶开始逐个到辅助栈中去匹配，第一个匹配（即相等）的元素就是结点p 和q的最近公共祖先。 typedef struct {BiTree t;int tag;//tag=0 表示结点的左子女已被访问，tag=1表示结点的右子女已被访问 }stack; stack s[],s1[];//栈，容量够大 BiTree Ancestor(BiTree ROOT,p,q,r)//求二叉树上结点p和q的最近的共同祖先结点r。 {top=0; bt=ROOT; while(bt!=null ||top>0) {while(bt!=null && bt!=p && bt!=q) //结点入栈 {s[++top].t=bt; s[top].tag=0; bt=bt->lchild;} //沿左分枝向下 if(bt==p) //不失一般性，假定p在q的左侧,遇结点p时，栈中元素均为p的祖先结点 {for(i=1;i<=top;i++) s1[i]=s[i]; top1=top; }//将栈s的元素转入辅助栈s1 保存 if(bt==q) //找到q 结点。 for(i=top;i>0;i--)//；将栈中元素的树结点到s1去匹配 {pp=s[i].t; for (j=top1;j>0;j--) if(s1[j].t==pp) {printf(“p 和q的最近共同的祖先已找到”)；return (pp);} ｝ while(top!=0 && s[top].tag==1) top--; //退栈 if (top!=0)｛s[top].tag=1;bt=s [top].t->rchild;｝ //沿右分枝向下遍历 }//结束while(bt!=null ||top>0) return(null);//ｑ、p无公共祖先 ｝//结束Ancestor 22、给定n个村庄之间的交通图，若村庄i和j之间有道路，则将顶点i和j用边连接，边上的Wij表示这条道路的长度，现在要从这n个村庄中选择一个村庄建一所医院，问这所医院应建在哪个村庄，才能使离医院最远的村庄到医院的路程最短?试设计一个解答上述问题的算法，并应用该算法解答如图所示的实例。20分 void Hospital(AdjMatrix w,int n) //在以邻接带权矩阵表示的n个村庄中，求医院建在何处，使离医院最远的村庄到医院的路径最短。 {for (k=1;k<=n;k++) //求任意两顶点间的最短路径 for (i=1;i<=n;i++) for (j=1;j<=n;j++) if (w[i][k]+w[k][j] for (i=1;i<=n;i++) //求最长路径中最短的一条。 {s=0; for (j=1;j<=n;j++) //求从某村庄i（1<=i<=n）到其它村庄的最长路径。 if (w[i][j]>s) s=w[i][j]; if (s<=m) {m=s; k=i;}//在最长路径中，取最短的一条。m记最长路径，k记出发顶点的下标。 Printf(“医院应建在%d村庄，到医院距离为%d\ ”,i,m); }//for }//算法结束 对以上实例模拟的过程略。各行中最大数依次是9，9，6，7，9，9。这几个最大数中最小者为6，故医院应建在第三个村庄中,离医院最远的村庄到医院的距离是6。 1、对图1所示的连通网G，请用Prim算法构造其最小生成树（每选取一条边画一个图）。 23、根据二叉排序树中序遍历所得结点值为增序的性质，在遍历中将当前遍历结点与其前驱结点值比较，即可得出结论，为此设全局指针变量pre（初值为null）和全局变量flag，初值为true。若非二叉排序树，则置flag为false。 #define true 1 #define false 0 typedef struct node {datatype data; struct node *llink,*rlink;} *BTree; void JudgeBST（BTree t,int flag） // 判断二叉树是否是二叉排序树，本算法结束后，在调用程序中由flag得出结论。 { if（t!=null && flag） { Judgebst（t->llink,flag）；// 中序遍历左子树 if（pre==null）pre=t；// 中序遍历的第一个结点不必判断 else if（pre->data else{flag=flase；} //不是完全二叉树 Judgebst （t->rlink,flag）；// 中序遍历右子树 }//JudgeBST算法结束 24、由二叉树的前序遍历和中序遍历序列能确定唯一的一棵二叉树，下面程序的作用是实现由已知某二叉树的前序遍历和中序遍历序列，生成一棵用二叉链表表示的二叉树并打印出后序遍历序列，请写出程序所缺的语句。 。 #define MAX 100 typedef struct Node {char info; struct Node *llink, *rlink; }TNODE; char pred[MAX],inod[MAX]; main(int argc,int **argv) { TNODE *root; if(argc<3) exit 0; strcpy(pred,argv[1]); strcpy(inod,argv[2]); root=restore(pred,inod,strlen(pred)); postorder(root); } TNODE *restore(char *ppos,char *ipos,int n) { TNODE *ptr； char *rpos; int k; if(n<=0) return NULL; ptr->info=(1)_______; for((2)_______ ; rpos ptr->llink=restore(ppos+1, (4)_______,k ); ptr->rlink=restore ((5)_______+k,rpos+1,n-1-k); return ptr; } postorder(TNODE*ptr) { if(ptr=NULL) return; postorder(ptr->llink); postorder(ptr->rlink); printf(“%c”,ptr->info); } 25、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。（15分） （1）A和D是合法序列，B和C 是非法序列。 （2）设被判定的操作序列已存入一维数组A中。 int Judge(char A[]) //判断字符数组A中的输入输出序列是否是合法序列。如是，返回true，否则返回false。 {i=0; //i为下标。 j=k=0; //j和k分别为I和字母O的的个数。 while(A[i]!=‘\\0’) //当未到字符数组尾就作。 {switch(A[i]) {case‘I’: j++; break; //入栈次数增1。 case‘O’: k++; if(k>j){printf(“序列非法\ ”)；exit(0);} } i++; //不论A[i]是‘I’或‘O’，指针i均后移。} if(j!=k) {printf(“序列非法\ ”)；return(false);} else {printf(“序列合法\ ”)；return(true);} }//算法结束。 26、设一棵树T中边的集合为{(A，B)，(A，C)，(A，D)，(B，E)，(C，F)，(C，G)}，要求用孩子兄弟表示法（二叉链表）表示出该树的存储结构并将该树转化成对应的二叉树。 27、请编写一个判别给定二叉树是否为二叉排序树的算法，设二叉树用llink-rlink法存储。 28、给定n个村庄之间的交通图，若村庄i和j之间有道路，则将顶点i和j用边连接，边上的Wij表示这条道路的长度，现在要从这n个村庄中选择一个村庄建一所医院，问这所医院应建在哪个村庄，才能使离医院最远的村庄到医院的路程最短?试设计一个解答上述问题的算法，并应用该算法解答如图所示的实例。（20分） 29、设有两个集合A和集合B，要求设计生成集合C=A∩B的算法，其中集合A、B和C用链式存储结构表示。 typedef struct node {int data; struct node *next;}lklist; void intersection(lklist *ha,lklist *hb,lklist *&hc) { lklist *p,*q,*t; for(p=ha,hc=0;p!=0;p=p->next) { for(q=hb;q!=0;q=q->next) if (q->data==p->data) break; if(q!=0){ t=(lklist *)malloc(sizeof(lklist )); t->data=p->data;t->next=hc; hc=t;} } } 30、题目中要求矩阵两行元素的平均值按递增顺序排序，由于每行元素个数相等，按平均值排列与按每行元素之和排列是一个意思。所以应先求出各行元素之和，放入一维数组中，然后选择一种排序方法，对该数组进行排序，注意在排序时若有元素移动，则与之相应的行中各元素也必须做相应变动。 void Translation（float *matrix，int n） //本算法对n×n的矩阵matrix，通过行变换，使其各行元素的平均值按递增排列。 {int i,j,k,l； float sum，min； //sum暂存各行元素之和 float *p, *pi, *pk; for(i=0; i for (j=0; j }//for i for(i=0; i for(j=i+1;j {pk=matrix+n*k; //pk指向第k行第1个元素. pi=matrix+n*i; //pi指向第i行第1个元素. for(j=0;j sum=p[i]; p[i]=p[k]; p[k]=sum; //交换一维数组中元素之和. }//if }//for i free(p); //释放p数组. }// Translation [算法分析] 算法中使用选择法排序,比较次数较多,但数据交换(移动)较少.若用其它排序方法,虽可减少比较次数,但数据移动会增多.算法时间复杂度为O(n2). 31、有一种简单的排序算法，叫做计数排序（count sorting）。这种排序算法对一个待排序的表(用数组表示)进行排序，并将排序结果存放到另一个新的表中。必须注意的是，表中所有待排序的关键码互不相同，计数排序算法针对表中的每个记录，扫描待排序的表一趟，统计表中有多少个记录的关键码比该记录的关键码小，假设针对某一个记录，统计出的计数值为c，那么，这个记录在新的有序表中的合适的存放位置即为c。 (1) (3分)给出适用于计数排序的数据表定义; (2) (7分)使用Pascal或C语言编写实现计数排序的算法； (3) (4分)对于有n个记录的表，关键码比较次数是多少? (4) (3分)与简单选择排序相比较，这种方法是否更好?为什么? 32、设有一组初始记录关键字序列（K1，K2，…，Kn），要求设计一个算法能够在O(n)的时间复杂度内将线性表划分成两部分，其中左半部分的每个关键字均小于Ki，右半部分的每个关键字均大于等于Ki。 void quickpass(int r[], int s, int t) { int i=s, j=t, x=r[s]; while(i j=j-1; if (i r[i]=x; } 33、二部图（bipartite graph） G=（V，E）是一个能将其结点集V分为两不相交子集V 1和V2=V-V1的无向图，使得：V1中的任何两个结点在图G中均不相邻，V2中的任何结点在图G中也均不相邻。 （1）．请各举一个结点个数为5的二部图和非二部图的例子。 （2）．请用C或PASCAL编写一个函数BIPARTITE判断一个连通无向图G是否是二部图，并分析程序的时间复杂度。设G用二维数组A来表示，大小为n*n（n为结点个数）。请在程序中加必要的注释。若有必要可直接利用堆栈或队列操作。【 34、给出折半查找的递归算法，并给出算法时间复杂度性分析。 35、矩阵中元素按行和按列都已排序，要求查找时间复杂度为O（m+n），因此不能采用常规的二层循环的查找。可以先从右上角（i=a,j=d）元素与x比较，只有三种情况：一是A[i,j]>x， 这情况下向j 小的方向继续查找；二是A[i,j] //n*m矩阵A,行下标从a到b,列下标从c到d,本算法查找x是否在矩阵A中. {i=a; j=d; flag=0; //flag是成功查到x的标志 while(i<=b && j>=c) if(A[i][j]==x) {flag=1;break;} else if (A[i][j]>x) j--; else i++; if(flag) printf(“A[%d][%d]=%d”,i,j,x); //假定x为整型. else printf(“矩阵A中无%d 元素”，x)； }算法search结束。 [算法讨论]算法中查找x的路线从右上角开始，向下（当x>A[i,j]）或向左（当x 29. ① 试找出满足下列条件的二叉树 1）先序序列与后序序列相同 2）中序序列与后序序列相同 3）先序序列与中序序列相同 4）中序序列与层次遍历序列相同 37、本题应使用深度优先遍历，从主调函数进入dfs(v)时 ，开始记数，若退出dfs()前，已访问完有向图的全部顶点（设为n个），则有向图有根，v为根结点。将n个顶点从1到n编号，各调用一次dfs()过程，就可以求出全部的根结点。题中有向图的邻接表存储结构、记顶点个数的变量、以及访问标记数组等均设计为全局变量。建立有向图g的邻接表存储结构参见上面第2题，这里只给出判断有向图是否有根的算法。 int num=0， visited[]=0 //num记访问顶点个数,访问数组visited初始化。 const n=用户定义的顶点数; AdjList g ; // 用邻接表作存储结构的有向图g。 void dfs(v) {visited [v]=1; num++; //访问的顶点数＋1 if (num==n) {printf(“%d是有向图的根。\ ”,v); num=0;}//if p=g[v].firstarc; while (p) {if (visied[p->adjvex]==0) dfs (p->adjvex); p=p->next;} //while visited[v]=0; num--; //恢复顶点v }//dfs void JudgeRoot() //判断有向图是否有根，有根则输出之。 {static int i ; for (i=1;i<=n;i++ ) //从每个顶点出发，调用dfs()各一次。 {num=0; visited[1..n]=0; dfs(i); } }// JudgeRoot 算法中打印根时，输出顶点在邻接表中的序号（下标），若要输出顶点信息，可使用g[i].vertex。 38、约瑟夫环问题（Josephus问题）是指编号为1、2、…，n的n（n>0）个人按顺时针方向围坐成一圈，现从第s个人开始按顺时针方向报数，数到第m个人出列，然后从出列的下一个人重新开始报数，数到第m的人又出列，…，如此重复直到所有的人全部出列为止。现要求采用循环链表结构设计一个算法，模拟此过程。 #include typedef int datatype; typedef struct node {datatype data; struct node *next; }listnode; typedef listnode *linklist; void jose(linklist head,int s,int m) {linklist k1,pre,p; int count=1; pre=NULL; k1=head; /*k1为报数的起点*/ while (count!=s) /*找初始报数起点*/ {pre=k1; k1=k1->next; count++; } while(k1->next!=k1) /*当循环链表中的结点个数大于1时*/ { p=k1; /*从k1开始报数*/ count=1; while (count!=m) /*连续数m个结点*/ { pre=p; p=p->next; count++; } pre->next=p->next; /*输出该结点，并删除该结点*/ printf("%4d 图的顶点，这里设顶点信息就是顶点编号。 int f=0,r,visited[]; //f和r分别是队列的头尾指针,visited[]是访问数组 for (i=1;i<=n;i++) {visited[i]=0;s[i]=0;} //初始化，各顶点未确定属于那个集合 Q[1]=1; r=1; s[1]=1;//顶点1放入集合S1 while(f if (!visited[v]) {visited[v]=1; //确保对每一个顶点，都要检查与其邻接点不应在一个集合中 for (j=1,j<=n;j++) if (g[v][j]==1){if (!s[j]) {s[j]=jh; Q[++r]=j;} //邻接点入队列 else if (s[j]==s[v]) return(0);} //非二部图 }//if (!visited[v]) }//while return(1); }//是二部图 [算法讨论] 题目给的是连通无向图，若非连通，则算法要修改。 40、假设以邻接矩阵作为图的存储结构，编写算法判别在给定的有向图中是否存在一个简单有向回路，若存在，则以顶点序列的方式输出该回路（找到一条即可）。（注：图中不存在顶点到自己的弧） 有向图判断回路要比无向图复杂。利用深度优先遍历，将顶点分成三类：未访问；已访问但其邻接点未访问完;已访问且其邻接点已访问完。下面用0，1，2表示这三种状态。前面已提到，若dfs（v）结束前出现顶点u到v的回边，则图中必有包含顶点v和u的回路。对应程序中v的状态为1，而u是正访问的顶点，若我们找出u的下一邻接点的状态为1，就可以输出回路了。 void Print(int v,int start ) //输出从顶点start开始的回路。 {for(i=1;i<=n;i++) if(g[v][i]!=0 && visited[i]==1 ) //若存在边（v,i），且顶点i的状态为1。 {printf(“%d”,v); if(i==start) printf(“\ ”); else Print(i,start);break;}//if }//Print void dfs(int v) {visited[v]=1; for(j=1;j<=n;j++ ) if (g[v][j]!=0) //存在边(v,j) if (visited[j]!=1) {if (!visited[j]) dfs(j); }//if else {cycle=1; Print(j,j);} visited[v]=2; }//dfs void find_cycle() //判断是否有回路，有则输出邻接矩阵。visited数组为全局变量。 {for (i=1;i<=n;i++) visited[i]=0; for (i=1;i<=n;i++ ) if (!visited[i]) dfs(i); }//find_cycle 41、 二叉树的层次遍历序列的第一个结点是二叉树的根。实际上，层次遍历序列中的每个结点都是“局部根”。确定根后，到二叉树的中序序列中，查到该结点，该结点将二叉树分为“左根右”三部分。若左、右子树均有，则层次序列根结点的后面应是左右子树的根；若中序序列中只有左子树或只有右子树，则在层次序列的根结点后也只有左子树的根或右子树的根。这样，定义一个全局变量指针R，指向层次序列待处理元素。算法中先处理根结点，将根结点和左右子女的信息入队列。然后，在队列不空的条件下，循环处理二叉树的 点。队列中元素的数据结构定义如下： typedef struct { int lvl; //层次序列指针，总是指向当前“根结点”在层次序列中的位置 int l,h; //中序序列的下上界 int f; //层次序列中当前“根结点”的双亲结点的指针 int lr; // 1—双亲的左子树 2—双亲的右子树 }qnode; BiTree Creat(datatype in[],level[],int n) //由二叉树的层次序列level[n]和中序序列in[n]生成二叉树。 n是二叉树的结点数 {if (n<1) {printf(“参数错误\ ”); exit(0);} qnode s,Q[]; //Q是元素为qnode类型的队列，容量足够大 init(Q); int R=0; //R是层次序列指针，指向当前待处理的结点 BiTree p=(BiTree)malloc(sizeof(BiNode)); //生成根结点 p->data=level[0]; p->lchild=null; p->rchild=null; //填写该结点数据 for (i=0; i if (i==0) //根结点无左子树，遍历序列的1—n-1是右子树 {p->lchild=null; s.lvl=++R; s.l=i+1; s.h=n-1; s.f=p; s.lr=2; enqueue(Q,s); } else if (i==n-1) //根结点无右子树，遍历序列的1—n-1是左子树 {p->rchild=null; s.lvl=++R; s.l=1; s.h=i-1; s.f=p; s.lr=1; enqueue(Q,s); } else //根结点有左子树和右子树 {s.lvl=++R; s.l=0; s.h=i-1; s.f=p; s.lr=1;enqueue(Q,s);//左子树有关信息入队列 s.lvl=++R; s.l=i+1;s.h=n-1;s.f=p; s.lr=2;enqueue(Q,s);//右子树有关信息入队列 } while (!empty(Q)) //当队列不空，进行循环，构造二叉树的左右子树 { s=delqueue(Q); father=s.f; for (i=s.l; i<=s.h; i++) if (in[i]==level[s.lvl]) break; p=(bitreptr)malloc(sizeof(binode)); //申请结点空间 p->data=level[s.lvl]; p->lchild=null; p->rchild=null; //填写该结点数据 if (s.lr==1) father->lchild=p; else father->rchild=p； //让双亲的子女指针指向该结点 if (i==s.l) {p->lchild=null; //处理无左子女 s.lvl=++R; s.l=i+1; s.f=p; s.lr=2; enqueue(Q,s); } else if (i==s.h) {p->rchild=null; //处理无右子女 s.lvl=++R; s.h=i-1; s.f=p; s.lr=1; enqueue(Q,s); } else{s.lvl=++R; s.h=i-1; s.f=p; s.lr=1; enqueue(Q,s);//左子树有关信息入队列 s.lvl=++R; s.l=i+1; s.f=p; s.lr=2; enqueue(Q,s); //右子树有关信息入队列 } }//结束while (!empty(Q)) return(p); }//算法结束 42、给定n个村庄之间的交通图，若村庄i和j之间有道路，则将顶点i和j用边连接，边上的Wij表示这条道路的长度，现在要从这n个村庄中选择一个村庄建一所医院，问这所医院应建在哪个村庄，才能使离医院最远的村庄到医院的路程最短?试设计一个解答上述问题的算法，并应用该算法解答如图所示的实例。（20分） 43、设T是一棵满二叉树，编写一个将T的先序遍历序列转换为后 后序遍历序列的递归算法。 44、#define maxsize 栈空间容量 void InOutS(int s[maxsize]) //s是元素为整数的栈，本算法进行入栈和退栈操作。 {int top=0; //top为栈顶指针，定义top=0时为栈空。 for(i=1; i<=n; i++) //n个整数序列作处理。 {scanf(“%d”,&x); //从键盘读入整数序列。 if(x!=-1) // 读入的整数不等于-1时入栈。 if(top==maxsize-1){printf(“栈满\ ”);exit(0);} else s[++top]=x; //x入栈。 else //读入的整数等于-1时退栈。 {if(top==0){printf(“栈空\ ”);exit(0);} else printf(“出栈元素是%d\ ”,s[top--])；} } }//算法结 45、若第n件物品能放入背包，则问题变为能否再从n-1件物品中选出若干件放入背包（这时背包可放入物品的重量变为s-w[n]）。若第n件物品不能放入背包，则考虑从n-1件物品选若干件放入背包（这时背包可放入物品仍为s）。若最终s=0,则有一解；否则，若s<0或虽然s>0但物品数n<1,则无解。 （1）s-w[n],n-1 //Knap(s-w[n],n-1)=true （2）s,n-1 // Knap←Knap(s,n-1) 46、我们可用“破圈法”求解带权连通无向图的一棵最小代价生成树。所谓“破圈法”就是“任取一圈，去掉圈上权最大的边”，反复执行这一步骤，直到没有圈为止。请给出用“破圈法”求解给定的带权连通无向图的一棵最小代价生成树的详细算法，并用程序实现你所给出的算法。注：圈就是回路。 47、#define maxsize 栈空间容量 void InOutS(int s[maxsize]) //s是元素为整数的栈，本算法进行入栈和退栈操作。 {int top=0; //top为栈顶指针，定义top=0时为栈空。 for(i=1; i<=n; i++) //n个整数序列作处理。 {scanf(“%d”,&x); //从键盘读入整数序列。 if(x!=-1) // 读入的整数不等于-1时入栈。 if(top==maxsize-1){printf(“栈满\ ”);exit(0);} else s[++top]=x; //x入栈。 else //读入的整数等于-1时退栈。 {if(top==0){printf(“栈空\ ”);exit(0);} else printf(“出栈元素是%d\ ”,s[top--])；} } }//算法结 48、后序遍历最后访问根结点，即在递归算法中，根是压在栈底的。采用后序非递归算法，栈中存放二叉树结点的指针，当访问到某结点时，栈中所有元素均为该结点的祖先。本题要找p和q 的最近共同祖先结点r ,不失一般性，设p在q的左边。后序遍历必然先遍历到结点p，栈中元素均为p的祖先。将栈拷入另一辅助栈中。再继续遍历到结点q时，将栈中元素从栈顶开始逐 个到辅助栈中去匹配，第一个匹配（即相等）的元素就是结点p 和q的最近公共祖先。 typedef struct {BiTree t;int tag;//tag=0 表示结点的左子女已被访问，tag=1表示结点的右子女已被访问 }stack; stack s[],s1[];//栈，容量够大 BiTree Ancestor(BiTree ROOT,p,q,r)//求二叉树上结点p和q的最近的共同祖先结点r。 {top=0; bt=ROOT; while(bt!=null ||top>0) {while(bt!=null && bt!=p && bt!=q) //结点入栈 {s[++top].t=bt; s[top].tag=0; bt=bt->lchild;} //沿左分枝向下 if(bt==p) //不失一般性，假定p在q的左侧,遇结点p时，栈中元素均为p的祖先结点 {for(i=1;i<=top;i++) s1[i]=s[i]; top1=top; }//将栈s的元素转入辅助栈s1 保存 if(bt==q) //找到q 结点。 for(i=top;i>0;i--)//；将栈中元素的树结点到s1去匹配 {pp=s[i].t; for (j=top1;j>0;j--) if(s1[j].t==pp) {printf(“p 和q的最近共同的祖先已找到”)；return (pp);} ｝ while(top!=0 && s[top].tag==1) top--; //退栈 if (top!=0)｛s[top].tag=1;bt=s[top].t->rchild;｝ //沿右分枝向下遍历 }//结束while(bt!=null ||top>0) return(null);//ｑ、p无公共祖先 ｝//结束Ancestor 49、给出折半查找的递归算法，并给出算法时间复杂度性分析。 50、约瑟夫环问题（Josephus问题）是指编号为1、2、…，n的n（n>0）个人按顺时针方向围坐成一圈，现从第s个人开始按顺时针方向报数，数到第m个人出列，然后从出列的下一个人重新开始报数，数到第m的人又出列，…，如此重复直到所有的人全部出列为止。现要求采用循环链表结构设计一个算法，模拟此过程。 #include typedef int datatype; typedef struct node {datatype data; struct node *next; }listnode; typedef listnode *linklist; void jose(linklist head,int s,int m) {linklist k1,pre,p; int count=1; pre=NULL; k1=head; /*k1为报数的起点*/ while (count!=s) /*找初始报数起点*/ {pre=k1; k1=k1->next; count++; } while(k1->next!=k1) /*当循环链表中的结点个数大于1时*/ { p=k1; /*从k1开始报数*/ count=1; while (count!=m) /*连续数m个结点*/ { pre=p; p=p->next; count++; } pre->next=p->next; /*输出该结点，并删除该结点*/ printf("%4d } r->next=head; /*生成循环链表*/ jose(head,s,m); /*调用函数*/ } } 51、设T是一棵满二叉树，编写一个将T的先序遍历序列转换为后序遍历序列的递归算法。
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