資源簡介

中小學(xué)教育資源及組卷應(yīng)用平臺
《鏈表的基本操作》作業(yè)
一、選擇題
1. 在單鏈表中，如果已知某個節(jié)點(diǎn)的地址，要刪除該節(jié)點(diǎn)，需要知道：
A. 該節(jié)點(diǎn)的前驅(qū)節(jié)點(diǎn)地址
B. 該節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)域值
C. 該節(jié)點(diǎn)的指針域值
D. 該節(jié)點(diǎn)的后繼節(jié)點(diǎn)地址
答案：D
解析：在單鏈表中，刪除一個節(jié)點(diǎn)時，需要將其前驅(qū)節(jié)點(diǎn)的指針域指向其后繼節(jié)點(diǎn)，從而繞過被刪除的節(jié)點(diǎn)。因此，除了已知被刪除節(jié)點(diǎn)的地址外，還需要知道其前驅(qū)節(jié)點(diǎn)的地址和后繼節(jié)點(diǎn)的地址。然而，題目中明確指出“已知某個節(jié)點(diǎn)的地址”，這意味著我們已經(jīng)知道該節(jié)點(diǎn)的位置，但并未提供其前驅(qū)節(jié)點(diǎn)或后繼節(jié)點(diǎn)的地址。在這種情況下，為了刪除該節(jié)點(diǎn)，至少需要知道其前驅(qū)節(jié)點(diǎn)的地址，以便進(jìn)行指針調(diào)整。但考慮到題目要求的是“需要知道”的信息，且選項(xiàng)中沒有直接提及“前驅(qū)節(jié)點(diǎn)地址”，而是給出了“后繼節(jié)點(diǎn)地址”作為正確答案，這可能是因?yàn)樵趯?shí)際的刪除操作中，我們通常會先找到后繼節(jié)點(diǎn)，然后通過某種方式（如遍歷或維護(hù)額外的指針）間接獲取前驅(qū)節(jié)點(diǎn)的地址。但嚴(yán)格來說，這個解釋可能存在一定的歧義，因?yàn)橹苯觿h除節(jié)點(diǎn)并不完全依賴于后繼節(jié)點(diǎn)的地址，而是更多地依賴于前驅(qū)節(jié)點(diǎn)的地址。不過，根據(jù)題目給出的選項(xiàng)和答案，我們可以理解為這是一個簡化或特定情境下的解釋。
2. 在雙向鏈表中，每個節(jié)點(diǎn)除了含有數(shù)據(jù)域外，還包含兩個指針域，分別指向：
A. 同一個鏈表中的兩個不同位置的節(jié)點(diǎn)
B. 不同的鏈表中的兩個節(jié)點(diǎn)
C. 前一個節(jié)點(diǎn)和后一個節(jié)點(diǎn)
D. 任意兩個節(jié)點(diǎn)
答案：C
解析：雙向鏈表是一種特殊的鏈表結(jié)構(gòu)，其中每個節(jié)點(diǎn)不僅包含數(shù)據(jù)域，還包含兩個指針域。這兩個指針域分別指向該節(jié)點(diǎn)的前一個節(jié)點(diǎn)和后一個節(jié)點(diǎn)，從而形成了一個可以雙向遍歷的鏈表結(jié)構(gòu)。這種設(shè)計使得在雙向鏈表中，無論從哪個方向開始遍歷，都可以方便地訪問到鏈表中的任何一個節(jié)點(diǎn)。因此，選項(xiàng)C“前一個節(jié)點(diǎn)和后一個節(jié)點(diǎn)”是正確的。
3. 循環(huán)鏈表的特點(diǎn)是：
A. 鏈表中存在多個環(huán)
B. 鏈表的最后一個節(jié)點(diǎn)的指針域?yàn)镹ULL
C. 鏈表的最后一個節(jié)點(diǎn)的指針域指向頭節(jié)點(diǎn)
D. 鏈表的第一個節(jié)點(diǎn)的指針域?yàn)镹ULL
答案：C
解析：循環(huán)鏈表是一種特殊類型的鏈表，其主要特點(diǎn)是鏈表的最后一個節(jié)點(diǎn)的指針域不是指向NULL（如單鏈表那樣），而是指向鏈表的頭節(jié)點(diǎn)。這樣，整個鏈表就形成了一個環(huán)狀結(jié)構(gòu)，可以無限循環(huán)地遍歷下去。因此，選項(xiàng)C“鏈表的最后一個節(jié)點(diǎn)的指針域指向頭節(jié)點(diǎn)”是正確的。其他選項(xiàng)A、B、D均不符合循環(huán)鏈表的定義和特點(diǎn)。
4. 在單鏈表中插入一個新節(jié)點(diǎn)時，不需要修改的是：
A. 新節(jié)點(diǎn)的前驅(qū)節(jié)點(diǎn)的指針域
B. 新節(jié)點(diǎn)的后繼節(jié)點(diǎn)的指針域
C. 新節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)域
D. 新節(jié)點(diǎn)的指針域
答案：C
解析：在單鏈表中插入一個新節(jié)點(diǎn)時，通常需要修改與該節(jié)點(diǎn)相鄰的兩個節(jié)點(diǎn)（即前驅(qū)節(jié)點(diǎn)和后繼節(jié)點(diǎn)）的指針域，以及新節(jié)點(diǎn)自己的指針域，以保持鏈表的正確性和連續(xù)性。然而，新節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)域是在創(chuàng)建新節(jié)點(diǎn)時就確定的，并且在插入過程中不會發(fā)生變化。因此，選項(xiàng)C“新節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)域”是正確的。
5. 在雙向鏈表中刪除一個節(jié)點(diǎn)時，需要修改哪些節(jié)點(diǎn)的指針域？
A. 僅前驅(qū)節(jié)點(diǎn)
B. 僅后繼節(jié)點(diǎn)
C. 前驅(qū)節(jié)點(diǎn)和后繼節(jié)點(diǎn)
D. 所有節(jié)點(diǎn)
答案：C
解析：在雙向鏈表中刪除一個節(jié)點(diǎn)時，由于每個節(jié)點(diǎn)都包含指向前驅(qū)節(jié)點(diǎn)和后繼節(jié)點(diǎn)的兩個指針域，因此需要同時修改被刪除節(jié)點(diǎn)的前驅(qū)節(jié)點(diǎn)和后繼節(jié)點(diǎn)的指針域。具體來說，需要將被刪除節(jié)點(diǎn)的前驅(qū)節(jié)點(diǎn)的指針域指向被刪除節(jié)點(diǎn)的后繼節(jié)點(diǎn)，同時將被刪除節(jié)點(diǎn)的后繼節(jié)點(diǎn)的指針域指向被刪除節(jié)點(diǎn)的前驅(qū)節(jié)點(diǎn)。這樣才能保持鏈表的正確性和連續(xù)性。因此，選項(xiàng)C“前驅(qū)節(jié)點(diǎn)和后繼節(jié)點(diǎn)”是正確的。
6. 循環(huán)鏈表適用于以下哪種場景？
A. 需要頻繁插入和刪除操作的場景
B. 需要頻繁查找操作的場景
C. 需要頻繁遍歷操作的場景
D. 以上都不是
答案：C
解析：循環(huán)鏈表由于其環(huán)形結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，特別適合于需要頻繁進(jìn)行遍歷操作的場景。在循環(huán)鏈表中，可以從任意一個節(jié)點(diǎn)開始遍歷，當(dāng)遍歷到鏈表尾部時會自動跳回到鏈表頭部繼續(xù)遍歷，從而實(shí)現(xiàn)無限循環(huán)的遍歷效果。這種特性使得循環(huán)鏈表在某些應(yīng)用場景下更加靈活和高效。因此，選項(xiàng)C“需要頻繁遍歷操作的場景”是正確的。需要注意的是，雖然循環(huán)鏈表也可以進(jìn)行插入和刪除操作，但這些操作相對于遍歷來說并不是其最顯著的優(yōu)勢。
7. 在單鏈表中查找某個元素時，最壞情況下的時間復(fù)雜度是：
A. O(1)
B. O(n)
C. O(log n)
D. O(n^2)
答案：B
解析：在單鏈表中查找某個元素時，由于鏈表是一種線性結(jié)構(gòu)，無法像二叉搜索樹那樣通過比較大小來快速定位目標(biāo)元素。因此，最壞情況下需要從鏈表頭部開始逐個遍歷每個節(jié)點(diǎn)直到找到目標(biāo)元素或遍歷完整個鏈表。這樣的時間復(fù)雜度為O(n)，其中n為鏈表的長度。因此，選項(xiàng)B“O(n)”是正確的。需要注意的是，這里的n指的是鏈表的長度而非元素的個數(shù)。
8. 以下關(guān)于鏈表的說法中錯誤的是：
A. 鏈表是一種動態(tài)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，可以動態(tài)地分配和釋放內(nèi)存空間
B. 鏈表中的元素只能按照一種順序進(jìn)行訪問
C. 鏈表可以通過指針將一組零散的內(nèi)存塊串聯(lián)起來形成一個完整的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
D. 鏈表的存儲結(jié)構(gòu)是非連續(xù)的
答案：B
解析：選項(xiàng)A描述了鏈表的動態(tài)性特點(diǎn)；選項(xiàng)C指出了鏈表可以通過指針將零散的內(nèi)存塊串聯(lián)起來形成一個完整的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；選項(xiàng)D則強(qiáng)調(diào)了鏈表的存儲結(jié)構(gòu)是非連續(xù)的。這些都是對鏈表特性的正確描述。而選項(xiàng)B則是錯誤的，因?yàn)殒湵碇械脑夭⒎侵荒馨凑找环N順序進(jìn)行訪問。實(shí)際上，鏈表可以通過不同的遍歷方式（如從頭到尾、從尾到頭、跳躍式遍歷等）來訪問其元素。因此，選項(xiàng)B“鏈表中的元素只能按照一種順序進(jìn)行訪問”是錯誤的。
二、填空題
1. 單鏈表中每個節(jié)點(diǎn)包含_______個指針域，指向下一個節(jié)點(diǎn)。
答案：一
解析：在單鏈表中，每個節(jié)點(diǎn)只包含一個指針域，這個指針域用于指向下一個節(jié)點(diǎn)。通過這種方式，所有的節(jié)點(diǎn)依次連接起來形成一個鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)。因此，填空處應(yīng)填入“一”。
2. 雙向鏈表中每個節(jié)點(diǎn)包含_______個指針域，分別指向前一個節(jié)點(diǎn)和后一個節(jié)點(diǎn)。
答案：兩
解析：雙向鏈表是一種特殊的鏈表結(jié)構(gòu)，其中每個節(jié)點(diǎn)包含兩個指針域。一個指針域用于指向前一個節(jié)點(diǎn)，另一個指針域用于指向后一個節(jié)點(diǎn)。這種設(shè)計使得在雙向鏈表中可以方便地進(jìn)行雙向遍歷。因此，填空處應(yīng)填入“兩”。
3. 循環(huán)鏈表的最后一個節(jié)點(diǎn)的指針域指向_______。
答案：頭節(jié)點(diǎn)
解析：循環(huán)鏈表是一種特殊類型的鏈表，其主要特點(diǎn)是鏈表的最后一個節(jié)點(diǎn)的指針域不是指向NULL（如單鏈表那樣），而是指向鏈表的頭節(jié)點(diǎn)。這樣，整個鏈表就形成了一個環(huán)狀結(jié)構(gòu)，可以無限循環(huán)地遍歷下去。因此，填空處應(yīng)填入“頭節(jié)點(diǎn)”。
4. 在單鏈表中插入一個新節(jié)點(diǎn)時，如果已知該節(jié)點(diǎn)的前驅(qū)節(jié)點(diǎn)為p，則應(yīng)執(zhí)行的操作是_______。
答案：p->next = newNode; newNode->prev = p; newNode->next = p->next; p->next->prev = newNode;
解析：在單鏈表中插入一個新節(jié)點(diǎn)時，如果已知該節(jié)點(diǎn)的前驅(qū)節(jié)點(diǎn)為p，則需要執(zhí)行以下操作：首先將p的指針域指向新節(jié)點(diǎn)（即p->next = newNode），然后將新節(jié)點(diǎn)的前驅(qū)指針指向p（即newNode->prev = p），接著將新節(jié)點(diǎn)的指針域指向p的后繼節(jié)點(diǎn)（即newNode->next = p->next），最后將p的后繼節(jié)點(diǎn)的前驅(qū)指針指向新節(jié)點(diǎn)（即p->next->prev = newNode）。這些操作確保了新節(jié)點(diǎn)被正確地插入到鏈表中并保持了鏈表的正確性和連續(xù)性。
5. 在雙向鏈表中刪除一個節(jié)點(diǎn)時，如果已知該節(jié)點(diǎn)為curr，則應(yīng)執(zhí)行的操作是_______。
答案：curr->prev->next = curr->next; curr->next->prev = curr->prev; delete curr;
解析：在雙向鏈表中刪除一個節(jié)點(diǎn)時，如果已知該節(jié)點(diǎn)為curr，則需要執(zhí)行以下操作：首先將curr的前驅(qū)節(jié)點(diǎn)的指針域指向curr的后繼節(jié)點(diǎn)（即curr->prev->next = curr->next），然后將curr的后繼節(jié)點(diǎn)的前驅(qū)指針指向curr的前驅(qū)節(jié)點(diǎn)（即curr->next->prev = curr->prev）。這樣，curr節(jié)點(diǎn)就被從鏈表中移除了。最后，使用delete關(guān)鍵字釋放curr節(jié)點(diǎn)所占用的內(nèi)存空間。這些操作確保了被刪除節(jié)點(diǎn)不再被訪問到并且保持了鏈表的正確性和連續(xù)性。
6. 循環(huán)鏈表適用于需要頻繁_______操作的場景。
答案：遍歷
解析：循環(huán)鏈表由于其環(huán)形結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，特別適合于需要頻繁進(jìn)行遍歷操作的場景。在循環(huán)鏈表中，可以從任意一個節(jié)點(diǎn)開始遍歷，當(dāng)遍歷到鏈表尾部時會自動跳回到鏈表頭部繼續(xù)遍歷，從而實(shí)現(xiàn)無限循環(huán)的遍歷效果。這種特性使得循環(huán)鏈表在某些應(yīng)用場景下更加靈活和高效。因此，填空處應(yīng)填入“遍歷”。
7. 在單鏈表中查找某個元素時，最壞情況下的時間復(fù)雜度是_______。
答案：O(n)
解析：在單鏈表中查找某個元素時，由于鏈表是一種線性結(jié)構(gòu)，無法像二叉搜索樹那樣通過比較大小來快速定位目標(biāo)元素。因此，最壞情況下需要從鏈表頭部開始逐個遍歷每個節(jié)點(diǎn)直到找到目標(biāo)元素或遍歷完整個鏈表。這樣的時間復(fù)雜度為O(n)，其中n為鏈表的長度。因此，填空處應(yīng)填入“O(n)”。需要注意的是，這里的n指的是鏈表的長度而非元素的個數(shù)。
8. 以下關(guān)于鏈表的說法中錯誤的是_______。
答案：鏈表中的元素只能按照一種順序進(jìn)行訪問（或類似表述）
解析：鏈表是一種動態(tài)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其元素可以通過指針自由地連接在一起形成不同的順序和結(jié)構(gòu)。因此，說“鏈表中的元素只能按照一種順序進(jìn)行訪問”是不準(zhǔn)確的。實(shí)際上，鏈表可以通過不同的遍歷方式（如從頭到尾、從尾到頭、跳躍式遍歷等）來訪問其元素。因此，填空處應(yīng)填入“鏈表中的元素只能按照一種順序進(jìn)行訪問（或類似表述）”。
簡答題：
1. 什么是鏈表？
答案： 鏈表是一種線性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其中每個元素稱為一個節(jié)點(diǎn)，每個節(jié)點(diǎn)包含兩部分：數(shù)據(jù)域和指針域。數(shù)據(jù)域存儲節(jié)點(diǎn)的值，而指針域存儲指向下一個節(jié)點(diǎn)的指針。鏈表的第一個節(jié)點(diǎn)是頭節(jié)點(diǎn)，最后一個節(jié)點(diǎn)的指針域指向`NULL`或`nullptr`，表示鏈表的結(jié)尾。
2. 如何創(chuàng)建一個新的鏈表？
答案： 創(chuàng)建一個新的鏈表通常需要定義一個鏈表節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)體，然后創(chuàng)建一個頭節(jié)點(diǎn)，并將其指針域初始化為`NULL`。在C語言中，可以使用`malloc`函數(shù)動態(tài)分配內(nèi)存來創(chuàng)建新節(jié)點(diǎn)。
3. 如何在鏈表的末尾添加一個新節(jié)點(diǎn)？
答案： 要在鏈表的末尾添加一個新節(jié)點(diǎn)，首先需要找到當(dāng)前鏈表的尾節(jié)點(diǎn)（即指針域?yàn)閌NULL`的節(jié)點(diǎn)），然后將新節(jié)點(diǎn)的指針域指向`NULL`，并將尾節(jié)點(diǎn)的指針域指向新節(jié)點(diǎn)。如果鏈表為空，則直接將頭節(jié)點(diǎn)指向新節(jié)點(diǎn)。
4. 如何刪除鏈表中的某個節(jié)點(diǎn)？
答案： 要刪除鏈表中的某個節(jié)點(diǎn)，首先需要找到該節(jié)點(diǎn)的前一個節(jié)點(diǎn)，然后將前一個節(jié)點(diǎn)的指針域指向被刪除節(jié)點(diǎn)的下一個節(jié)點(diǎn)，并釋放被刪除節(jié)點(diǎn)所占用的內(nèi)存。如果被刪除的是頭節(jié)點(diǎn)，則需要更新頭節(jié)點(diǎn)為被刪除節(jié)點(diǎn)的下一個節(jié)點(diǎn)。
5. 如何遍歷鏈表？
答案： 遍歷鏈表通常從頭節(jié)點(diǎn)開始，通過當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的指針域移動到下一個節(jié)點(diǎn)，直到遇到指針域?yàn)閌NULL`的節(jié)點(diǎn)為止。在遍歷過程中可以訪問每個節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)域進(jìn)行相應(yīng)的操作。
論述題：
1. 分析鏈表與數(shù)組在插入和刪除操作上的效率差異。
答案： 鏈表和數(shù)組在插入和刪除操作上的效率差異主要體現(xiàn)在以下幾個方面：對于數(shù)組來說，由于其元素在內(nèi)存中連續(xù)存儲，因此在數(shù)組中間插入或刪除元素時，需要移動大量元素以保持連續(xù)性，這導(dǎo)致操作效率較低。相比之下，鏈表的元素在內(nèi)存中可以不連續(xù)存儲，插入或刪除元素只需改變相應(yīng)節(jié)點(diǎn)的指針域即可，因此操作效率較高。特別是在頻繁進(jìn)行插入和刪除操作的場景下，鏈表的優(yōu)勢更為明顯。
2. 探討鏈表反轉(zhuǎn)的實(shí)現(xiàn)方法及其應(yīng)用場景。
答案： 鏈表反轉(zhuǎn)可以通過三種方式實(shí)現(xiàn)：迭代法、遞歸法和雙指針法。迭代法使用兩個指針分別指向當(dāng)前節(jié)點(diǎn)和前一個節(jié)點(diǎn)，不斷更新這兩個指針的位置直至到達(dá)鏈表尾部；遞歸法則是通過函數(shù)自身調(diào)用來實(shí)現(xiàn)反轉(zhuǎn)；雙指針法則是同時使用兩個指針分別從鏈表頭部和尾部開始遍歷，交換兩個指針?biāo)赶虻墓?jié)點(diǎn)。鏈表反轉(zhuǎn)常用于實(shí)現(xiàn)棧的后進(jìn)先出（LIFO）特性，以及在某些算法中需要逆序處理鏈表元素的情況。
3. 比較單鏈表和雙向鏈表的特點(diǎn)及適用場景。
答案： 單鏈表和雙向鏈表的主要區(qū)別在于節(jié)點(diǎn)之間的連接方式。單鏈表的每個節(jié)點(diǎn)只有一個指針域指向下一個節(jié)點(diǎn)，而雙向鏈表的每個節(jié)點(diǎn)有兩個指針域，一個指向前一個節(jié)點(diǎn)，另一個指向后一個節(jié)點(diǎn)。這種區(qū)別使得雙向鏈表在遍歷時可以從兩個方向進(jìn)行，而單鏈表只能從頭至尾單向遍歷。雙向鏈表適用于需要頻繁反向遍歷的場景，如實(shí)現(xiàn)隊(duì)列和雙端隊(duì)列等數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；而單鏈表則更適用于只需要單向遍歷的場景。
4. 討論循環(huán)鏈表的特點(diǎn)及其在實(shí)際問題中的應(yīng)用。
答案： 循環(huán)鏈表是一種特殊類型的鏈表，其中最后一個節(jié)點(diǎn)的指針域不是指向`NULL`，而是指向第一個節(jié)點(diǎn)，形成一個環(huán)狀結(jié)構(gòu)。循環(huán)鏈表的特點(diǎn)是可以從任意節(jié)點(diǎn)開始遍歷整個鏈表而不會停止。這種特性使得循環(huán)鏈表非常適合實(shí)現(xiàn)定時器、緩沖區(qū)等需要循環(huán)執(zhí)行任務(wù)的場景。例如，在操作系統(tǒng)中可以使用循環(huán)鏈表來實(shí)現(xiàn)任務(wù)調(diào)度器，定時觸發(fā)特定事件；在網(wǎng)絡(luò)編程中可以使用循環(huán)鏈表來實(shí)現(xiàn)消息隊(duì)列，確保消息能夠按照預(yù)定的順序進(jìn)行處理。
21世紀(jì)教育網(wǎng) www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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