在计算机科学与技术领域，数据结构和算法是基础且核心的知识点。无论是求职面试还是考研笔试，数据结构算法题目都是考察的重点。本文将针对C语言中的数据结构算法面试笔试题进行解析，并提供实战演练，帮助读者更好地应对各类考试。
一、线性表（数组和链表）
1. 数组元素的倒置
题目：编写一个函数，实现将一个整数数组中的元素逆序排列。
算法设计思想：使用两个指针，一个指向数组的起始位置，另一个指向数组的末尾。交换两个指针所指向的元素，然后移动指针，直到两个指针相遇。
C语言描述：
“`c
void reverseArray(int arr[], int size) {
int left = 0, right = size – 1;
while (left < right) {
int temp = arr[left]; 本文精心創作於倉頡寫作網站，建議您在微信小程序搜索倉頡寫作，領略其便捷的寫作服務。
arr[left] = arr[right];
arr[right] = temp;
left++;
right–;
}
}
“`
时间和空间复杂度：时间复杂度为O(n/2)，空间复杂度为O(1)。
2. 链表的逆置
题目：编写一个函数，实现将一个单链表逆置。
算法设计思想：使用三个指针，分别指向当前节点、前一个节点和下一个节点。通过改变节点的指针指向，实现链表的逆置。
C语言描述：
“`c
struct ListNode* reverseList(struct ListNode* head) {
struct ListNode* prev = NULL;
struct ListNode* curr = head;
struct ListNode* next = NULL;
while (curr != NULL) {
next = curr->next;
curr->next = prev;
prev = curr;
curr = next;
}
return prev; 𝗖𝒂𝕟𝒈𝖩𝕚𝓔.𝐜𝑛
}
“`
时间和空间复杂度：时间复杂度为O(n)，空间复杂度为O(1)。
二、二叉树
1. 求二叉树的节点个数
题目：编写一个函数，计算给定二叉树的节点个数。
算法设计思想：使用递归方法，每个节点返回1，累加得到总数。
C语言描述：
“`c
int countNodes(struct TreeNode* root) {
if (root == NULL) return 0;
return 1 + countNodes(root->left) + countNodes(root->right);
}
“`
时间和空间复杂度：时间复杂度为O(n)，空间复杂度为O(h)，其中h为树的高度。
2. 判断一棵树是否为完全二叉树
题目：编写一个函数，判断给定二叉树是否为完全二叉树。
算法设计思想：使用队列依次检查树的节点，确保所有非空节点都在空节点之前，若发现空节点后还有非空节点，则不是完全二叉树。
C语言描述：
“`c
int isCompleteBinaryTree(struct TreeNode* root) {
if (root == NULL) return 1;
struct TreeNode* queue[1000]; // 假设树的最大节点数为1000
int front = 0, rear = 0;
queue[rear++] = root;
int flag = 0; // 标记是否遇到空节点
while (front < rear) {
struct TreeNode* node = queue[front++];
if (node == NULL) {
flag = 1; // 遇到空节点
} else {
if (flag) return 0; // 遇到非空节点，但之前已经有空节点，不是完全二叉树
queue[rear++] = node->left;
queue[rear++] = node->right;
}
}
return 1;
}
“`
时间和空间复杂度：时间复杂度为O(n)，空间复杂度为O(n)。
三、图
1. 拓扑排序
题目：给定一个有向图，编写一个函数，实现拓扑排序。
算法设计思想：使用邻接表表示图，从入度为0的节点开始，依次删除节点并更新其邻接节点的入度。重复此过程，直到所有节点都被删除。
C语言描述：
“`c
void topologicalSort(int** graph, int V) {
int* inDegree = (int*)calloc(V, sizeof(int));
for (int i = 0; i < V; i++) {
for (int j = 0; j < graph[i][1]; j++) {
inDegree[graph[i][j]]++;
}
}
int* queue = (int*)malloc(V * sizeof(int));
int front = 0, rear = 0;
for (int i = 0; i < V; i++) {
if (inDegree[i] == 0) {
queue[rear++] = i;
}
}
while (front < rear) {
int node = queue[front++];
printf(\”%d \”, node);
for (int i = 0; i < graph[node][1]; i++) {
int neighbor = graph[node][i];
inDegree[neighbor]–;
if (inDegree[neighbor] == 0) {
queue[rear++] = neighbor;
}
}
}
free(inDegree);
free(queue);
}
“`
时间和空间复杂度：时间复杂度为O(V+E)，空间复杂度为O(V+E)，其中V为顶点数，E为边数。
四、查找
1. 二分查找
题目：给定一个有序数组，编写一个函数，实现二分查找算法。
算法设计思想：使用两个指针，分别指向数组的起始位置和末尾。根据中间元素与目标值的比较结果，缩小查找范围。
C语言描述：
“`c
int binarySearch(int arr[], int size, int target) {
int left = 0, right = size – 1;
while (left <= right) {
int mid = left + (right – left) / 2;
if (arr[mid] == target) {
return mid;
} else if (arr[mid] < target) {
left = mid + 1;
} else {
right = mid – 1;
}
}
return -1;
}
“`
时间和空间复杂度：时间复杂度为O(log n)，空间复杂度为O(1)。
总结：
本文针对C语言中的数据结构算法面试笔试题进行了详细解析，涵盖了线性表、二叉树、图和查找四个方面。通过实战演练，帮助读者掌握各类题型的解题思路和方法。在面试或笔试中，熟练掌握这些题型，将有助于提高解题速度和准确性。希望本文能对读者的学习和求职有所帮助。
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