（5）假设以I和O分别表示入栈和出栈操作。栈的初态和终态均为空，入栈和出栈的操作序列可表示为仅由I和O组成的序列，称可以操作的序列为合法序列，否则称为非法序列。
①下面所示的序列中哪些是合法的？
A. IOIIOIOO B. IOOIOIIO C. IIIOIOIO D. IIIOOIOO
②通过对①的分析，写出一个算法，判定所给的操作序列是否合法。若合法，返回true，否则返回false（假定被判定的操作序列已存入一维数组中）。
答案：
①A和D是合法序列，B和C 是非法序列。
②设被判定的操作序列已存入一维数组A中。
int Judge(char A[])
//判断字符数组A中的输入输出序列是否是合法序列。如是，返回true，否则返回false。
{i=0; //i为下标。
j=k=0; //j和k分别为I和字母O的的个数。
while(A[i]!=‘\0’) //当未到字符数组尾就作。
{switch(A[i])
{case‘I’: j++; break; //入栈次数增1。
case‘O’: k++; if(k>j){cout<<“序列非法”<<ednl；exit(0);}
}
i++; //不论A[i]是‘I’或‘O’，指针i均后移。}
if(j!=k) {cout<<“序列非法”<<endl；return(false);}
else { cout<<“序列合法”<<endl；return(true);}
}//算法结束。
[算法讨论]在入栈出栈序列（即由‘I’和‘O’组成的字符串）的任一位置，入栈次数（‘I’的个数）都必须大于等于出栈次数（即‘O’的个数），否则视作非法序列，立即给出信息，退出算法。整个序列（即读到字符数组中字符串的结束标记‘\0’），入栈次数必须等于出栈次数（题目中要求栈的初态和终态都为空），否则视为非法序列。
(6）假设以带头结点的循环链表表示队列，并且只设一个指针指向队尾元素站点(注意不设头指针) ，试编写相应的置空队、判队空 、入队和出队等算法。
[题目分析]
置空队就是建立一个头节点，并把头尾指针都指向头节点，头节点是不存放数据的；判队空就是当头指针等于尾指针时，队空；入队时，将新的节点插入到链队列的尾部，同时将尾指针指向这个节点；出队时，删除的是队头节点，要注意队列的长度大于1还是等于1的情况，这个时候要注意尾指针的修改，如果等于1，则要删除尾指针指向的节点。
[算法描述]
//先定义链队结构:
typedef struct queuenode
{Datatype data;
struct queuenode *next;
}QueueNode; //以上是结点类型的定义
typedef struct
{queuenode *rear;
}LinkQueue; //只设一个指向队尾元素的指针
- 置空队
void InitQueue( LinkQueue *Q)
{ //置空队：就是使头结点成为队尾元素
QueueNode *s;
Q->rear = Q->rear->next;//将队尾指针指向头结点
while (Q->rear!=Q->rear->next)//当队列非空，将队中元素逐个出队
{s=Q->rear->next;
Q->rear->next=s->next;
delete s;
}//回收结点空间
}
- 判队空
int EmptyQueue( LinkQueue *Q)
{ //判队空。当头结点的next指针指向自己时为空队
return Q->rear->next->next==Q->rear->next;
}
- 入队
void EnQueue( LinkQueue *Q, Datatype x)
{ //入队。也就是在尾结点处插入元素
QueueNode *p=new QueueNode;//申请新结点
p->data=x; p->next=Q->rear->next;//初始化新结点并链入
Q-rear->next=p;
Q->rear=p;//将尾指针移至新结点
}
- 出队
Datatype DeQueue( LinkQueue *Q)
{//出队,把头结点之后的元素摘下
Datatype t;
QueueNode *p;
if(EmptyQueue( Q ))
Error("Queue underflow");
p=Q->rear->next->next; //p指向将要摘下的结点
x=p->data; //保存结点中数据
if (p==Q->rear)
{//当队列中只有一个结点时，p结点出队后，要将队尾指针指向头结点
Q->rear = Q->rear->next;
Q->rear->next=p->next;
}
else
Q->rear->next->next=p->next;//摘下结点p
delete p;//释放被删结点
return x;
}
（7）假设以数组Q[m]存放循环队列中的元素, 同时设置一个标志tag，以tag== 0和tag == 1来区别在队头指针(front)和队尾指针(rear)相等时，队列状态为“空”还是“满”。试编写与此结构相应的插入(enqueue)和删除(dlqueue)算法。
[算法描述]
(1)初始化
SeQueue QueueInit(SeQueue Q)
{//初始化队列
Q.front=Q.rear=0; Q.tag=0;
return Q;
}
(2)入队
SeQueue QueueIn(SeQueue Q,int e)
{//入队列
if((Q.tag==1) && (Q.rear==Q.front)) cout<<"队列已满"<<endl;
else
{Q.rear=(Q.rear+1) % m;
Q.data[Q.rear]=e;
if(Q.tag==0) Q.tag=1; //队列已不空
}
return Q;
}
(3)出队
ElemType QueueOut(SeQueue Q)
{//出队列
if(Q.tag==0) { cout<<"队列为空"<<endl; exit(0);}
else
{Q.front=(Q.front+1) % m;
e=Q.data[Q.front];
if(Q.front==Q.rear) Q.tag=0; //空队列
}
return(e);
}
(8）如果允许在循环队列的两端都可以进行插入和删除操作。要求：
① 写出循环队列的类型定义；
② 写出“从队尾删除”和“从队头插入”的算法。
[题目分析] 用一维数组 v[0..M-1]实现循环队列，其中M是队列长度。设队头指针 front和队尾指针rear，约定front指向队头元素的前一位置，rear指向队尾元素。定义front=rear时为队空，(rear+1)%m=front 为队满。约定队头端入队向下标小的方向发展，队尾端入队向下标大的方向发展。
[算法描述]
①
#define M 队列可能达到的最大长度
typedef struct
{elemtp data[M];
int front,rear;
}cycqueue;
②
elemtp delqueue ( cycqueue Q)
//Q是如上定义的循环队列，本算法实现从队尾删除，若删除成功，返回被删除元素，否则给出出错信息。
{if (Q.front==Q.rear) { cout<<"队列空"<<endl; exit(0);}
Q.rear=(Q.rear-1+M)%M; //修改队尾指针。
return(Q.data[(Q.rear+1+M)%M]); //返回出队元素。
}//从队尾删除算法结束
void enqueue (cycqueue Q, elemtp x)
// Q是顺序存储的循环队列，本算法实现“从队头插入”元素x。
{if (Q.rear==(Q.front-1+M)%M) { cout<<"队满"<<endl; exit(0);)
Q.data[Q.front]=x; //x 入队列
Q.front=(Q.front-1+M)%M; //修改队头指针。
}// 结束从队头插入算法。
（9）已知Ackermann函数定义如下:
① 写出计算Ack(m,n)的递归算法，并根据此算法给出出Ack(2,1)的计算过程。
② 写出计算Ack(m,n)的非递归算法。
[算法描述]
int Ack(int m,n)
{if (m==0) return(n+1);
else if(m!=0&&n==0) return(Ack(m-1,1));
else return(Ack(m-1,Ack(m,m-1));
}//算法结束
① Ack(2,1)的计算过程
Ack(2,1)= Ack(1,Ack(2,0)) //因m<>0,n<>0而得
= Ack(1,Ack(1,1)) //因m<>0,n=0而得
= Ack(1,Ack(0,Ack(1,0))) // 因m<>0,n<>0而得
= Ack(1,Ack(0,Ack(0,1))) // 因m<>0,n=0而得
= Ack(1,Ack(0,2)) // 因m=0而得
= Ack(1,3) // 因m=0而得
= Ack(0,Ack(1,2)) //因m<>0,n<>0而得
= Ack(0,Ack(0,Ack(1,1))) //因m<>0,n<>0而得
= Ack(0,Ack(0,Ack(0,Ack(1,0)))) //因m<>0,n<>0而得
= Ack(0,Ack(0,Ack(0,Ack(0,1)))) //因m<>0,n=0而得
= Ack(0,Ack(0,Ack(0,2))) //因m=0而得
= Ack(0,Ack(0,3)) //因m=0而得
= Ack(0,4) //因n=0而得
=5 //因n=0而得
②
int Ackerman(int m, int n)
{int akm[M][N];int i,j;
for(j=0;j<N;j++) akm[0][j]=j+1;
for(i=1;i<m;i++)
{akm[i][0]=akm[i-1][1];
for(j=1;j<N;j++)
akm[i][j]=akm[i-1][akm[i][j-1]];
}
return(akm[m][n]);
}//算法结束
（10）已知f为单链表的表头指针, 链表中存储的都是整型数据，试写出实现下列运算的递归算法：
① 求链表中的最大整数；
② 求链表的结点个数；
③ 求所有整数的平均值。
[算法描述]
①
int GetMax(LinkList p)
{
if(!p->next)
return p->data;
else
{
int max=GetMax(p->next);
return p->data>=max ? p->data:max;
}
}
②
int GetLength(LinkList p)
{
if(!p->next)
return 1;
else
{
return GetLength(p->next)+1;
}
}
③
double GetAverage(LinkList p , int n)
{
if(!p->next)
return p->data;
else
{
double ave=GetAverage(p->next,n-1);
return (ave*(n-1)+p->data)/n;
}
}
