2018上海科技大学991数据结构与算法
文章目录
- 基础知识
- 渐进符号
- 完全二叉树,满二叉树
- 一.判断题(10 题,每题 2 分)
- 1.若函数 f(n)=n3−4n+4f(n) = n^3 - 4n + 4f(n)=n3−4n+4 以及 g(n)=5n3–100g(n) = 5n^3 – 100g(n)=5n3–100, 则 f(n)+g(n)f(n) + g(n)f(n)+g(n) 是 Ω(n3)Ω(n^3)Ω(n3) 并且 f(n)∗g(n)f(n)*g(n)f(n)∗g(n) 是 o(n6)o(n^6)o(n6).
- 2用简单均匀的哈希函数将 n 个不同的 keys 映射到一个长度为 m 的数组,集合{{k, l}: k≠l and h(k) = h(l)}的期望大小是 n/m.
- 3 .一个有n个节点的有向无环图最多有n(n-1)/2条边。
- 4 .在图深度优先遍历 DFS 算法中,对于图 G 任意两点节点 u 和 v,如果 u 的结束时间大于 v 的结束时间,并且 u 和 v 在同一个 DFS 树中,那么在此 DFS 树中 u 是 v 的先驱。
- 5 .给定一个长度为 n、包含 100 个变量的布尔公式 F,判断 F 是否可满足是 NP-complete, 假设 P≠NP.
- 二.单选题(15 题,每题 2 分)
- 1.假设一个栈由一个线性链表实现,其中仅有一个指针指向链表的第一个元素(栈顶)。下面哪一个关于进栈和出栈操作的算法复杂度是正确的?
- 2.下面哪种数据结构对更新由固定长度的整数组成的列表效率最高:
- 3.假设栈和队列是已提供的非透明数据类型,仅实现了元素增加、元素删除、以及是否为空的测试。一个程序员要计算一个栈或者队列 C 的元素个数,而 C 当前的状态是 t 并且只能使用一个辅助的栈或队列 D。C 和 D 可以被任何合理的方式使用,但计数之后 C 必须恢复到原来的状态 t。下面哪些选项可以实现上述的计数操作?
- 4.一个哈希函数 h 将 16 比特的输入映射到一个 8 比特的哈希值。假设给定任意一个包含 1000 个不同输入的集合,都至少有 k 个输入会被 h 影射到同一个哈希值。这个 k 的最大值是多少?
- 5.以下哪种数据结构可以用来有效的调度一个共享计算机上的工作,其可以跟踪需要完成的工作和它们的相对优先级?
- 6.在一个长度为 n 的优先队列中插入一个新元素的复杂度是?
- 7.一棵满二叉树是一棵有根树,其所有非叶节点都有两个孩子节点。一棵有 50 个叶节点的满二叉树有几个非叶节点?
- 8.在一棵存储于数组的二叉树中,索引号为 n 的节点的孩子节点的索引号是多少?假定根节点的索引号为 0。
- 9.假设我们有一个包含 6 个元素、使用森林表示法的不相交集合(并查集)。其初始父亲数组为[0,1,2,3,4],即每个元素属于一个不同的集合。当我们进行一系列按秩合并(或等价地,按高度合并)操作之后,下列哪一个可能是最终的父亲数组?
- 10.Kruskal 算法和 Prim 算法是计算图中最小生成树的两个经典算法,以下哪些项是肯定正确的?
- 11.给定一个以邻接矩阵表示的带权有向图 W=(wij),其中 wij 表示(i,j)的权值。假设该图不包含非负权值环,并且含有 n>3 个节点,如果采用基于矩阵乘法的算法解决所有节点对间最短路径问题,以 Wi 表示矩阵 i 次乘法后的结果,以下那些矩阵肯定包含最短路径的权值?
- 12.以下哪些项是肯定正确的?
- 13.n 个元素的数组采用 quicksort 算法进行排序,其最坏时间复杂度是?
- 14.对于数组排序,以下哪种情况下应该选择插入排序?
- 15.如果一个算法通过将问题划分成若干个没有重叠的子问题进行解决,那么该算法称为:
- 三.多选题(5 题,每题 2 分)
- 1.阅读下面的陈述,并选择正确的选项:
- 2.在一个字符编码问题中,如果一个文件只由 a, b, c 组成,它们出现的频率分别是 45, 13, 12, 以下哪些编码是最优的?
- 3.一棵二叉树的前序遍历是 ABCDE,后序遍历是 CBEDA,它的中序遍历有可能是哪个?
- 4.以下哪一个或哪些是下图的拓扑排序?
- 5.对于可以通过动态规划可以解决的问题,以下哪些表述是正确的?
- 四.栈(20 分)
- 设计一个栈,除了提供入栈和出栈操作,还提供 min 函数,返回栈里的最小元素。所有三个函数都应该具有 O(1)的复杂度。请描述你的设计。
- 五.二叉搜索树(20 分)
- 根据以下二叉搜索树回答:
- 1.从一个空的二叉搜索树开始,以下哪个插入序列可以生成以上二叉搜索树?(4 分)
- 2. 以上二叉树的中序遍历是?(4 分)
- 3. 画出把树中根节点 3 去掉后的二叉搜索树。(6 分)
- 4.画出把 3 节点重新插入到第 3)小问所得树之后的二叉搜索树。(6 分)
- 六.图的表示(20 分)
- 给定一个图的邻接表表示
- 1.画出该图;(10 分)
- 2.画出该图的邻接矩阵表示。(10 分)
- 七. 图的遍历(20 分)
- 考虑以下修改后的图遍历算法:
- 1.给出下图用上述遍历算法遍历时的节点访问顺序,遍历算法采用以下方式调用:
- 2. 画出上述算法在下图的遍历生成树(6 分)
- 3.假设上述算法的输入图是以邻接链表表示,集合的操作(检查是否包含某个节点和集合中加入节点)和入队、出队都在常数时间内完成(即 O(1)),使用|V|和|E|表示上述遍历算法的最坏时间复杂度(大 O 表示法)。(6 分)
- 八.排序(20 分)
- 假设给定一个长度为 n 的数组,并且数组中每个值的位置距离排序后该值的位置不超过k(小于或等于 k),k ≤n。比如数组[2 3 1 4 6 5 7 9 8],每个值的位置距离其排序后的位置不超过 2。设计一个最坏时间复杂度为 O(n log k)的排序算法,以伪代码形式给出,并解释该程序。
基础知识
渐进符号
OOO:最坏时间复杂度
Ω\OmegaΩ:最好时间复杂度
Θ\ThetaΘ:包含最好最坏复杂度(好像不太对)
ooo:感觉就是数学里的高阶无穷小的意思
完全二叉树,满二叉树
完全二叉树:就是从上到下,从左到右一个一个填,没有跳着填,但是最下面一层可能每没填完
满二叉树:就是每一层都会填满
内部节点:就是不要最后一层的点,因此高度为h(根节点高度为0)的完全二叉树和满二叉树的内部节点都是2h−12^h-12h−1
一.判断题(10 题,每题 2 分)
1.若函数 f(n)=n3−4n+4f(n) = n^3 - 4n + 4f(n)=n3−4n+4 以及 g(n)=5n3–100g(n) = 5n^3 – 100g(n)=5n3–100, 则 f(n)+g(n)f(n) + g(n)f(n)+g(n) 是 Ω(n3)Ω(n^3)Ω(n3) 并且 f(n)∗g(n)f(n)*g(n)f(n)∗g(n) 是 o(n6)o(n^6)o(n6).
F
2用简单均匀的哈希函数将 n 个不同的 keys 映射到一个长度为 m 的数组,集合{{k, l}: k≠l and h(k) = h(l)}的期望大小是 n/m.
3 .一个有n个节点的有向无环图最多有n(n-1)/2条边。
T
4 .在图深度优先遍历 DFS 算法中,对于图 G 任意两点节点 u 和 v,如果 u 的结束时间大于 v 的结束时间,并且 u 和 v 在同一个 DFS 树中,那么在此 DFS 树中 u 是 v 的先驱。
T
就是回溯的时候先驱后回溯哇
5 .给定一个长度为 n、包含 100 个变量的布尔公式 F,判断 F 是否可满足是 NP-complete, 假设 P≠NP.
二.单选题(15 题,每题 2 分)
1.假设一个栈由一个线性链表实现,其中仅有一个指针指向链表的第一个元素(栈顶)。下面哪一个关于进栈和出栈操作的算法复杂度是正确的?
A.(1) O(1) (2) O(1)
B.(1) O(1) (2) O(n)
C.(1) O(n) (2) O(1)
D.(1) O(n) (2) O(n)
E.(1) O(log n) (2) O(1)
A
2.下面哪种数据结构对更新由固定长度的整数组成的列表效率最高:
A.栈
B.链表
C.数组
D.顺序文件
E.二叉搜索树
C
3.假设栈和队列是已提供的非透明数据类型,仅实现了元素增加、元素删除、以及是否为空的测试。一个程序员要计算一个栈或者队列 C 的元素个数,而 C 当前的状态是 t 并且只能使用一个辅助的栈或队列 D。C 和 D 可以被任何合理的方式使用,但计数之后 C 必须恢复到原来的状态 t。下面哪些选项可以实现上述的计数操作?
I. C 是队列并且 D 是队列
II. C 是栈并且 D 是栈
III. C 是队列并且 D 是栈
A.无选项
B.I 和 II
C.I 和 III
D.II 和 III
E.I,II 和 III
B或者E
关键就是没说是一趟还是两趟
4.一个哈希函数 h 将 16 比特的输入映射到一个 8 比特的哈希值。假设给定任意一个包含 1000 个不同输入的集合,都至少有 k 个输入会被 h 影射到同一个哈希值。这个 k 的最大值是多少?
A.3
B.4
C.64
D.256
B
2^8=256
就是把1000个东西放进256个格子里,平摊下来3个多
5.以下哪种数据结构可以用来有效的调度一个共享计算机上的工作,其可以跟踪需要完成的工作和它们的相对优先级?
A.优先队列
B.数组
C.链表
D.堆栈
A
6.在一个长度为 n 的优先队列中插入一个新元素的复杂度是?
A.O(1)
B.O(lg n)
C.O(n)
D.O(n lg n)
B
7.一棵满二叉树是一棵有根树,其所有非叶节点都有两个孩子节点。一棵有 50 个叶节点的满二叉树有几个非叶节点?
A.25
B.49
C.50
D.51
E.100
B
8.在一棵存储于数组的二叉树中,索引号为 n 的节点的孩子节点的索引号是多少?假定根节点的索引号为 0。
A.
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