算法与数据结构C语言习题参考答案6-9章.pdf

在算法与数据结构的学习中，C语言是一种常用的编程语言，用于实现各种算法和数据结构。本文件中的内容主要涉及6-9章的习题解答，包括改进的二分法检索算法和确定二叉排序树中指定节点所在层次的算法。 我们来看改进的二分法检索算法。在传统的二分查找中，目标是找到排序数组中关键码key的任意一个匹配项，其时间复杂度为O(log n)。但在某些情况下，我们需要找到key首次出现的元素下标。原算法中，一旦找到相等的关键码，就立即返回当前下标。改进后的算法增加了对特殊情况的处理，确保找到的是第一个匹配项。具体做法是： 1. 如果中间位置mid的键值等于key，并且mid为0或者key与mid-1位置的键值不等，说明mid就是key首次出现的位置。 2. 如果不满足上述条件，说明key的首次出现可能在mid的左侧，因此在low和mid-1之间继续搜索。 修改后的算法保持了O(log n)的时间复杂度，因为每次比较后，搜索范围都至少减半。 我们探讨如何编写一个算法来确定给定二叉排序树中指定节点所在的层数。二叉排序树是一种特殊的二叉树，其中每个节点的左子树只包含键小于节点键的节点，右子树只包含键大于或等于节点键的节点。算法的思路是从根节点开始，沿着树的层次遍历，直到找到目标节点。每遍历到一个新的节点，层深就加1。当找到目标节点时，返回当前的层深即可。以下是算法的大致框架： ```c int search_layer(PBinTree pbtree, PBinTreeNode pnode) { int layer = 0; PBinTreeNode p = *pbtree; // 从根节点开始遍历 while (p != NULL) { if (p->key == pnode->key) { return layer; // 找到目标节点，返回层数 } if (p->key > pnode->key) { // 向左子树移动，层数不变 p = p->lchild; } else { // 向右子树移动，层数加1 layer++; p = p->rchild; } } // 如果遍历完树都没有找到节点，返回-1表示节点不存在 return -1; } ``` 这个算法同样具有较高的效率，因为它沿着树的分支逐层遍历，时间复杂度大致为O(h)，其中h是目标节点在树中的高度。 通过这两个算法的讲解，我们可以看出理解和掌握数据结构以及算法的重要性，它们是解决问题的基础工具。对于C语言实现的数据结构，如顺序表示的字典和二叉排序树，理解其实现细节和操作逻辑对于编写高效、正确的代码至关重要。在学习和实践中，不断锻炼这些技能将有助于提升软件开发的效率和质量。