【最详细】数据结构（C语言版第2版）第三章课后习题答案严蔚敏等编著

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1．选择题
（ 1）若让元素 1， 2， 3， 4， 5 依次进栈，则出栈次序不可能出现在（）种情况。
A． 5， 4， 3， 2， 1
B． 2， 1， 5， 4， 3
C． 4， 3， 1， 2， 5
D． 2， 3， 5， 4， 1
答案： C
解释：栈是后进先出的线性表，不难发现 C 选项中元素 1 比元素 2 先出栈，违背了栈
的后进先出原则，所以不可能出现 C 选项所示的情况。

（ 2）若已知一个栈的入栈序列是 1，2，3… n，其输出序列为 p1，p2，p3 … pn，若 p1=n ，则 pi 为（）。
A． i
B ． n-i
C ． n-i+1
D ．不确定
答案： C
解释：栈是后进先出的线性表，一个栈的入栈序列是 1， 2， 3，, ， n，而输出序列的
第一个元素为 n，说明 1，2，3，, ， n 一次性全部进栈，再进行输出，所以 p1=n ，p2=n-1 ，, ，
pi=n-i+1 。

（ 3）数组Ｑ［ｎ］用来表示一个循环队列，ｆ为当前队列头元素的前一位置，ｒ为队尾
元素的位置，假定队列中元素的个数小于ｎ，计算队列中元素个数的公式为（）。
A ． r-f
B ． (n+f-r)%n
C ． n+r-f
D ．( n+r-f)%n
答案： D
解释：对于非循环队列，尾指针和头指针的差值便是队列的长度，而对于循环队列，
差值可能为负数，所以需要将差值加上 MAXSIZE （本题为 n），然后与 MAXSIZE （本题为 n）
求余，即（ n+r-f)%n 。

（ 4）链式栈结点为： (data,link) ， top 指向栈顶 .若想摘除栈顶结点，并将删除结点的值
保存到 x 中 ,则应执行操作（）。
A． x=top->data;top=top->link ；
B． top=top->link;x=top->link ；
C． x=top;top=top->link ；
D． x=top->link ；
答案： A
解释：x=top->data 将结点的值保存到 x 中，top=top->link 栈顶指针指向栈顶下一结点，
即摘除栈顶结点。

（ 5）设有一个递归算法如下

int fact(int n) { //n 大于等于 0 if(n<=0) return 1; else return n*fact(n-1);
}

则计算 fact(n) 需要调用该函数的次数为（）。
A． n+1
B． n-1
C． n
D． n+2
答案： A
解释：特殊值法。设 n=0，易知仅调用一次 fact(n) 函数，故选 A 。

（ 6）栈在（）中有所应用。
A．递归调用 B．函数调用 C．表达式求值 D．前三个选项都有
答案： D
解释：递归调用、函数调用、表达式求值均用到了栈的后进先出性质。

（ 7）为解决计算机主机与打印机间速度不匹配问题，通常设一个打印数据缓冲区。主机
将要输出的数据依次写入该缓冲区，而打印机则依次从该缓冲区中取出数据。该缓冲区的逻
辑结构应该是（）。
A．队列 B ．栈 C．线性表 D．有序表
答案： A
解释：解决缓冲区问题应利用一种先进先出的线性表，而队列正是一种先进先出的线性表。

（ 8）设栈 S 和队列 Q 的初始状态为空，元素 e1、 e2、 e3、 e4、 e5 和 e6 依次进入栈 S，
一个元素出栈后即进入 Q，若 6 个元素出队的序列是 e2、 e4、e3、e6、e5 和 e1，则栈 S 的容
量至少应该是（）。
A． 2 B． 3 C． 4 D． 6
答案： B
解释：元素出队的序列是 e2、e4、e3、e6、e5 和 e1 ，可知元素入队的序列是 e2、e4、
e3、 e6、 e5 和 e1，即元素出栈的序列也是 e2、 e4、 e3、 e6、 e5 和 e1，而元素 e1、 e2、 e3、
e4、 e5 和 e6 依次进入栈，易知栈 S 中最多同时存在 3 个元素，故栈 S 的容量至少为 3。

（ 9）若一个栈以向量 V[1…n] 存储，初始栈顶指针 top 设为 n+1 ，则元素 x 进栈的正确操作是 ( ) 。
A． top++; V[top]=x; B． V[top]=x; top++;
C． top–; V[top]=x; D． V[top]=x; top–;
答案： C
解释：初始栈顶指针 top 为 n+1 ，说明元素从数组向量的高端地址进栈，又因为元素
存储在向量空间 V[1…n] 中，所以进栈时 top 指针先下移变为 n，之后将元素 x 存储在 V[n] 。

（ 10）设计一个判别表达式中左，右括号是否配对出现的算法，采用（）数据结构最佳。
A．线性表的顺序存储结构 B．队列
C. 线性表的链式存储结构 D. 栈
答案： D
解释：利用栈的后进先出原则。

（ 11）用链接方式存储的队列，在进行删除运算时（）。
A. 仅修改头指针 B. 仅修改尾指针
C. 头、尾指针都要修改 D. 头、尾指针可能都要修改
答案： D
解释：一般情况下只修改头指针，但是，当删除的是队列中最后一个元素时，队尾指
针也丢失了，因此需对队尾指针重新赋值。

（ 12）循环队列存储在数组 A[0…m] 中，则入队时的操作为（）。
A. rear=rear+1 B. rear=(rear+1)%(m-1)
C. rear=(rear+1)%mD. rear=(rear+1)%(m+1)
答案： D
解释：数组 A[0…m] 中共含有 m+1 个元素，故在求模运算时应除以 m+1。

（ 13）最大容量为 n 的循环队列，队尾指针是 rear ，队头是 front ，则队空的条件是（）。
A. (rear+1)%n==front B. rear==front
C． rear+1==front D. (rear-l)%n==front
答案： B
解释：最大容量为 n 的循环队列，队满条件是 (rear+1)%n==front ，队空条件是rear==front 。

（ 14）栈和队列的共同点是（）。
A. 都是先进先出 B. 都是先进后出
C. 只允许在端点处插入和删除元素 D. 没有共同点
答案： C
解释：栈只允许在栈顶处进行插入和删除元素，队列只允许在队尾插入元素和在队头
删除元素。

（ 15）一个递归算法必须包括（）。
A. 递归部分 B. 终止条件和递归部分
C. 迭代部分 D. 终止条件和迭代部分
答案： B

2．算法设计题

（ 1）将编号为 0 和 1 的两个栈存放于一个数组空间 V[m] 中，栈底分别处于数组的两端。
当第 0 号栈的栈顶指针 top[0] 等于 -1 时该栈为空，当第 1 号栈的栈顶指针 top[1] 等于 m 时该
栈为空。两个栈均从两端向中间增长。试编写双栈初始化，判断栈空、栈满、进栈和出栈等
算法的函数。双栈数据结构的定义如下：

Typedef struct
{int top[2],bot[2]; //栈顶和栈底指针SElemType *V; //栈数组int m; //栈最大可容纳元素个数
}DblStack

[ 题目分析 ]
两栈共享向量空间，将两栈栈底设在向量两端，初始时，左栈顶指针为 -1 ，右栈顶为 m。
两栈顶指针相邻时为栈满。两栈顶相向、迎面增长，栈顶指针指向栈顶元素。
[ 算法描述 ]
(1) 栈初始化

int Init()  {S.top[0]=-1; S.top[1]=m; return 1; // 初始化成功
}

(2) 入栈操作：

int push(stk S ,int i,int x)
∥ i 为栈号， i=0 表示左栈， i=1 为右栈， x 是入栈元素。入栈成功返回 1，失败返回 0
{if(i<0||i>1){cout<< “栈号输入不对 ”<<endl;exit(0);} if(S.top[1]-S.top[0]==1) {cout<< “栈已满 ”<<endl;return(0);} switch(i) {case 0: S.V[++S.top[0]]=x; return(1); break; case 1: S.V[--S.top[1]]=x; return(1); }
} ∥ push

(3) 退栈操作

ElemType pop(stk S,int i)
∥退栈。 i 代表栈号， i=0 时为左栈， i=1 时为右栈。退栈成功时返回退栈元素
∥否则返回 -1
{if(i<0 || i>1){cout<< “栈号输入错误 ”<<endl ； exit(0);} switch(i) {case 0: if(S.top[0]==-1) {cout<< “栈空 ”<<endl ； return （ -1）； } else return(S.V[S.top[0]--]); case 1: if(S.top[1]==m {cout<< “栈空 ”<<endl; return(-1);} else return(S.V[S.top[1]++]); } ∥ switch
} ∥算法结束

(4) 判断栈空

int Empty();
{return (S.top[0]==-1 && S.top[1]==m);
}

[算法讨论 ]
请注意算法中两栈入栈和退栈时的栈顶指针的计算。左栈是通常意义下的栈，而右栈入
栈操作时，其栈顶指针左移（减 1），退栈时，栈顶指针右移（加 1）。（ 2）回文是指正读反读均相同的字符序列，如“ abba”和“ abdba ”均是回文，但“ good ”
不是回文。试写一个算法判定给定的字符向量是否为回文。 (提示：将一半字符入栈 )
[ 题目分析 ]
将字符串前一半入栈，然后，栈中元素和字符串后一半进行比较。即将第一个出栈元素
和后一半串中第一个字符比较，若相等，则再出栈一个元素与后一个字符比较， , ，直至
栈空，结论为字符序列是回文。在出栈元素与串中字符比较不等时，结论字符序列不是回文。
[ 算法描述 ]

#define StackSize 100 // 假定预分配的栈空间最多为 100 个元素
typedef char DataType;// 假定栈元素的数据类型为字符
typedef struct  {DataType data[StackSize]; int top;
}SeqStack;
int IsHuiwen( char *t)
{// 判断 t 字符向量是否为回文，若是，返回 1，否则返回 0 SeqStack s; int i , len; char temp; InitStack( &s); len=strlen(t); // 求向量长度for ( i=0; i<len/2; i++)// 将一半字符入栈Push( &s, t[i]); while( !EmptyStack( &s)) {// 每弹出一个字符与相应字符比较temp=Pop (&s); if( temp!=S[i]) return 0 ;// 不等则返回 0 else i++; } return 1 ; // 比较完毕均相等则返回 1
}

（ 3）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。
[ 算法描述 ]

#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。18 {cin>>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){cout<< “栈满” <<endl;exit(0);} else s[++top]=x; //x 入栈。｝else // 读入的整数等于 -1 时退栈。{if(top==0){cout<< “栈空” <<endl;exit(0);} else cout<< “出栈元素是” <<s[top--]<<endl;} }
}// 算法结束。

（ 4）从键盘上输入一个后缀表达式，试编写算法计算表达式的值。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：23434+2∗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*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：23434+2∗ 。 [ 题目分析 ]
逆波兰表达式 ( 即后缀表达式 ) 求值规则如下：设立运算数栈 OPND,对表达式从左到右扫
描 ( 读入 ) ，当表达式中扫描到数时，压入 OPND栈。当扫描到运算符时，从 OPND退出两个数，
进行相应运算，结果再压入 OPND 栈。这个过程一直进行到读出表达式结束符 $，这时 OPND
栈中只有一个数，就是结果。
[ 算法描述 ]

float expr( )
// 从键盘输入逆波兰表达式，以‘ $’表示输入结束，本算法求逆波兰式表达式的值。
｛ float OPND[30]; // OPND 是操作数栈。init(OPND); // 两栈初始化。float num=0.0; // 数字初始化。cin>>x;//x 是字符型变量。while(x!= ’$’){switch {case ‘0’<=x<=’9’:while((x>= ’0’&&x<=’9’)||x== ’. ’) // 拼数if(x!= ’. ’) // 处理整数{num=num*10+ （ ord(x)- ord( ‘0’) ） ; cin>>x;} else // 处理小数部分。{scale=10.0; cin>>x; while(x>= ’0’&&x<=’9’){num=num+(ord(x)- ord( ‘0’)/scale;scale=scale*10; cin>>x; } }//else push(OPND,num); num=0.0;// 数压入栈，下个数初始化case x= ‘ ’:break; // 遇空格，继续读下一个字符。case x= ‘+’:push(OPND,pop(OPND)+pop(OPND));break;case x= ‘ - ’ :x1=pop(OPND);x2=pop(OPND);push(OPND,x2-x1);break; case x= ‘*’:push(OPND,pop(OPND)*pop(OPND));break;case x= ‘ / ’ :x1=pop(OPND);x2=pop(OPND);push(OPND,x2/x1);break; default: // 其它符号不作处理。}// 结束 switch cin>>x;// 读入表达式中下一个字符。}// 结束 while （ x！ =‘$’）cout<< “后缀表达式的值为” <<pop(OPND);
}// 算法结束。

[ 算法讨论 ] 假设输入的后缀表达式是正确的，未作错误检查。算法中拼数部分是核心。
若遇到大于等于‘ 0’且小于等于‘ 9’的字符，认为是数。这种字符的序号减去字符‘ 0’的
序号得出数。对于整数，每读入一个数字字符，前面得到的部分数要乘上 10 再加新读入的数
得到新的部分数。当读到小数点，认为数的整数部分已完，要接着处理小数部分。小数部分
的数要除以 10 （或 10 的幂数）变成十分位，百分位，千分位数等等，与前面部分数相加。
在拼数过程中，若遇非数字字符，表示数已拼完，将数压入栈中，并且将变量 num 恢复为 0，
准备下一个数。这时对新读入的字符进入‘ +’、‘ - ’、‘ * ’、‘ / ’及空格的判断，因此在结束
处理数字字符的 case 后，不能加入 break 语句。

（ 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）。
答案：
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){ cout<< “序列非法” <<ednl ； exit(0);} } i++; // 不论 A[i] 是‘ I ’或‘ O’，指针 i 均后移。 } if(j!=k) {cout<< “序列非法” <<endl ； return(false);} else {cout<< “序列合法” <<endl ； return(true);} }// 算法结束。

[ 算法讨论 ] 在入栈出栈序列（即由‘ I ’和‘ O’组成的字符串）的任一位置，入栈次数
（‘ I ’的个数）都必须大于等于出栈次数（即‘ O’的个数），否则视作非法序列，立即给出
信息，退出算法。整个序列（即读到字符数组中字符串的结束标记‘ \0 ’），入栈次数必须等
于出栈次数（题目中要求栈的初态和终态都为空），否则视为非法序列。

(6）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元素站点 ( 注意不
设头指针 ) ，试编写相应的置空队、判队空、入队和出队等算法。
[ 题目分析 ]
置空队就是建立一个头节点，并把头尾指针都指向头节点，头节点是不存放数据的；判
队空就是当头指针等于尾指针时，队空；入队时，将新的节点插入到链队列的尾部，同时将
尾指针指向这个节点；出队时，删除的是队头节点，要注意队列的长度大于 1 还是等于 1 的
情况，这个时候要注意尾指针的修改，如果等于 1，则要删除尾指针指向的节点。
[算法描述 ]

//先定义链队结构 :
typedef struct queuenode
{Datatype data; struct queuenode *next;
}QueueNode; // 以上是结点类型的定义typedef struct
{queuenode *rear;
}LinkQueue; // 只设一个指向队尾元素的指针

(1) 置空队

void InitQueue( LinkQueue *Q)
{ // 置空队：就是使头结点成为队尾元素QueueNode *s; Q->rear = Q->rear->next;// 将队尾指针指向头结点while (Q->rear!=Q->rear->next)// 当队列非空，将队中元素逐个出队{s=Q->rear->next; Q->rear->next=s->next; }delete s;
}// 回收结点空间

}
(2) 判队空

int EmptyQueue( LinkQueue *Q)
{ // 判队空。当头结点的 next 指针指向自己时为空队return Q->rear->next->next==Q->rear->next;
}

(3) 入队

void EnQueue( LinkQueue *Q, Datatype x)
{ // 入队。也就是在尾结点处插入元素QueueNode *p=new QueueNode;// 申请新结点p->data=x; p->next=Q->rear->next;// 初始化新结点并链入Q-rear->next=p; Q->rear=p;// 将尾指针移至新结点
}

(4) 出队

Datatype DeQueue( LinkQueue *Q)
{// 出队 ,把头结点之后的元素摘下Datatype t; QueueNode *p; if(EmptyQueue( Q )) Error("Queue underflow"); p=Q->rear->next->next; //p 指向将要摘下的结点x=p->data; // 保存结点中数据if (p==Q->rear) {// 当队列中只有一个结点时， p 结点出队后，要将队尾指针指向头结点Q->rear = Q->rear->next; Q->rear->next=p->next; } else Q->rear->next->next=p->next;// 摘下结点 p delete p;// 释放被删结点return x;
}

（ 7）假设以数组 Q[ m] 存放循环队列中的元素 , 同时设置一个标志 tag ，以 tag== 0 和 tag == 1 来区别在队头指针 ( front )和队尾指针 ( rear )相等时，队列状态为 “空 ”还是 “满 ”。试编写与此结构相应的插入 (enqueue )和删除 (dlqueue )算法。
[算法描述 ]
(1) 初始化

SeQueue QueueInit(SeQueue Q)
{// 初始化队列Q.front=Q.rear=0; Q.tag=0; return Q;
}

(2) 入队

SeQueue QueueIn(SeQueue Q,int e)
{// 入队列if((Q.tag==1) && (Q.rear==Q.front)) cout<<" 队列已满 "<<endl; else {Q.rear=(Q.rear+1) % m; Q.data[Q.rear]=e; if(Q.tag==0) Q.tag=1; // 队列已不空} return Q;
}

(3) 出队

ElemType QueueOut(SeQueue Q)
{// 出队列if(Q.tag==0) { cout<<" 队列为空 "<<endl; exit(0);} else {Q.front=(Q.front+1) % m; e=Q.data[Q.front]; if(Q.front==Q.rear) Q.tag=0; // 空队列} return(e);
}

(8 ）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。
[ 题目分析 ] 用一维数组 v[0…M-1] 实现循环队列，其中 M 是队列长度。设队头指针front 和队尾指针 rear ，约定 front 指向队头元素的前一位置， rear 指向队尾元素。定义front=rear 时为队空，(rear+1)%m=front 为队满。约定队头端入队向下标小的方向发展，队尾端入队向下标大的方向发展。
[ 算法描述 ]
①

#define M 队列可能达到的最大长度
typedef struct
{elemtp data[M]; int front,rear;
}cycqueue;

②

elemtp delqueue ( cycqueue Q) //Q 是如上定义的循环队列，本算法实现从队尾删除，若删除成功，返回被删除元素，
否则给出出错信息。
{if (Q.front==Q.rear) {cout<<" 队列空 "<<endl; exit(0);} Q.rear=(Q.rear-1+M)%M; // 修改队尾指针。return(Q.data[(Q.rear+1+M)%M]); // 返回出队元素。
}// 从队尾删除算法结束

void enqueue (cycqueue Q, elemtp x)
// Q 是顺序存储的循环队列，本算法实现“从队头插入”元素 x。
{if(Q.rear==(Q.front-1+M)%M) {cout<<" 队满 "<<endl; exit(0);) Q.data[Q.front]=x; //x 入队列Q.front=(Q.front-1+M)%M; // 修改队头指针。
}// 结束从队头插入算法。

（ 9）已知 Ackermann 函数定义如下 :
① 写出计算 Ack(m,n) 的递归算法，并根据此算法给出出 Ack(2,1) 的计算过程。
② 写出计算 Ack(m,n) 的非递归算法。
[ 算法描述 ]

int Ack(int m,n)
{if (m==0) return(n+1);else if(m!=0&&n==0) return(Ack(m-1,1)); else return(Ack(m-1,Ack(m,m-1));
}// 算法结束

① Ack(2,1) 的计算过程
Ack(2,1)=Ack(1,Ack(2,0)) // 因 m<>0,n<>0 而得
=Ack(1,Ack(1,1)) // 因 m<>0,n=0 而得
=Ack(1,Ack(0,Ack(1,0))) // 因 m<>0,n<>0 而得
=Ack(1,Ack(0,Ack(0,1))) // 因 m<>0,n=0 而得
=Ack(1,Ack(0,2)) // 因 m=0 而得
=Ack(1,3) // 因 m=0 而得
=Ack(0,Ack(1,2)) // 因 m<>0,n<>0 而得
= Ack(0,Ack(0,Ack(1,1))) // 因 m<>0,n<>0 而得
= Ack(0,Ack(0,Ack(0,Ack(1,0)))) // 因 m<>0,n<>0 而得
= Ack(0,Ack(0,Ack(0,Ack(0,1)))) // 因 m<>0,n=0 而得
= Ack(0,Ack(0,Ack(0,2))) // 因 m=0 而得
= Ack(0,Ack(0,3)) // 因 m=0 而得
= Ack(0,4) // 因 n=0 而得
=5 // 因 n=0 而得
②

int Ackerman(int m, int n)
{int akm[M][N];int i,j; for(j=0;j<N;j++) akm[0][j]=j+1; for(i=1;i<m;i++) {akm[i][0]=akm[i-1][1]; for(j=1;j<N;j++) akm[i][j]=akm[i-1][akm[i][j-1]]; } return(akm[m][n]);
}// 算法结束

（ 10）已知 f 为单链表的表头指针 , 链表中存储的都是整型数据，试写出实现下列运算
的递归算法：
①求链表中的最大整数；
②求链表的结点个数；
③求所有整数的平均值。
[算法描述 ]
①

int GetMax(LinkList p)
{ if(!p->next) return p->data; else { int max=GetMax(p->next); return p->data>=max ? p->data:max; }
}

②

int GetLength(LinkList p)
{ if(!p->next) return 1; else { return GetLength(p->next)+1; }
}

③

double GetAverage(LinkList p , int n)
{ if(!p->next) return p->data; else { double ave=GetAverage(p->next,n-1); return (ave*(n-1)+p->data)/n; }
}

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