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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