数据结构(c语言版)课后习题答案完整版

数据结构(c语言版)课后习题答案完整版

数据结构(C语言版)课后习题答案完整版

一、数据结构概述

数据结构是计算机科学中一个重要的概念，用来组织和存储数据，使之可以高效地访问和操作。在C语言中，我们可以使用不同的数据结构来解决各种问题。本文将提供完整版本的C语言数据结构的课后习题答案。

二、顺序表

1. 顺序表的定义和基本操作

顺序表是一种线性表，其中的元素在物理内存中连续地存储。在C语言中，我们可以通过定义结构体和使用指针来实现顺序表。以下是顺序表的一些基本操作的答案：

（1）初始化顺序表

```c

typedef struct{

int data[MAX_SIZE];

int length;

} SeqList;

void InitList(SeqList *L){

L->length = 0;

}

```

（2）插入元素到顺序表中

```c

bool Insert(SeqList *L, int pos, int elem){

if(L->length == MAX_SIZE){

return false; // 顺序表已满

}

if(pos < 1 || pos > L->length + 1){

return false; // 位置不合法

}

for(int i = L->length; i >= pos; i--){

L->data[i] = L->data[i-1]; // 向后移动元素

}

L->data[pos-1] = elem;

L->length++;

return true;

}

```

（3）删除顺序表中的元素

```c

bool Delete(SeqList *L, int pos){

if(pos < 1 || pos > L->length){

return false; // 位置不合法

}

for(int i = pos; i < L->length; i++){

L->data[i-1] = L->data[i]; // 向前移动元素

}

L->length--;

return true;

}

```

（4）查找顺序表中的元素

```c

int Search(SeqList L, int elem){

for(int i = 0; i < ; i++){

if([i] == elem){

return i + 1; // 找到元素，返回位置

}

}

return -1; // 未找到元素

}

```

2. 顺序表习题解答

（1）逆置顺序表

```c

void Reverse(SeqList *L){

for(int i = 0; i < L->length / 2; i++){

int temp = L->data[i];

L->data[i] = L->data[L->length - 1 - i];

L->data[L->length - 1 - i] = temp;

}

}

```

（2）顺序表元素去重

```c

void RemoveDuplicates(SeqList *L){

for(int i = 0; i < L->length; i++){

for(int j = i + 1; j < L->length; j++){

if(L->data[i] == L->data[j]){

Delete(L, j + 1);

j--;

}

}

}

}

```

三、链表

1. 单链表

单链表是一种常见的链式存储结构，每个节点包含数据和指向下一个节点的指针。以下是单链表的一些基本操作的答案：

（1）初始化单链表

```c

typedef struct Node{

int data;

struct Node *next;

} ListNode;

ListNode* InitList(){

ListNode *L = (ListNode*)malloc(sizeof(ListNode)); // 创建头结点

L->next = NULL;

return L;

}

```

（2）在单链表的指定位置插入元素

```c

bool Insert(ListNode *L, int pos, int elem){

ListNode *p = L;

int i = 0;

while(p && i < pos - 1){

p = p->next;

i++;

}

if(!p || i > pos - 1){

return false; // 位置不合法

}

ListNode *newNode = (ListNode*)malloc(sizeof(ListNode));

newNode->data = elem;

newNode->next = p->next;

p->next = newNode;

return true;

}

```

（3）删除单链表的指定位置的元素

```c

bool Delete(ListNode *L, int pos){

ListNode *p = L;

int i = 0;

while(p->next && i < pos - 1){

p = p->next;

i++;

}

if(!p->next || i > pos - 1){

return false; // 位置不合法

}

ListNode *temp = p->next;

p->next = temp->next;

free(temp); // 释放已删除节点的内存空间

return true;

}

```

（4）链表逆序

```c

void Reverse(ListNode *L){

ListNode *p = L->next;

L->next = NULL;

while(p){

ListNode *temp = p;

p = p->next;

temp->next = L->next;

L->next = temp;

}

}

```

2. 单链表习题解答

（1）链表元素去重

```c

void RemoveDuplicates(ListNode *L){

ListNode *p = L->next;

while(p){

ListNode *q = p;

while(q->next){

if(q->next->data == p->data){

ListNode *temp = q->next;

q->next = temp->next;

free(temp); // 释放已删除节点的内存空间

}

else{

q = q->next;

}

}

p = p->next;

}

}

```

（2）合并两个有序链表

```c

ListNode* Merge(ListNode *L1, ListNode *L2){

ListNode *p1 = L1->next;

ListNode *p2 = L2->next;

ListNode *result = InitList();

ListNode *p = result;

while(p1 && p2){

if(p1->data <= p2->data){

p->next = p1;

p1 = p1->next;

}

else{

p->next = p2;

p2 = p2->next;

}

p = p->next;

}

if(p1){

p->next = p1;

}

if(p2){

p->next = p2;

}

return result;

}

```

四、栈

1. 栈的定义和基本操作

栈是一种先进后出（FILO）的线性数据结构，可以使用数组或链表实现。以下是栈的一些基本操作的答案：

（1）初始化栈

```c

typedef struct{

int data[MAX_SIZE];

int top;

} Stack;

void InitStack(Stack *S){

S->top = -1;

}

```

（2）入栈

```c

bool Push(Stack *S, int elem){

if(S->top == MAX_SIZE - 1){

return false; // 栈已满

}

S->top++;

S->data[S->top] = elem;

return true;

}

```

（3）出栈

```c

bool Pop(Stack *S, int *elem){

if(S->top == -1){

return false; // 栈为空

}

*elem = S->data[S->top];

S->top--;

return true;

}

```

（4）获取栈顶元素

```c

bool GetTop(Stack S, int *elem){

if( == -1){

return false; // 栈为空

}

*elem = [];

return true;

}

```

2. 栈习题解答

（1）判断括号序列是否合法

```c

bool IsValid(char *s){

int len = strlen(s);

Stack S;

InitStack(&S);

for(int i = 0; i < len; i++){

if(s[i] == '(' || s[i] == '{' || s[i] == '['){

Push(&S, s[i]);

}

else if(s[i] == ')' || s[i] == '}' || s[i] == ']'){

if( == -1){

return false; // 括号不匹配

}

int elem;

Pop(&S, &elem);

if(s[i] == ')' && elem != '('){

return false; // 括号不匹配

}

if(s[i] == '}' && elem != '{'){

return false; // 括号不匹配

}

if(s[i] == ']' && elem != '['){

return false; // 括号不匹配

}

}

}

if( != -1){

return false; // 括号不匹配

}

return true;

}

```

（2）逆波兰表达式求值

```c

int EvalRPN(char **tokens, int tokensSize){

Stack S;

InitStack(&S);

for(int i = 0; i < tokensSize; i++){

if(strcmp(tokens[i], "+") == 0){

int num2, num1;

Pop(&S, &num2);

Pop(&S, &num1);

Push(&S, num1 + num2);

}

else if(strcmp(tokens[i], "-") == 0){

int num2, num1;

Pop(&S, &num2);

Pop(&S, &num1);

Push(&S, num1 - num2);

}

else if(strcmp(tokens[i], "*") == 0){

int num2, num1;

Pop(&S, &num2);

Pop(&S, &num1);

Push(&S, num1 * num2);

}

else if(strcmp(tokens[i], "/") == 0){

int num2, num1;

Pop(&S, &num2);

Pop(&S, &num1);

Push(&S, num1 / num2);

}

else{

Push(&S, atoi(tokens[i]));

}

}

int result;

Pop(&S, &result);

return result;

}

```

五、队列

1. 队列的定义和基本操作

队列是一种先进先出（FIFO）的线性数据结构，可以使用数组或链表实现。以下是队列的一些基本操作的答案：

（1）初始化队列

```c

typedef struct{

int data[MAX_SIZE];

int front; // 队头指针

int rear; // 队尾指针

} Queue;

void InitQueue(Queue *Q){

Q->front = Q->rear = 0;

}

```

（2）入队

```c

bool EnQueue(Queue *Q, int elem){

if((Q->rear + 1) % MAX_SIZE == Q->front){

return false; // 队列已满

}

Q->data[Q->rear] = elem;

Q->rear = (Q->rear + 1) % MAX_SIZE;

return true;

}

```

（3）出队

```c

bool DeQueue(Queue *Q, int *elem){

if(Q->front == Q->rear){

return false; // 队列为空

}

*elem = Q->data[Q->front];

Q->front = (Q->front + 1) % MAX_SIZE;

return true;

}

```

（4）获取队头元素

```c

bool GetFront(Queue Q, int *elem){

if( == ){

return false; // 队列为空

}

*elem = [];

return true;

}

```

2. 队列习题解答

（1）用两个栈实现队列

```c

typedef struct{

Stack S1; // 用于入队操作

Stack S2; // 用于出队操作

} MyQueue;

void MyQueueInit(MyQueue *obj){

InitStack(&(obj->S1));

InitStack(&(obj->S2));

}

void MyQueuePush(MyQueue *obj, int x){

Push(&(obj->S1), x);

}

int MyQueuePop(MyQueue* obj){

if(IsEmpty(&(obj->S2))){

while(!IsEmpty(&(obj->S1))){

int elem;

Pop(&(obj->S1), &elem);

Push(&(obj->S2), elem);

}

}

int result;

Pop(&(obj->S2), &result);

return result;

}

int MyQueuePeek(MyQueue* obj){

if(IsEmpty(&(obj->S2))){

while(!IsEmpty(&(obj->S1))){

int elem;

Pop(&(obj->S1), &elem);

Push(&(obj->S2), elem);

}

}

int result;

GetTop(&(obj->S2), &result);

return result;

}

bool MyQueueEmpty(MyQueue* obj){

return IsEmpty(&(obj->S1)) && IsEmpty(&(obj->S2));

}

```

（2）实现一个循环队列

```c

typedef struct{

int data[MAX_SIZE];

int front; // 队头指针

int rear; // 队尾指针

} CircularQueue;

void InitCircularQueue(CircularQueue *Q){

Q->front = Q->rear = 0;

}

bool EnCircularQueue(CircularQueue *Q, int elem){

if((Q->rear + 1) % MAX_SIZE == Q->front){

return false; // 队列已满

}

Q->data[Q->rear] = elem;

Q->rear = (Q->rear + 1) % MAX_SIZE;

return true;

}

bool DeCircularQueue(CircularQueue *Q, int *elem){

if(Q->front == Q->rear){

return false; // 队列为空

}

*elem = Q->data[Q->front];

Q->front = (Q->front + 1) % MAX_SIZE;

return true;

}

bool GetCircularFront(CircularQueue Q, int *elem){

if( == ){

return false; // 队列为空

}

*elem = [];

return true;

}

```

六、总结

本文提供了完整版本的C语言数据结构的课后习题答案，包括顺序表、链表、栈和队列。通过学习这些题目和答案，可以加深对数据结构的理解和掌握，提高C语言编程能力。希望本文对您有所帮助！