# 練習

## 知識鞏固

### 生活場景中的資料關係

請根據資料之間的關係，為下面三個場景選擇“線性結構、樹形結構、網狀結構”中的一種，並說明理由：

<!-- numbered-subquestions -->

1. 同學們排成一列，每人只關心自己前面和後面的人；
2. 學校按“學校 → 年級 → 班級”分層管理；
3. 城市道路連線多個路口，一個路口可以通向多個其他路口，也可能形成環路。

??? success "參考答案"

    1. 是線性結構。除排在最前和最後的人外，每個人都只與前面和後面各一人相鄰，關係沿一條線展開。

    2. 是樹形結構。每個班級屬於一個年級，每個年級又屬於學校，關係從上到下分層展開。

    3. 是網狀結構。一個路口可以連線多個路口，路線之間還能形成環，不能排成單一順序或嚴格層級。

        判斷結構時應先觀察元素之間的關係，而不是先考慮它在記憶體中佔多少空間。

### 邏輯順序怎樣存進記憶體

為了儲存邏輯順序 `A → B → C`，現有兩種簡化的記憶體安排：

- 方案甲：`A、B、C` 分別放在編號為 `20、21、22` 的記憶體格中；
- 方案乙：`A、B、C` 分別放在編號為 `20、7、31` 的記憶體格中，並由 `A` 記錄 `B` 的位置、`B` 記錄 `C` 的位置。

<!-- numbered-subquestions -->

1. 哪個方案屬於連續空間儲存？哪個屬於分散空間儲存？
2. 兩個方案分別更接近陣列還是鏈結串列？
3. 方案乙的記憶體格編號沒有按大小排列，為什麼仍能表示 `A → B → C` 的邏輯順序？

??? success "參考答案"

    1. 方案甲使用連續的記憶體格，屬於連續空間儲存；方案乙的節點分散在不同位置，屬於分散空間儲存。

    2. 方案甲更接近陣列，方案乙更接近鏈結串列。

    3. 邏輯順序由節點之間記錄的連線關係決定，而不是由記憶體格編號的大小決定。
        從 `A` 記錄的位置可以找到 `B`，再從 `B` 記錄的位置找到 `C`，所以仍能依次訪問 `A、B、C`。

        這也說明邏輯結構和物理結構是觀察同一組資料的兩個不同角度。

### 作業記錄中的資料型別與結構

某學習小組按座位順序記錄 4 名同學是否交了作業，得到：

`[true, false, true, true]`

<!-- numbered-subquestions -->

1. 每個元素適合使用哪種基本資料型別？
2. 這 4 個元素按座位順序排成一列，使用了什麼邏輯結構？
3. 如果以後改為記錄每人的作業分數 `[90, 0, 85, 100]`，改變的是資料的“內容型別”還是“組織方式”？說明理由。

??? success "參考答案"

    1. 每個元素只表示“是”或“否”，適合使用布林型別 `bool`。

    2. 這些元素按座位順序排列，形成線性結構，可以用陣列儲存。

    3. 改變的是內容型別：元素由布林值變成了整數。組織方式沒有改變，
        這些資料仍然按座位順序排成一列，仍可使用陣列這一線性結構。

        基本資料型別描述“存的是什麼”，資料結構描述“資料怎樣組織”。

## 程式設計練習

### 統計二進位制表示中的 1

給定非負整數 `n`，請統計它的二進位制表示中共有多少個 1。

要求使用位運算完成，不把二進位制表示轉換成字串，也不使用直接統計 1 的內建函式。

??? tip "解題提示"

    1. n & 1 可以取出 n 的最右邊一位，用它判斷這一位是否為 1
    2. 右移一位表示丟掉當前最右邊的二進位制位；多數語言使用運算子 >>
    3. 完成逐位檢查並右移的方法後，再觀察：n & (n - 1) 會把 n 中最右邊的一個 1 變成 0

[LeetCode](https://leetcode.cn/problems/number-of-1-bits/){ .rounded-button .exercise-button target="_blank" rel="noopener noreferrer" } [題目解析](https://leetcode.cn/problems/number-of-1-bits/solutions/2361978/191-wei-1-de-ge-shu-wei-yun-suan-qing-xi-40rw/){ .rounded-button .exercise-button target="_blank" rel="noopener noreferrer" }