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[数据结构与算法]851-顺序表

顺序表

1.从顺序表中删除具有最小值的元素(假设最小值唯一)并由函数返回被删除元素的值。空出的位置由最后一个元素填补,若顺序表为空,则显示出错信息并退出运行
typedef int ElemType;
ElemType Del_Min(SqList &L){
	if(L.length==0){
		printf("表为空\n");
		return;
	}
	int pos=0;   /*******/
	min=L.data[pos];   /*******/
	for(int i=1;i<L.length;i++){
		if(L.data[i]<min){
			min=L.data[i];
			pos=i;
		}
	}
	L.data[pos]=L.data[length-1];
	L.length--;
	return min;
}
2.设计一个高效率算法,将顺序表L的所有元素逆置,要求算法的空间复杂度为O(1)
void Reverse(SqList &L){
	ElemType temp;
	for(i=0;i<L.length/2;i++){
		temp=L.data[i];
		L.data[i]=L.data[L.length-i-1];   /**交换L.data[i]与L.data[L.length-i-1]**/
		L.data[L.length-i-1]=temp;
	}
}
3.对长度为n的顺序表L,编写一个时间复杂度为O(n)、空间复杂度为O(1)的算法,该算法删除线性表中所有值为x的数据
void Del_x(SqList &L,ElemType x)
{
	int k=0;
	for(i=0;i<L.lengtn;i++){
		if(L.data[i]!=x){
			L.data[k]=L.data[i];
			k++;
		}
	}
	L.length=k;
}
****或者:
	int k=0;
	for(i=0;i<L.length;i++){
		if(L.data[i]==k){
			K++;
		}
		else{
			L.data[i-k]=L.data[i];
		}
	}
	L.length=L.length-k;
4.从有序顺序表中删除其值在给定s与t之间(要求s<t)的所有元素,若s或t不合理或顺序表为空,则显示出错信息并退出运行
bool Del_s_t(SqList &L,ElemType s,ElemType t){
	int i,j;
	if(L.length==0)
		return false;
	if(s>t)
		return false;
	for(i=0;i<L.length&&L.data[i]<s;i++);   /**寻找值大于等于s的第一个元素**/
	if(i>=L.length)
		return false;                        /**若所有元素均小于s,返回**/
	for(j=i;j<L.length&&L.data[j]<=t;j++);   /**寻找值大于t的第一个元素**/
	for(;j<L.length;i++,j++){
		L.data[i]=L.data[j];				 /**前移,填补被删除位置**/
	}
	L.length=i;
	return true;
}
5.从顺序表中删除其值在给定s与t之间(包含s和t,要求s<t)的所有元素,若s或t不合理或顺序表为空,则显示错误信息并退出运行
bool Del_s_t2(SqList &L,ElemType s,ElemType t){
	int i,k=0;
	if(s>=t||L.length==0)
		return false;
	for(i=0;i<L.length;i++)
	{
		if(L.data[i]<s||L.data[i]>t){
			L.data[k]=L.data[i];
			K++;
		}
	}
	L.length=k;
	return true;
	
}
//或者
	if(L.data[i]>=s&&L.data[i]<=t){
		K++
	}
	else
		L.data[i-k]=L.data[i];
	L.length=L.length-k;

6.从有序顺序表中删除所有其值重复的元素,使表中所有元素的值均不同
bool Del_same(SqList &L){
	int i,j;
	if(L.length==0)
		return false;
	for(i=0;j=1;j<L.length;j++){    //i开始存储下标为0的元素,j为工作指针开始存储下标为1的元素
		if(L.data[i]!=L.data[j])	//若有序表中i,j元素不同,说明此时有序表中无和data[i]重复的元素
			L.data[++i]=L.data[j];	//向data[++i]中写入下标为j的元素
	}
	L.length=i+1;
	return true;

}
7.将二个有序顺序表合并为一个新的有序顺序表,并由函数返回结果顺序表
bool Merge(SqList A,SqList B,SqList &L){
	if(A.Length+B.Length>L.MaxSize)
		return false;
	int i=0,j=0,k=0;
	while(i<A.length&&j<B.length){	//循环两两比较
		if(A.data[i]<B.data[j]){    
			L.data[k++]=A.data[i++];
		}
		else
			L.data[K++]=B.data[j++];
	}
	if(i<A.length){	//还有一个顺序表未比较完成
		L.data[k++]=A.data[i++];
	}
	if(j<B.length){
		L.data[k++]=B.data[j++];
	}
	L.length=k;
	return true;
8.已知在一维数组A[m+n]中依次存放二个线性表(a1,a2,a3,…,am)和(b1,b2,b3,…,bn)。试编写一个函数,将数组中的二个顺序表的位置互换,即将(b1,b2,b3,…,bn)放在(a1,a2,a3,…,am)的前面
typedef int DataType
void Reverse(DataType a[],int left,int right){
	if(left>right||left<0||right>=m+n)
		return;
	int mid=(left+right)/2;
	for(int i=0;i<mid-left;i++){
		DataType temp=A[left+i];
		A[left+i]=A[right-i];
		A[right-i]=temp;
	}
}
void Exchange(DataType A[],int m,int n){
	Reverse(A,0,m+n-1);
	Reverse(A,0,n-1);
	Reverse(A,n,m+n-1);
}
9.线性表(a1,a2,a3,…,an)中的元素递增有序,且按顺序存储与计算机内。要求设计一个算法,完成用最少的时间在表中查找数值为x的元素,若找到,则将其与后继元素位置相交换,若找不到,则将其插入表中并使表中元素仍递增有序
void SearchExchange(ElemType a[],ElemType x){
	int low=0,high=n-1,mid;
	while(low<high){
		mid=(low+high)/2;
		if(a[mid]==x)
			break;
		else if(a[mid]<x)
			low=mid+1;
		else 
			high=mid-1;
	}
	if(a[mid]==x&&mid!=n-1){	//若最后一个元素与x相等则不存在后继,不交换
		t=a[mid];
		a[mid]=a[mid+1];
		a[mid+1]=t;
	}
	if(low>high){
		for(i=n-1;i>high;i--){	//插入x,并后移x之后元素
			a[i+1]=a[i];
		}
		a[high+1]=x;	//二分查找结束失败后,x应位于high之后的下一个元素;或者low的位置
	}
}
10.设将n(n>1)个整数存放到一维数组R中。设计一个在时间和空间二方面都尽可能高效的算法。将R中保存的序列循环左移p(0<0<n)个位置,即将R中的数据由(x0,x1,…,xn-1)变换为(xp,xp+1,…,xn-1,x0,x1,…xp-1)

1)给出算法的基本设计思想
2)根据设计思想,采用C或C++或java语言描述算法,关键之处给出注释
3)说明你所设计算法的时间复杂度和空间复杂度

算法基本设计思想:可以将这个问题视为把数组ab转化为数组ba(a代表数组前p个元素,b代表数组余下的n-p个元素),可以先将a逆置得到a逆b,在将b逆置得到a逆b逆,最后对a逆b逆进行整个逆置得到ba;
eg.对abcdefgh向左循环移动3(p=3)的过程如下:
Reverse(from,to):表示将数组下标从from到下标为to的所有元素逆置
Reverse(0,p-1)得到:cbadefgh
Reverse(p,n-1)得到:cbahgfed
Reverse(0,n-1)得到:defghabc

代码实现:

void Reverse(int R[],int from,int to){
	int i,temp;
	for(i=0;i<(to-from+1)/2;i++){	//下标从0开始,(to-from+1)表示从from到to元素个数。
		temp=R[from+i];
		R[from+i]=R[to-i];
		R[to-i]=temp;
	}
}

void Converse(int R[],int n,int p){
	Reverse(R,0,p-1);
	Reverse(R,p,n-1);
	Reverse(R,0,n-1);
}

时间复杂度:上述三个Reverse函数的时间复杂度分别为O(p/2),O((n-p)/2)和O(n/2),故时间复杂度为O(n)
空间复杂度:空间复杂度为O(1)

11.一个长度为L(L>=1)的升序序列S,处在第L/2(取上界)个位置的数称为S的中位数。例如,若序列S1=(11,13,15,17,19),则S1的中位数是15,二个序列的中位数是含他们所有元素的升序序列的中位数。例如,若S2=(2,4,6,8,20),则s1和s2的中位数是11.现在有二个等长升序序列A和B,试设计一个在时间和空间二方面都尽可能高效的算法,找出二个序列A和B的中位数。

要求:
1)给出算法的基本设计思想
2)根据设计思想,采用C或C++或java语言描述算法,关键之处给出注释
3)说明你所设计算法的时间复杂度和空间复杂度

算法思想:
分别求二个升序A、B的中位数,设为a和b,求序列A,B的中位数过程如下:
若a=b,则a或者b为所求中位数,算法结束
若a<b,则舍弃A中较小的一半,同时舍弃B中较大的一半,要求舍弃长度相同
若a>b,则舍弃A中较大的一半,同时舍弃B中较小的一半,要求舍弃长度相同
在保留的二个升序序列中,重复上述算法,直到二个序列中只含一个元素为止,较小者即为所求中位数。

代码实现:


int M_Search(int A[],B[],int n){
	int s1=0,d1=n-1,m1;		//分别表示A,B的首位数,末位数和中位数
	int S2=0,d2=n-1;m2;
	while(s1!=d1||s2!=d2){	//当A,B中元素个数均大于1时
		m1=(s1+d1)/2;
		m2=(s2+d2)/2;
		if(A[m1]==B[m2])
			return A[m1];	
		if(A[m1]<B[m2]){		//条件2
			if((s1+d1)%2==0){	//若元素个数为奇数
				s1=m1;			//舍弃A,B中间点以前,以后的部分且保留中间点
				d2=m2;
			}
			else{				//元素个数为偶数
				s1=m1+1;		//舍弃A中间点以及中间点以前
				d2=m2;			//舍弃B在中间点以后,保留中心点
			}
		}
		else{					//条件3
			if((s2+d2)%2==0){	//元素个数为奇数
				d1=m1;			//舍弃A,B在中间点以后,以前保留中心点
				s2=m2;
			}
			else{				//元素个数为偶数
				d1=m1;			//舍弃A中间点以后,且保留中心点
				s2=m2+1			//舍弃B中间点以及中间点以前
			}
		}
	}
	return A[s1]<B[s2]?A[s1]:B[s2];		//A,B中均只有一个元素,此时较小的元素为所求中位数
}

时间复杂度:O(log2n)
空间复杂度:O(1)

12.已知一个整数序列A=(a0,a1,…,an-1),其中0<=ai<n (0<=i<n)。若存在ap1=ap2=…=apm=x且m>n/2 (0<=pk<n,1<=k<=m),则称x为A的主元素。例如A=(0,5,5,3,5,5,7,5,5),则5为主元素;又如A=(0,5,5,3,5,1,5,7)则A中没有主元素。假设A中的n个元素保存在一个一维数组中,请设计一个尽可能高效的算法,找出A的主元素。若存在主元素,则输出该元素;否则输出-1

要求:
1)给出算法的基本设计思想
2)根据设计思想,采用C或C++或java语言描述算法,关键之处给出注释
3)说明你所设计算法的时间复杂度和空间复杂度

算法思想:
选取候选的主元素。依次扫描所给数组中的每个整数,将第一个遇到的整数Num保存到x中,记录Num出选的次数为1;若遇到下一个整数仍等于Num,则计数加1,否则计数减1;当计数为0时,将遇到的下一个元素保存到x中,计数重新置为1,开始新一轮计数即从当前位置重复上述过程,直到扫描完全部数组。
判断x中元素是否为真正的主元,则再次扫描数组,统计x出现的次数与n/2之间的关系

int Majority(int A[],int n){
	int i;
	int x=A[0],count=1;
	for(i=1;i<n-1;i++){
		if(a[i]==x)
			count++;

		else
			if(count>0)
				count--;
			else{
				x=a[i];
				count=1;
			}
	}
	if(count>0)
		for(i=count=0;i<n;i++){
			if(a[i]==x)
				count++;
		}
	if(count>n/2)
		return x;
	else
		return -1;	
}

时间复杂度:O(n)
空间复杂度:O(1)

13.给定一个含n(n>=1)个整数的数组,请设计一个在时间上尽可能高效的算法,找出数组中未出现的最小正整数。例如,数组{-5,3,2,3}中未出现的最小正整数为1;数组{1,2,3}中未出现的最小正整数为4
int findMissMin(int A[],int n){
	int i,*B;
	B=(int*)malloc(sizeof(int)*n);
	memset(B,0,sizeof(int)*n);
	for(i=0;i<n;i++){
		if(A[i]>0&&A[i]<=n)
			B[A[i]-1]=1;
	}
	for(i=0;i<n;i++)
		if(B[i]==0)
			break;
	return i+1;
}

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