C++第七章习题解答.docx
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C++第七章习题解答
第七章动态内存分配习题
一、基本概念与基础知识自测题
7.1填空题
7.1.1C/C++定义了4个内存区间:
(1)、
(2)、(3)和(4)。
答案:
(1)代码区,存放程序代码;
(2)全局变量与静态变量区,存放全局变量或对象(包括静态);
(3)局部变量区即栈(stack)区,存放局部变量;
(4)自由存储区(freestore),即动态存储区或堆(heap)区。
7.1.2静态定义的变量和对象用标识符命名,称为
(1);而动态建立的称为
(2),动态建立对象的初始化是通过(3)实现(4)。
答案:
(1)命名对象
(2)无名对象
(3)初始化式(initializer)
(4)显式初始化
7.1.3在用new运算符建立一个三维数组15*30*10时,使用了
(1)个下标运算符,对应的用delete运算符注销这个三维数组时使用了
(2)个下标运算符。
new返回的指针是指向(3)的指针。
答案:
(1)3个
(2)1个
(3)30行10列的2位数组
7.1.4当动态分配失败,系统采用
(1)来表示发生了异常。
如果new返回的指针丢失,则所分配的自由存储区空间无法收回,称为
(2)。
这部分空间必须在(3)才能找回,这是因为无名对象的生命期(4)。
答案:
(1)返回一个空指针(NULL)
(2)内存泄漏
(3)重新启动计算机后
(4)并不依赖于建立它的作用域
7.1.5按语义的默认复制构造函数和默认复制赋值操作符实现的复制称为
(1),假设类对象obj中有一个数据成员为指针,并为这个指针动态分配一个堆对象,如用obj1按成员语义拷贝了一个对象obj2,则obj2对应指针指向
(2)。
答案:
(1)浅拷贝
(2)同一个堆对象
7.1.6单链表的结点包含两个域:
(1)和
(2)。
使用链表的最大的优点是(3),即使是动态数组也做不到这一点。
答案:
(1)数据域
(2)指针域
(3)用多少空间,开多少空间
7.1.7进入单链表必须通过单链表的
(1),如果它丢失则
(2),内存也(3),在单链表中进行的查找只能是(4)。
答案:
(1)头指针
(2)链表整个丢失
(3)会发生泄漏
(4)顺序查找
7.1.8对链栈,链的生成必须是向
(1)生成,最新压栈的元素(结点),放在
(2)位置,弹出时从(3)删除结点。
对链队,采用向(4)生成,新入队的结点放在链的(5),出队操作在(6)位置。
答案:
(1)向前
(2)链表头的位置
(3)链表头
(4)向后
(5)尾部
(6)链表头
7.1.9在计算机中进行表达式的计算,为解决优先级和运算的结合性,必须使用
(1)和
(2)。
在中缀表达式中,每个双目运算符放在(3)。
答案:
(1)数栈
(2)运算符栈
(3)它的两个运算符之间
7.1.10为了能重复利用一个队空间,要求把队说明成一个逻辑上的
(1)。
答案:
(1)循环队列
7.1.11二叉树的特点是:
(1)和
(2)。
答案:
(1)每个结点最多有两个孩子
(2)子树有左右之分
7.1.12二叉树的遍历是按
(1)分类,所谓中序遍历是
(2)。
答案:
(1)访问子树根节点次序
(2)先遍历该子树根结点的左子树回来后,接着再访问根结点,最后遍历右子树
7.1.13二叉排序树又称
(1)或
(2)。
其左子树上的所有结点均小于根结点的数据值,而右子树上的所有结点均大于根结点的数据值时,采用(3)就可以得到一个(4)。
答案:
(1)二叉搜索树
(2)树表
(3)中序遍历
(4)升序序列
7.2简答题
7.2.1new运算符为一个变量或对象分配存储空间和为一个数组分配存储空间,使用方法上有什么不同?
对应的delete运算符使用有什么不同?
答:
为一个变量或对象分配存储空间其使用的格式如下:
指针变量名=new类型名(初始化式);
对于数组进行动态分配和撤销的格式为:
指针变量名=new类型名[下标表达式];
后者多一个[下标表达式],同时不能进行初始化。
对应的delete运算符使用分别为:
delete指针名;
delete[]指向该数组的指针变量名;
后者多一个方括号,如果delete语句中少了方括号,因编译器认为该指针是指向数组第一个元素的指针,会产生回收不彻底的问题(只回收了第一个元素所占空间),加了方括号后就转化为指向数组的指针,回收整个数组。
delete[]的方括号中不需要填数组元素数,系统自知。
即使写了,编译器也忽略。
7.2.2用delete删除p所指向的无名对象时,p指针也同时被删除了,对不对?
为什么?
答:
不对。
注意这时释放了p所指向的无名对象占用的内存空间,也就是撤销了该无名对象,称动态内存释放(dynamicmemorydeallocation),但指针p本身并没有撤销,它仍然存在,该指针所占内存空间并未释放。
7.2.3为什么动态建立类对象数组时,类的定义一定要有缺省的构造函数?
答:
new后面类(class)类型也可以有参数。
这些参数即构造函数的参数。
但对创建数组,没有参数,只能调用缺省的构造函数。
7.2.4要实现深拷贝,自定义的拷贝构造函数应该怎样设计?
答:
如果类中有一个数据成员为指针,该类的一个对象中的这个指针p,指向了动态分配的一个堆对象。
深拷贝时要给新建立的对象独立分配一个堆对象。
这时拷贝的构造函数应该设计为:
先拷贝对象主体,再为新建对象的指针分配一个堆对象,最后用原对象的堆对象拷贝新对象的堆对象。
即分三步完成。
7.2.5在单链表模板中为什么要把List类说明成Node的友元类?
答:
为了直接访问结点的私有成员数据,以简化程序。
7.2.6双向链表与单向链表相比,操作上有什么优点?
答:
双向链表可以很方便地找到表结点的前驱和后继。
单链表只能找后继。
如要找前驱,必须从表头开始搜索,并一般要用两个工作指针。
7.2.7对比顺序栈与链栈各自的长处和短处。
答:
顺序栈可以随机访问其中的元素,而链栈只能顺序访问。
顺序栈必须先开一定大小内存空间,执行起来简单,速度快,但可能溢出。
链栈内存空间随用随开,不会溢出,但执行复杂(不断地动态分配),速度慢。
7.2.8写出二叉树的定义。
答:
二叉树是结点的一个有限集合,该集合或为空,或是由一个根结点及两棵分别称为左子树和右子树的(注意有左右之分)互不相交的二叉树组成,其中左右子树分别可以为空子树或均为空树。
7.2.9什么是二叉树的遍历?
答:
所谓二叉树的遍历(binarytreetraversal),就是遵从某种次序,查巡二叉树的所有结点,每个结点都被访问一次,而且仅访问一次。
所谓“访问”指对结点施行某些操作,但不破坏它原来的数据结构。
二、编程与综合练习题
7.3给单链表类模板增加两个成员函数:
删除链表中所有数据域为指定值的结点和取出链表中第K个元素(从1开始计数)。
解:
这两个成员函数添在单链表类模板中(ep7_3.h)
本例数据域用了标准类string,也可以使用整数型。
//ep7_3.h
#include
usingnamespacestd;
//首先看结点组织,采用结点类,凡与结点数据和指针操作有关函数作为成员函数
template
template
Tinfo;//数据域
Node
public:
Node();//生成头结点的构造函数
Node(constT&data);//生成一般结点的构造函数
voidInsertAfter(Node
Node
T&Getinfo();//增加取数据域函数
friendclassList
//以List为友元类,List可直接访问Node的私有函数,与结构一样方便,但更安全
};
template
:
Node(){link=NULL;}
template
:
Node(constT&data){
info=data;
link=NULL;
}
template
:
InsertAfter(Node
p->link=link;
link=p;
}
template
:
RemoveAfter(){
Node
if(link==NULL)tempP=NULL;//已在链尾,后面无结点
elselink=tempP->link;
returntempP;
}
template
:
Getinfo(){returninfo;}//增加取数据域函数
//再定义链表类,选择常用操作:
包括建立有序链表、搜索遍历、插入、删除、取数据等
template
Node
public:
List();//构造函数,生成头结点(空链表)
~List();//析构函数
voidMakeEmpty();//清空一个链表,只余表头结点
Node
intLength();//计算单链表长度
voidPrintList();//打印链表的数据域
voidInsertFront(Node
voidInsertRear(Node
voidInsertOrder(Node
Node
Node
Node
Node
};
template
:
List(){
head=tail=newNode
}
template
:
~List(){
MakeEmpty();
deletehead;
}
template
:
MakeEmpty(){
Node
while(head->link!
=NULL){
tempP=head->link;
head->link=tempP->link;//把头结点后的第一个节点从链中脱离
deletetempP;//删除(释放)脱离下来的结点
}
tail=head;//表头指针与表尾指针均指向表头结点,表示空链
}
template
:
Find(Tdata){
Node
while(tempP!
=NULL&&tempP->info!
=data)tempP=tempP->link;
returntempP;//搜索成功返回该结点地址,不成功返回NULL
}
template
:
Length(){
Node
intcount=0;
while(tempP!
=NULL){
tempP=tempP->link;
count++;
}
returncount;
}
template
:
PrintList(){
Node
while(tempP!
=NULL){
cout<
tempP=tempP->link;
}
cout< } template : InsertFront(Node p->link=head->link; head->link=p; if(tail==head)tail=p; } template : InsertRear(Node p->link=tail->link; tail->link=p; tail=p; } template : InsertOrder(Node Node while(tempP! =NULL){ if(p->info tempQ=tempP; tempP=tempP->link; } tempQ->InsertAfter(p);//插在tempP指向结点之前,tempQ之后 if(tail==tempQ)tail=tempQ->link; } template : CreatNode(Tdata){//建立新节点 Node returntempP; } template : DeleteNode(Node Node while(tempP->link! =NULL&&tempP->link! =p)tempP=tempP->link; if(tempP->link==tail)tail=tempP; returntempP->RemoveAfter();//本函数所用方法可省一个工作指针} template : RemoveAll(T&p){//利用已有的DeleteNode() boolb=false; Node while(TempP! =NULL){//也可以利用尾指针 if(TempP->info==p)TempR=DeleteNode(TempP); TempP=TempP->link; } returnTempR; } template : GetNode(inti){//取出链表中第K个元素(从1计数) Node intj=1; if(i<0)returnNULL; if(i==0)returnhead; while(TempP! =NULL&&j TempP=TempP->link; j++; } returnTempP; } //ep7_3.cpp #include"ep7_3.h" #include usingnamespacestd; intmain(){ constinth=9; inti; List Node stringm("东南大学"),sp[h]={"南京大学","东南大学","交通大学","清华大学", "天津大学","东南大学","复旦大学","浙江大学","同济大学"}; cout<<"按原始数据次序输出: "< for(i=0;i cout< for(i=0;i P1=list1.CreatNode(sp[i]); list1.InsertFront(P1);//向前生成list1 } cout<<"输出向前生成的链表: "< list1.PrintList(); list1.RemoveAll(m); cout<<"输出删除所有指定结点后的链表: "< list1.PrintList(); cout<<"要求寻找第几个节点? "< cin>>i; n1=list1.GetNode(i); cout< return0; } 7.4为单链表类模板增加一个拷贝构造函数和拷贝赋值运算符(=)。 解: 为简单数据域使用整数型。 注意: 从7.3开始逐题完善单链表类模板,即前一题增加的成员函数在本题中全部保留。 拷贝构造函数先建立一个头结点,再以原链表的各结点的数据域来构造新链表的各对应结点。 如果看不懂拷贝构造函数请画一个空链表,逐步跟踪拷贝过程,只要跟踪几个结点就可以理解。 //ep7_4.h #include usingnamespacestd; //首先看结点组织,采用结点类,凡与结点数据和指针操作有关函数作为成员函数 template template Tinfo;//数据域 Node public: Node();//生成头结点的构造函数 Node(constT&data);//生成一般结点的构造函数 voidInsertAfter(Node Node T&Getinfo();//增加取数据域函数 friendclassList //以List为友元类,List可直接访问Node的私有函数,与结构一样方便,但更安全 }; template : Node(){link=NULL;} template : Node(constT&data){ info=data; link=NULL; } template : InsertAfter(Node p->link=link; link=p; } template : RemoveAfter(){ Node if(link==NULL)tempP=NULL;//已在链尾,后面无结点 elselink=tempP->link; returntempP; } template : Getinfo(){returninfo;}//增加取数据域函数 //再定义链表类,选择常用操作: 包括建立有序链表、搜索遍历、插入、删除、取数据等 template Node public: List();//构造函数,生成头结点(空链表) List(List ~List();//析构函数 List&operator=(List voidMakeEmpty();//清空一个链表,只余表头结点 Node intLength();//计算单链表长度 voidPrintList();//打印链表的数据域 voidInsertFront(Node voidInsertRear(Node voidInsertOrder(Node Node Node Node Node }; template : List(){ head=tail=newNode } template : List(List Node head=tail=newNode while(TempP! =NULL){ P1=newNode P1->link=tail->link;//向后生成list1 tail->link=P1; tail=P1; TempP=TempP->link; } } template : ~List(){ MakeEmpty(); deletehead; } template : operator=(List Node head=tail=newNode while(TempP! =NULL){ P1=newNode P1->link=tail->link;//向后生成lis
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