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《数据结构与算法分析》C++题解
2023-07-04 21:43:51 深夜i     --     --
数据结构 算法分析 C++ 题解 编程练习

《数据结构与算法分析》是一本经典的计算机科学教材,它深入浅出地介绍了数据结构和算法的基础知识和高级技术,是计算机科学教育中的必读之书。本文为大家提供了一些数据结构与算法的C++实现题解。

链表的实现

链表是一种基本的数据结构,它是由一系列节点组成,每个节点包含了数据和一个指向下一个节点的指针。链表的优点是可以在任意时间添加或删除元素,这种操作的时间复杂度是O(1)。以下是链表的C++实现:


struct ListNode {

  int val;

  ListNode *next;

  ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}

};

class LinkedList {

public:

  LinkedList() : head(NULL) {}

  ~LinkedList() {

    ListNode *p = head;

    while (p != NULL) {

      ListNode *q = p;

      p = p->next;

      delete q;

    }

  }

  void append(int val) {

    ListNode *node = new ListNode(val);

    if (head == NULL)

      head = node;

      return;

    

    ListNode *p = head;

    while (p->next != NULL)

      p = p->next;

    

    p->next = node;

  }

  void remove(int val) {

    if (head == NULL)

      return;

    

    if (head->val == val) {

      ListNode *p = head;

      head = head->next;

      delete p;

      return;

    }

    ListNode *p = head;

    while (p->next != NULL && p->next->val != val)

      p = p->next;

    

    if (p->next != NULL) {

      ListNode *q = p->next;

      p->next = q->next;

      delete q;

    }

  }

  void print() {

    ListNode *p = head;

    while (p != NULL)

      cout << p->val << " ";

      p = p->next;

    

    cout << endl;

  }

private:

  ListNode *head;

};

二叉搜索树的实现

二叉搜索树是一种特殊的二叉树,它的每个节点都符合以下性质:它的左子树的所有节点的值都小于该节点的值,它的右子树的所有节点的值都大于该节点的值。由于这个性质,二叉搜索树支持快速的查找、插入、删除操作。以下是二叉搜索树的C++实现:


struct TreeNode {

  int val;

  TreeNode *left;

  TreeNode *right;

  TreeNode(int x) : val(x), left(NULL), right(NULL) {}

};

class BinarySearchTree {

public:

  BinarySearchTree() : root(NULL) {}

  ~BinarySearchTree() {

    destroy(root);

  }

  void insert(int val) {

    root = insert(val, root);

  }

  void remove(int val) {

    root = remove(val, root);

  }

  bool find(int val) {

    return find(val, root);

  }

  void print() {

    print(root);

    cout << endl;

  }

private:

  TreeNode *root;

  TreeNode* insert(int val, TreeNode *node) {

    if (node == NULL) {

      return new TreeNode(val);

    }

    if (val < node->val) {

      node->left = insert(val, node->left);

    } else if (val > node->val) {

      node->right = insert(val, node->right);

    }

    return node;

  }

  TreeNode* remove(int val, TreeNode *node) {

    if (node == NULL)

      return NULL;

    

    if (val < node->val) {

      node->left = remove(val, node->left);

    } else if (val > node->val) {

      node->right = remove(val, node->right);

    } else {

      if (node->left == NULL) {

        TreeNode *rightChild = node->right;

        delete node;

        return rightChild;

      } else if (node->right == NULL) {

        TreeNode *leftChild = node->left;

        delete node;

        return leftChild;

      } else {

        TreeNode *minNode = findMin(node->right);

        node->val = minNode->val;

        node->right = remove(minNode->val, node->right);

      }

    }

    return node;

  }

  bool find(int val, TreeNode *node) {

    if (node == NULL)

      return false;

    

    if (val < node->val) {

      return find(val, node->left);

    } else if (val > node->val) {

      return find(val, node->right);

    } else

      return true;

    

  }

  void print(TreeNode *node) {

    if (node != NULL) {

      print(node->left);

      cout << node->val << " ";

      print(node->right);

    }

  }

  TreeNode* findMin(TreeNode *node) {

    while (node->left != NULL)

      node = node->left;

    

    return node;

  }

  void destroy(TreeNode *node) {

    if (node != NULL) {

      destroy(node->left);

      destroy(node->right);

      delete node;

    }

  }

};

动态规划的实现

动态规划是一种重要的算法技术,它主要用于解决最优化问题。动态规划的思路是将问题划分成子问题,通过求解子问题的最优解,得出原问题的最优解。以下是动态规划的C++实现:


int dp[N][M];

int w[N], v[N];

int knapsack(int n, int m) {

  for (int i = 0; i <= n; i++) {

    dp[i][0] = 0; // 背包容量为0时,价值为0

  }

  for (int j = 0; j <= m; j++) {

    dp[0][j] = 0; // 物品数量为0时,价值为0

  }

  for (int i = 1; i <= n; i++) {

    for (int j = 1; j <= m; j++) {

      if (j >= w[i]) {

        dp[i][j] = max(dp[i-1][j], dp[i-1][j-w[i]] + v[i]);

      } else {

        dp[i][j] = dp[i-1][j];

      }

    }

  }

  return dp[n][m];

}

以上是几个数据结构与算法的C++实现题解,希望对大家学习计算机科学有所帮助。如果您觉得这些题解还不错,可以多多关注我们的网站,我们将会不断为大家提供更多优质的计算机科学资料。

  
  
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