试题四(共15分)
    阅读下列说明和C代码,回答问题1至问题3,将解答写在答题纸的对应栏内。
【说明】
    堆数据结构定义如下:
对于n个元素的关键字序列{al,a2,…,an},当且仅当满足下列关系时称其为堆。
   
    在一个堆中,若堆顶元素为最大元素,则称为大顶堆;若堆顶元素为最小元素,则称
为小顶堆。堆常用完全二叉树表示,图4-1是一个大顶堆的例子。
   
    堆数据结构常用于优先队列中,以维护由一组元素构成的集合。对应于两类堆结构,优先队列也有最大优先队列和最小优先队列,其中最大优先队列采用大顶堆,最小优先队列采用小顶堆。以下考虑最大优先队列。
    假设现已建好大顶堆A,且已经实现了调整堆的函数heapify(A,n,index)。
    下面将C代码中需要完善的三个函数说明如下:
    (1) heapMaximum(A):返回大顶堆A中的最大元素。
    (2) heapExtractMax(A):去掉并返回大顶堆A的最大元素,将最后一个元素“提前”到堆顶位置,并将剩余元素调整成大顶堆。
    (3) maxHeaplnsert(A, key):把元素key插入到大顶堆A的最后位置,再将A调整成大顶堆。
    优先队列采用顺序存储方式,其存储结构定义如下:
    #define PARENT(i) i/2
    typedef struct array{
        int *int  array;/ /优先队列的存储空间首地址
      int array size;能//优先队列的长度
      int capacity; //优先队列存储空间的容量
    }ARRAY;
【C代码】
(1)函数heapMaximum
    int heapMaximum(ARRAY *A){return(1);}
(2)函数heapExtractMax
    int heapExtractMax(ARRAY *A){
          int max;
        max=A->int_ array[0];
            (2);
        A->array_size一;
      heapify(A,A->array_size,0);//将剩余元素调整成大顶堆
          return max;
    }
(3)函数maxHeaplnsert
    int maxHeaplnsert(ARRAY *A,int key){
        int i,*p;
        if (A->array-size==A->capacity){//存储空间的容量不够时扩充空间
            p=(int*)realloc(A->int array, A->capacity *2*sizeof(int));
            if(!p) return-1:
            A->int _array=P;
            A->capacity=2*A->capacity;
        }
        A->array_size++:
        i=(3);
        while(i>0&&(4){
            A->int _array[i]=A->int_ array[PARENT(i)];
            i=PARENT(i);
        }
            (5);
          return 0;
      }
【问题1】(10分)
    根据以上说明和c代码,填充c代码中的空(1)~(5)。

【问题2】(3分)
    根据以上c代码,函数heapMaximum, heapExtractMax和maxHeaplnsert的时间复杂度的紧致上界分别为(6)、(7)和(8)(用O符号表示)。

【问题3】(2分)
    若将元素10插入到堆A=(15,13,9,5,12,8,7,4,0,6,2,1)中,调用maxHeaplnsert
函数进行操作,则新插入的元素在堆A中第(9)个位置(从1开始)。

发布于 2022-05-09 22:59:59

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