数据结构复试笔记
绪论
时间复杂度,空间复杂度
用循环比递归的效率高吗?
贪心算法和动态规划以及分治法的区别
线性表
顺序表和链表的比较
头指针和头结点的区别
栈和队列
栈和队列的区别
三种判断循环队列是队空还是队满
队列在计算机系统中的应用
串
串的模式匹配
暴力模式匹配算法的思想是:从主串的第一个字符起,与子串的第一个字符比较,相等则继续比较;不等则从主串的下一个位置起,继续和子串开始比较,直到最后看是否匹配成功。
KMP匹配算法
如果已匹配相等的前缀序列中有某个后缀正好是模式的前缀,那么就可以将模式向后滑动到与这些相等字符对齐的位置,主串i指针无须回溯,并继续从该位置开始进行比较。而模式向后滑动位数的计算仅与模式本身的结构有关,与主串无关
树与二叉树
线索二叉树解决了什么问题
二叉树的特点
树的存储结构(3种)及各自优缺点
图
图的存储结构(4种)
最小生成树和最短路径算法
最小生成树:
最短路径
拓扑排序
关键路径
查找
静态查找(3种)
动态查找(2种)
b树和b+树
哈希表的构造方法(6种)
哈希表解决冲突的方法(4种)
排序
面试题
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数组和链表的区别
不同:链表是链式的存储结构;数组是顺序的存储结构。
链表通过指针来连接元素与元素,数组则是把所有元素按次序依次存储。
链表的插入删除元素相对数组较为简单,不需要移动元素,且较为容易实现长度扩充,但是寻找某个元素较为困难;
数组寻找某个元素较为简单,但插入与删除比较复杂,由于最大长度需要再编程一开始时指定,故当达到最大长度时,扩充长度不如链表方便。
相同:两种结构均可实现数据的顺序存储,构造出来的模型呈线性结构。
数组
一、数组的特点
1.在内存中,数组是一块连续的区域
2.数组需要预留空间
在使用前需要提前申请所占内存的大小,这样不知道需要多大的空间,就预先申请可能会浪费内存空间,即数组空间利用率低
ps:数组的空间在编译阶段就需要进行确定,所以需要提前给出数组空间的大小(在运行阶段是不允许改变的)
3.在数组起始位置处,插入数据和删除数据效率低。
插入数据时,待插入位置的的元素和它后面的所有元素都需要向后搬移
删除数据时,待删除位置后面的所有元素都需要向前搬移
4.随机访问效率很高,时间复杂度可以达到O(1)
因为数组的内存是连续的,想要访问那个元素,直接从数组的首地址处向后偏移就可以访问到了
5.数组开辟的空间,在不够使用的时候需要扩容,扩容的话,就会涉及到需要把旧数组中的所有元素向新数组中搬移
6.数组的空间是从栈分配的
二、数组的优点
随机访问性强,查找速度快,时间复杂度为O(1)
三、数组的缺点
1.头插和头删的效率低,时间复杂度为O(N)
2.空间利用率不高
3.内存空间要求高,必须有足够的连续的内存空间
4.数组空间的大小固定,不能动态拓展
链表
一、链表的特点
1.在内存中,元素的空间可以在任意地方,空间是分散的,不需要连续
2.链表中的元素都会两个属性,一个是元素的值,另一个是指针,此指针标记了下一个元素的地址
每一个数据都会保存下一个数据的内存的地址,通过此地址可以找到下一个数据
3.查找数据时效率低,时间复杂度为O(N)
因为链表的空间是分散的,所以不具有随机访问性,如要需要访问某个位置的数据,需要从第一个数据开始找起,依次往后遍历,直到找到待查询的位置,故可能在查找某个元素时,时间复杂度达到O(N)
4.空间不需要提前指定大小,是动态申请的,根据需求动态的申请和删除内存空间,扩展方便,故空间的利用率较高
5.任意位置插入元素和删除元素效率较高,时间复杂度为O(1)
6.链表的空间是从堆中分配的
二、链表的优点
1.任意位置插入元素和删除元素的速度快,时间复杂度为O(1)
2.内存利用率高,不会浪费内存
3.链表的空间大小不固定,可以动态拓展
三、链表的缺点
随机访问效率低,时间复杂度为0(N) -
贪心算法和动态规划的区别
贪心算法:局部最优,划分的每个子问题都最优,得到全局最优,但是不能保证是全局最优解,所以对于贪心算法来说,解是从上到下的,一步一步最优,直到最后。
动态规划:将问题分解成重复的子问题,每次都寻找左右子问题解中最优的解,一步步得到全局的最优解.重复的子问题可以通过记录的方式,避免多次计算。所以对于动态规划来说,解是从小到上,从底层所有可能性中找到最优解,再一步步向上。
分治法:和动态规划类似,将大问题分解成小问题,但是这些小问题是独立的,没有重复的问题。独立问题取得解,再合并成大问题的解。
例子:比如钱币分为1元3元4元,要拿6元钱,贪心的话,先拿4,再拿两个1,一共3张钱;实际最优却是两张3元就够了。 -
给定一个单链表,只给出头指针h:
1、如何判断是否存在环?
2、如何知道环的长度?
3、如何找出环的连接点在哪里?
4、带环链表的长度是多少?
解法:
1、对于问题1,使用追赶的方法,设定两个指针slow、fast,从头指针开始,每次分别前进1步、2步。如存在环,则两者相遇;如不存在环,fast遇到NULL退出。
2、对于问题2,记录下问题1的碰撞点p,slow、fast从该点开始,再次碰撞所走过的操作数就是环的长度s。
3、问题3:有定理:碰撞点p到连接点的距离=头指针到连接点的距离,因此,分别从碰撞点、头指针开始走,相遇的那个点就是连接点。(证明在后面附注)
4、问题3中已经求出连接点距离头指针的长度,加上问题2中求出的环的长度,二者之和就是带环单链表的长度