第 1 章 绪论
1.1 简述下列术语:数据,数据元素、数据对象、数据结构、存储结
构、数据类型和抽象数据类型。
解:数据是对客观事物的符号表示。在计算机科学中是指所有能输入
到计算机中并被计算机程序处理的符号的总称。
数据元素是数据的基本单位,在计算机程序中通常作为一个整体
进行考虑和处理。
数据对象是性质相同的数据元素的集合,是数据的一个子集。
数据结构是相互之间存在一种或多种特定关系的数据元素的集
合。
存储结构是数据结构在计算机中的表示。
数据类型是一个值的集合和定义在这个值集上的一组操作的总
称。
抽象数据类型是指一个数学模型以及定义在该模型上的一组操
作。是对一般数据类型的扩展。
1.2 试描述数据结构和抽象数据类型的概念与程序设计语言中数据
类型概念的区别。
解:抽象数据类型包含一般数据类型的概念,但含义比一般数据
类型更广、更抽象。一般数据类型由具体语言系统内部定义,直接提
供给编程者定义用户数据,因此称它们为预定义数据类型。抽象数据
类型通常由编程者定义,包括定义它所使用的数据和在这些数据上所
进行的操作。在定义抽象数据类型中的数据部分和操作部分时,要求
只定义到数据的逻辑结构和操作说明,不考虑数据的存储结构和操作
的具体实现,这样抽象层次更高,更能为其他用户提供良好的使用接
口。
1.3 设有数据结构(D,R),其中
ddddD
4,3,2,1
, r
R ,
r
,2,1
dd
,3,2
dd
4,3
dd
试按图论中图的画法惯例画出其逻辑结构图。
解:
1.4 试仿照三元组的抽象数据类型分别写出抽象数据类型复数和有
理数的定义(有理数是其分子、分母均为自然数且分母不为零的分
数)。
解:
ADT Complex{
数据对象:D={r,i|r,i 为实数}
数据关系:R={}
基本操作:
InitComplex(&C,re,im)
操作结果:构造一个复数 C,其实部和虚部分别为 re
和 im
DestroyCmoplex(&C)
操作结果:销毁复数 C
Get(C,k,&e)
操作结果:用 e 返回复数 C 的第 k 元的值
Put(&C,k,e)
操作结果:改变复数 C 的第 k 元的值为 e
IsAscending(C)
操作结果:如果复数 C 的两个元素按升序排列,则返回
1,否则返回 0
IsDescending(C)
操作结果:如果复数 C 的两个元素按降序排列,则返回
1,否则返回 0
Max(C,&e)
操作结果:用 e 返回复数 C 的两个元素中值较大的一个
Min(C,&e)
操作结果:用 e 返回复数 C 的两个元素中值较小的一个
}ADT Complex
ADT RationalNumber{
数据对象:D={s,m|s,m 为自然数,且 m 不为 0}
数据关系:R={}
基本操作:
InitRationalNumber(&R,s,m)
操作结果:构造一个有理数 R,其分子和分母分别为 s
和 m
DestroyRationalNumber(&R)
操作结果:销毁有理数 R
Get(R,k,&e)
操作结果:用 e 返回有理数 R 的第 k 元的值
Put(&R,k,e)
操作结果:改变有理数 R 的第 k 元的值为 e
IsAscending(R)
操作结果:若有理数 R 的两个元素按升序排列,则返回
1,否则返回 0
IsDescending(R)
操作结果:若有理数 R 的两个元素按降序排列,则返回
1,否则返回 0
Max(R,&e)
操作结果:用 e 返回有理数 R 的两个元素中值较大的一
Min(R,&e)
操作结果:用 e 返回有理数 R 的两个元素中值较小的一
个
个
}ADT RationalNumber
1.5 试画出与下列程序段等价的框图。
(1) product=1; i=1;
while(i<=n){
product *= i;
i++;
}
(2) i=0;
do {
i++;
} while((i!=n) && (a[i]!=x));
(3) switch {
case x
(2)以函数的返回值判断正确与否常用于子程序的测试,便于实
现程序的局部控制。
(3)用整型函数进行错误处理的优点是可以给出错误类型,便于
迅速确定错误。
1.7 在程序设计中,可采用下列三种方法实现输出和输入:
(1) 通过 scanf 和 printf 语句;
(2) 通过函数的参数显式传递;
(3) 通过全局变量隐式传递。
试讨论这三种方法的优缺点。
解:(1)用 scanf 和 printf 直接进行输入输出的好处是形象、直
观,但缺点是需要对其进行格式控制,较为烦琐,如果出现错误,则
会引起整个系统的崩溃。
(2)通过函数的参数传递进行输入输出,便于实现信息的隐蔽,
减少出错的可能。
(3)通过全局变量的隐式传递进行输入输出最为方便,只需修改
变量的值即可,但过多的全局变量使程序的维护较为困难。
1.8 设 n 为正整数。试确定下列各程序段中前置以记号@的语句的频
度:
(1) i=1; k=0;
while(i<=n-1){
@
k += 10*i;
i++;
}
(2) i=1; k=0;
do {
@
k += 10*i;
i++;
} while(i<=n-1);
(3) i=1; k=0;
while (i<=n-1) {
i++;
@ k += 10*i;
}
(4) k=0;
for(i=1; i<=n; i++) {
for(j=i; j<=n; j++)
@
k++;
}
(5) for(i=1; i<=n; i++) {
for(j=1; j<=i; j++) {
for(k=1; k<=j; k++)
@ x += delta;
}
(6) i=1; j=0;
while(i+j<=n) {
@
if(i>j) j++;
else i++;
}
(7) x=n; y=0;
// n 是不小于 1 的常数
while(x>=(y+1)*(y+1)) {
@
y++;
}
(8) x=91; y=100;
while(y>0) {
@
if(x>100) { x -= 10; y--; }
else x++;
}
解:(1) n-1
(2) n-1
(3) n-1
(4) n+(n-1)+(n-2)+...+1=
)1
( nn
2
(5) 1+(1+2)+(1+2+3)+...+(1+2+3+...+n)=
n
i
1
(
ii
)1
2
n
i
1
(
ii
)1
1
2
n
i
1
2
(
i
i
)
1
2
n
i
1
2
i
1
2
n
i
1
i
1
2
1
12
=
=
(6) n
(
nn
2)(1
n
)1
1
4
(
nn
)1
1
12
(
nn
2)(1
n
)3