设有一棵阶m=3的B树,如图10-9所示: [图] 其中a, b, …,...
设有一棵阶m=3的B树,如图10-9所示:其中a, b, …, g是结点的名称,系统一块可以动态分配的结点叫h。可在说明插入过程时使用,结点内的整数为关键码。若在图中所示的B树中插入关键码55,请计算完成该插入所需要的访外次数(包括读磁盘和写磁盘)。
设有一棵阶m=3的B树,如图10-9所示:其中a, b, …, g是结点的名称,系统一块可以动态分配的结点叫h。可在说明插入过程时使用,结点内的整数为关键码。若在图中所示的B树中插入关键码55,请计算完成该插入所需要的访外次数(包括读磁盘和写磁盘)。
第1题
第2题
[说明5-1]
B树是一种多叉平衡查找树。一棵m阶的B树,或为空树,或为满足下列特性的m叉树:
①树中每个结点最多有m棵子树;
②若根结点不是叶子结点,则它至少有两棵子树;
⑧除根之外的所有非叶子结点至少有[m/2]棵子树;
④所有的非叶子结点中包含下列数据信息:
(n,A0,K1,A1,K2,A2, …,Kn,An)其中:Ki(i=1,2,…,n)为关键字,且Ki<Ki+1(i=1,2,…,n-1);Ai(i=0,1,…,n)为指向子树根结点的指针,且指针Ai-1,所指子树中所有结点的关键字均小于Ki,Ai+1,所指子树中所有结点的关键字均大于Ki,n为结点中关键字的数目。
⑤所有的叶子结点都出现在同一层次上,并且不带信息(可以看作是外部结点或查找失败的结点,实际上这些结点不存在,指向这些结点的指针为空)。
例如,一棵4阶B树如下图所示(结点中关键字的数目省略)。
B树的阶M、bool类型、关键字类型及B树结点的定义如下:
define M 4 /*B树的阶*/
typedef enum {FALSE=0,TRUE=1}bool;
typedef int ElemKeyType;
typedef struct BTreeNode {
int numkeys; /*结点中关键字的数日*/
struct BTreeNode*parent; /*指向父结点的指针,树根的父结点指针为空*/
struct BTreeNode *A[M]; /*指向子树结点的指针数组*/
ElemKeyType K[M]; /*存储关键字的数组,K[0]闲置不用*/
}BTreeNode;
函数SearchBtree(BTreeNode*root,ElemKcyTypeakey,BTreeNode:*pb)的功能是:在给定的一棵M阶B树中查找关键字akey所在结点,若找到则返回TRUE,否则返回 FALSE。其中,root是指向该M阶B树根结点的指针,参数ptr返回akey所在结点的指针,若akey不在该B树中,则ptr返回查找失败时空指针所在结点的指针。例如,在上图所示的4阶B树中查找关键字25时,ptr返回指向结点e的指针。
注;在结点中查找关键字akey时采用二分法。
[函数5-1]
bool SearchBtree(BTreeNode* root, ElemKeyType akey, BTreeNode **ptr)
{
int lw, hi, mid;
BTreeNode*p = root;
*ptr = NULL;
while ( p ) {
1w = 1; hi=(1);
while (1w <= hi) {
mid = (1w + hi)/2;
if (p -> K[mid] == akey) {
*ptr = p;
return TRUE;
}
else
if ((2))
hi=mid - 1;
else
1w = mid + 1;
}
*ptr = p;
p = (3);
}
return FALSE;
}
[说明5-2]
在M阶B树中插入一个关键字时,首先在最接近外部结点的某个非叶子结点中增加一个关键字,若该结点中关键字的个数不超过M-1,则完成插入;否则,要进行结点的“分裂”处理。所谓“分裂”,就是把结点中处于中间位置上的关键字取出来并插入其父结点中,然后以该关键字为分界线,把原结点分成两个结点。“分裂”过程可能会一直持续到树根,若树根结点也需要分裂,则整棵树的高度增加1。
例如,在上图所示的B树中插入关键字25时,需将其插入结点e中。由于e中已经有3个关键字,因此将关键字24插入结点e的父结点b,并以24为分界线将结点e分裂为e1和e2两个结点,结果如下图所示。
函数Isgrowing(BTreeNode*root,ElemKeyTypeakey)的功能是:判断在给定的M阶B树中插入关键字akey后,该B树的高度是否增加,若增加则返回TRUE,否则返回FALSE。其中,root是指向该M阶B树根结点的指针。
在函数Isgrwing中,首先调用函数SearchBtree(即函数5-1)查找关键字akey是否在给定的M阶B树中,若在,则返回FALSE(表明无需插入关键字akey,树的高度不会增加);否则,通过判断结点中关键字的数目考查插入关键字akey后该B树的高度是否增加。
[函数5-2]
bool Isgrowing(BTreeNode* root, ElernKeyType akey)
{ BTreeNode *t, *f;
if( !SearchBtree((4) )
第5题
【说明】
设M叉树采用列表法表示,即每棵子树对应一个列表,列表的结构为:子树根结点的值后跟用“()”括起来的各子树的列表(若有子树的话),各子树的列表间用“,”分隔。例如,如下图所示的三叉树可用列表a(b(c,d),e,f(g,h,i))表示。
本程序根据输入的列表生成一棵M叉树,并由M叉树再输出列表。
【函数】
include
include
define M 3 /*三叉树*/
typedef struct node{
int val;
struct node *subTree[M];
}NODE;
char buf[255], *str=buf;
NODE *d=NULL;
NODE *makeTree() /*由列表生成M叉树*/
{
int k; NODE *s;
s=(1);
s->val=*str++;
for(k=0;k<M;k++)
s->subTree[k]=NULL;
if(*str=='(')
{
k=0;
do{
str++;
s->subTree[k]=(2);
if(*str==')')
{
str++;
break;
}
k=k+1;
}while((3));
}
return s;
}
void walkTree(NODE *t) /*由M叉树输出列表*/
{
int i;
if(t !=NULL)
{
(4);
if(t->subTree[0]==NULL)
return;
putchar('(');
for(i=0;i<M;i++)
{
(5);
if(i !=M-1 && t->subTree[i+1]!=NULL)
putchar(',');
}
putchar(')');
}
}
void main()
{
printf("Enter exp: ");
scanf("%s",str);
d=makeTree();
walkTree(d);
putchar('\n');
}
第6题
A.2m+1
B.2m-1
C.2(m-1)
D.2(m+1)
第7题
【说明】
设M叉树采用列表法表示,即每棵子树对应一个列表,列表的结构为:子树根节点的值部分(设为一个字符)和用“()”,括起来的各子树的列表(如有子树的话),各子列表间用“,”分隔。例如下面的三叉树可用列表a(b(c,d),e,f(g,h,i))表示。
本程序输入列表,生成一棵M叉树,并由M叉树输出列表。假定输入无错误。
【函数5-8】
inelude<stdio.h>
include<stdlib.h>
define M3
typedef struct node{
char val;
street node *subTree[M];
}NODE;
char buf[255], *six = buf;
NODE *d = NULL;
NODE *makeTree()/*由列表生成M叉树*/
{
int k;
NODE *s;
s=(1);
s->val=*six++;
for(k=0; k<M; k++)s->subTree[k]=NULL;
if(*str=='('){
k=0;
do{
six++;
s->subTree[k]=(2);
if(*str==')'){
six++;
break;
}
k=k+1;
}while((3));
}
return s;
}
void walkTree(NODE *t)/*由M叉数输出列表*/
{
int i;
if(t !=NULL){
(4);
if(t->subTree[0]==NULL)return;
putchar('(');
for(i=0;i<M; i++){
(5);
if(i !=M-1 && t->subTree[i+1]!=NULL)
putchar(',');
}
putchax(')');
}
}
void main()
{
prinff("Enter exp:");
scanf("%s", str);
d = makeTree();
walkTree(d);
putchaW',n');
}
第8题
阅读下列程序说明和C代码,将应填入(n)处的字句写在答题纸的对应栏内。
【程序5说明】
设M叉树采用列表法表示,即每棵子树对应一个列表,列表的结构为:子树根结点的值部分(设为一个字符)和用"()"括起来的各子树的列表(如有子树的话),各子列表间用","分隔。例如下面的三叉树可用列表a(b(c,d),e,f(g,h,i))表示。
本程序输入列表,生成一棵M叉树,并由M叉树输出列表。假定输入无错误。
【程序5】
#include<stdio.h>
#include<stdli
B.h>
#define M 3
typedef struct node{char val;
struct node*subTree[M];
}NODE;
char buf[255],*str=buf;
NODE*d=NULL
NODE*makeTree()/*由列表生成M叉树*/
{int k;NODE*s;
s= (1) ;
s->val=*str++;
for(k=0;k<M;k++)s->subTree[k]=NULL;
if(*str=′(′){
k=0;
do{str++;
s->subTree[k]= (2) ;
if(*str==′)′){str++;break;}
k=k+1;
}while( (3) );
}
return s;
}
void walkTree(NODE*t)/*由M叉树输出列表*/
{int i;
if(t!=NULL){
(4)
if(t->subTree[0]==NULL)return;
putchar(′(′);
for(i=0;i<M;i++){
(5) ;
if(i!=M-1&&t->subTree[i+1]!= NULL)
putchar(′,′);
}
putchar(′)′);
}
}
void main()
{printf("Enter exp:");
scanf("%s",str);
d=makeTree();
walkTree(d);putchar(′\n′);
}
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