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一、应用题

1． 假设利用边界标识法，并以首次拟合策略分配，己知在某个时刻可利用空间表的状态如图所示（注：存储块头部域的值和申请分配的存储量均包括头部和尾部的存储空间）请画出：

（1）当系统回收一个起始地址为559，大小为45的空闲块之后的链表状态；

（2）系统继而在接受存储块大小为100的请求后，又回收一个起始地址为515，大小为44的空闲块之后的链表状态。

【答案】（1）系统回收一个起始地址为559，大小为45的空闲块后，因右侧起始地址604为空闲块，应与之合并。合并后，成为起始地址为559，大小为167的空闲块。链表状态如图1所示：

图1

（2）系统在接受存储块大小为100的请求后，将大小为117的空闲块分出100给予用户。在回收一个起始地址为515，大小为44的空闲块之后，因左侧起始地址为462、大小为53和右侧起始地址为559、大小为167均为空闲块，应与之合并。合并后，起始地址为462、大小为264的空闲块。链表状态如图2所示：

图2

2． 试比较顺序文件、索引非顺序文件、索引顺序文件、哈希文件的存储代价，检索、插入、删除记录时的优点和缺点。

【答案】（1）顺序文件只能顺序查找，优点是批量检索速度快，不适于单个记录的检索。顺序文件不能像顺序表那样插入、删除和修改，因文件中的记录不能象向量空间中的元素那样“移动”，只能通过复制整个文件实现上述操作。

（2）索引非顺序文件适合随机存取，不适合顺序存取，因主关键字未排序，若顺序存取会引起磁头频繁移动。索引顺序文件是最常用的文件组织，因主文件有序，既可顺序存取也可随机存取。索引非顺序文件是稠密索引，可以“预查找”，索引顺序文件是稀疏索引，不能“预查找”，但由于索引占空间较少，管理要求低，提高了索引的查找速度。

（3）散列文件也称直接存取文件，根据关键字的哈希函数值和处理冲突的方法，将记录散列到外存上。这种文件组织只适用于像磁盘那样的直接存取设备，其优点是文件随机存放，记录不必排序，插入、删除方便，存取速度快，无需索引区，节省存储空间。缺点是散列文件不能顺序存取，且只限于简单查询。经多次插入、删除后，文件结构不合理，需重组文件，这很费时。

3． 一个ISAM 文件除了主索引外，还包括哪两级索引？

【答案】ISAM 文件有三级索引：磁盘组、柱面和磁盘，柱面索引存放在某个柱面上，若柱面索引较大，占多个磁道时，可建立柱面索引的索引一主索引。故还包括的两级索引是盘组和磁道。

4． 如果输入序列为123456, 试问能否通过栈结构得到以下两个序列：435612和135426; 请说明为什么不能或如何才能得到。

【答案】输入序列为123456, 不能得出435612, 其理由是，输出序列最后两元素是12, 前面4个元素（4356）得到后，栈中元素剩12, 且2在栈顶，栈底元素1不可能在栈顶元素2之前出栈。得到135426的过程如下：1入栈并出栈，得到部分输出序列1; 然后2和3入找，3出栈，部分输出序列变为13; 接着4和5入栈，5、4和2依次出栈，部分输出序列变为13542; 最后6入栈并出栈，得到最终结果135426。

5． 假定对有序表：（3，4，5，7，24，30，42，54，63，72，87，95）进行折半查找，试回答下列问题：

（1）画出描述折半查找过程的判定树；

（2）若查找元素54，需依次与哪些元素比较？

（3）若查找元素90，需依次与哪些元素比较？

（4）假定每个元素的查找概率相等，求查找成功时的平均查找长度。

【答案】（1）判定树如图所示：

图 判定树

（2）若查找元素54，需依次和元素30、63、42、54比较，查找成功。

（3）若查找元素90，需依次和元素30、63、87、95比较，查找失败。

（4）

6．

已知一个整数序列

其中

则称x 为A 的主元素。

例如 若存在

且则称5为主元素；

又如

则A 中没有主元素。假设A 中的n 个元素保存在一个一维数组中，请设计一个

尽可能高效的算法，找出A 的主元素。若存在主元素，则输出该元素；否则输出-1。要求：

（1）给出算法的基本设计思想。

（2）根据设计思想，采用C 或

【答案】

（1）算法的策略是从前向后扫描数组元素，标记出一个可能成为主元素的元素Num 。然后重新计数，确认Num 是否是主元素。

算法可分为以下两步：

①选取候选的主元素：依次扫描所给数组中的每个整数，将第一个遇到的整数Num 保存到c 中，记录Num 的出现次数为1; 若遇到的下一个整数仍等于Num ，则计数加1否则计数减1; 当计数减到0时，将遇到的下一个整数保存到c 中，计数重新记为1，开始新一轮计数，即从当前位置开始重复上述过程，直到扫描完全部数组元素。

②判断c 中元素是否是真正的主元素，再次扫描该数组，统计c 中元素出现的次数，若大于则为主元素；否则，序列中不存在主元素。

（2）算法实现如下：

用来保存候选主元素，count 用来计数

设置A [0]为候选主元素

查找候选主元素

为A 中的候选主元素计数

处理不是候选主元素的情况

更换候选主元素

或Java 语言描述算法，关键之处给出注释。 （3）说明你所设计算法的时间复杂度和空间复杂度。