前言
本文是題主準備面試時記錄下的筆記整理而來,稍顯粗陋,還請各位擼友勿噴哈!
Topic
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目錄
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目標
- 熟練使用常用數據結構的基本操作
- 加深對常用算法與技巧的理解
- 面試
-
參考
- 《程序員面試金典》
- 《劍指offer》
- Leetcode
- 《結構之法 --July》
數組篇
左旋字符串/數組
1.問題描述
- 給定一字符串
- 將串的前若干個元素移到串的尾部
2.例子
- "abcdefg",2 ==> "cdefgab"
3.Coding感想
- 關于三步反轉法
- 對每段都做了兩次反轉,因此每段仍然有序
- 段與段之間反轉了順序
4.解決方案
(1) 暴力移位(By一個字符)
A. A[0]存入臨時變量tmp
B. 數組其余元素放到數組后面
C. 旋轉幾位,就執行幾次A,B
(2) 三步反轉法
A. 要旋轉的位置將串分為兩段
B. 將這兩段分別進行反轉
C. 對整個字符串反轉
Remove Duplicates
1.問題描述
- 定一個已排序數組
- 刪除重復元素
- 返回刪除后數組的長度
- 不能使用額外空間
2.例子
A = [1, 1, 2] ==> len = 2, A = [1, 2]
3.解決方案
-
兩個游標遍歷數組
- 兩個游標指向的值不等
- 游標相鄰,則兩個游標向前移動一位
- 游標不相鄰,快游標值賦給慢游標的下一位后,快游標進一位
- 相等則快游標前進一位
- 兩個游標指向的值不等
-
STL-distance()-unique()
- distance(A, unique(A, A + n))
- 注意引入#include<algorithm>
- unique()
- 作用
- 刪除所有相鄰的重復元素
- 不是真的刪除,而是放后面
- 先排序后才能用unique()
- 原型:unique(begin,end)
- 返回去重后最后一個元素的地址
- 作用
- distance()
- 原型distance(begin, end)
- 返回兩參數間的間隔長度
-
STL-泛型模板-upper_bound()
- upper_bound()
- 定義
- 返回的在前閉后開區間查找的關鍵字的上界
- 返回一個迭代器,指向鍵值> key的第一個元素
- 原型:upper_bound(first, last, value)
- 定義
- lower_bound()
- 返回一個迭代器,指向鍵值>= key的第一個元素
- upper_bound()
4.Coding遇到的問題
gdb display 可否同時設置多個變量?
-
使用string的append方法
- 原型:append(const value_type ptr)
- append( string s )
- append( "hello" )
- append(const char* c)
- 與 “strA + strB”的對比
- append更加靈活
- append效率相對較低
- 相關鏈接
- c++拼接字符串效率比較
- 原型:append(const value_type ptr)
-
char* c =new char(10); c = "hello";
- 如此賦值會有隱患: hello是常量,但c指向的是變量
- 應定義為const char*
- 相關鏈接
- warning:deprecated conversion from string constant to 'char *'
常量指針 vs 指針常量
參見《effective c++》思維導圖筆記-
獲取數組的長度
- sizeof(array) / sizeof(array[0])
- 無法判斷數組是否為空,因為數組一旦定義,里面便有隨機值
5.代碼示例:
/*************************************************************************
> File Name: 1_1.rm_duplicates_from_sorted_Array.cpp
> Description:
(1)給一個已排序數組
(2)刪除重復元素
(3)返回刪除后數組的長度
(4)不能使用額外空間,必須用常量內存
(5)A = [1,1,2] ==> len = 2, A = [1, 2]
> Conclusion:
(1)注重代碼優化
(2)簡化判定條件
(3)快慢游標遍歷數組
> Author: rh_Jameson
> Created Time: 2014年12月02日 星期二 12時03分26秒
************************************************************************/
#include<iostream>
#include<algorithm>
using namespace std;
//-------------------------------------原始版本:Acceped--------------------------------//
int removeDuplicatesOrigin(int A[],int n)
{
int p = 0,q = 1; //游標p,q
if(n <= 0) //判空 & 非法
{
return 0;
}
if(n == 1) //數組只有一個元素的情況
{
return 1;
}
while(q != n)
{
if(A[p] != A[q] && p == q - 1) //A[p]和A[q]不等且p,q相鄰時,p,q向前移動一位
{
p++;
q++;
}
else if(A[p] != A[q] && p != q - 1) //A[p]和A[q]不等且p,q不相鄰時
{
p++; //p向前移動一位
A[p] = A[q]; //將數組A下標q的值賦給下標p的值
q++; //q向前移動一位
}
else if(A[p] == A[q]) //A[p]和A[q]相等時,q向前移動一位
{
q++;
}
}
return p + 1; //返回處理后數組的長度
}
//-------------------------------------優化版本:Acceped--------------------------------//
int removeDuplicatesOptimize(int A[],int n)
{
int p = 0,q = 1; //游標p,q
if(n <= 0) //判空 & 非法
{
return 0;
}
while(q != n)
{
if(A[p] != A[q]) //A[p]和A[q]不等時,p,q向前移動一位
{
A[++p] = A[q]; //巧妙優化,p,q相鄰,A[q] = A[q],p,q不相鄰,A[p] = A[q]
q++;
}
else if(A[p] == A[q]) //A[p]和A[q]相等時,q向前移動一位
{
q++;
}
}
return p + 1; //返回處理后數組的長度
}
//-------------------------------------優化版本2:Acceped--------------------------------//
int removeDuplicatesOptimize(int A[],int n)
{
int p = 0,q = 1; //游標p,q
if(n <= 0) //判空 & 非法
{
return 0;
}
while(q != n)
{
if(A[p] != A[q]) //A[p]和A[q]不等時,p,q向前移動一位
{
A[++p] = A[q]; //巧妙優化,p,q相鄰,A[q] = A[q],p,q不相鄰,A[p] = A[q]
}
q++;
}
return p + 1; //返回處理后數組的長度
}
//==================================參考代碼1:Accepted==================================//
/*
* 該參考代碼與上面優化版本的代碼思路一直,不再贅釋
*/
int removeDuplicatesLeetcode1(int A[],int n)
{
if(n <= 0)
{
return 0;
}
int index = 0;
for(int i = 1; i < n; ++i)
{
if( A[index] != A[i] )
{
A[++index] = A[i];
}
}
return index + 1;
}
//==================================參考代碼2:Accepted==================================//
/*
* 使用STL distance(),unique()方法
*/
int removeDuplicatesLeetcode2(int A[],int n)
{
return distance(A, unique(A, A + n) );
}
int main()
{
//removeDuplicates
int A[3] = {1,1,2};
cout << removeDuplicatesLeetcode2(A, 3) << endl;
}
Remove Duplicates II
1.問題描述
- 給一個已排序數組
- 刪除重復次數大于2的元素
- 返回刪除后數組的長度
- 不能使用額外空間
2.例子
A = [1,1,1,2,2,3] ==> A.len = 5, A = [1,1,2,2,3]
3.Coding感想
- 條件語句優化技能有待提高
4.解決方案
- 思路與上一道差不多,區別是引入計數變量
- 在第一次出現重復時,做相應處理
- 多次重復,只移動快游標
- A[p] != A[q]時,注意將count重置為1
5.代碼實例:
/*************************************************************************
> File Name: 1_2.remove_duplicatesII.cpp
> Description:
(1)給一個已排序數組
(2)刪除重復次數大于2的元素
(3)返回刪除后數組的長度
(4)不能使用額外空間
(5)A = [1,1,1,2,2,3] ==> A.len = 5,A = [1,1,2,2,3]
> Conclusion:
(1)條件語句優化技能有待提高
(2)策略:
A.思路與上一道差不多,區別是引入計數變量
B.在第一次出現重復時,做相應處理
C.多次重復,只移動快游標
D.A[p] != A[q]時,注意將count重置為1
> Author: rh_Jameson
> Created Time: 2014年12月03日 星期三 13時23分00秒
************************************************************************/
#include<iostream>
using namespace std;
//============================原始版本:Accepted,88 ms==================================//
int removeDuplicates(int A[],int n)
{
int count = 1; //計數變量
int index = 0; //慢游標
if(n <= 0) //判空,非法
{
return 0;
}
for(int i = 1; i < n; ++i)
{
/*慢游標指向值不等于快游標指向值時*/
if(A[index] != A[i])
{
A[++index] = A[i]; //慢游標前進一位,將快游標指向值賦給慢游標指向值
if(count != 1) //重置count
{
count = 1;
}
}
/*慢游標指向值等于快游標指向值時*/
else if(count == 1) //第一次出現重復的處理
{
count++;
A[++index] = A[i];
}
else //多次重復的處理
{
count++;
}
}
return index + 1;
}
//============================優化條件語句版本:Accepted,116 ms==================================//
int removeDuplicatesOpt(int A[],int n)
{
int count = 1; //計數變量
int index = 0; //慢游標
if(n <= 0) //判空,非法
{
return 0;
}
for(int i = 1; i < n; ++i)
{
if(A[index] == A[i])
{
count++;
if(count == 2)
{
A[++index] = A[i];
}
}
else
{
A[++index] = A[i];
count = 1;
}
}
return index + 1;
}
//============================參考版本:Accepted,68ms===============================//
int removeDuplicates(int A[], int n) {
if(n <= 2) //小于2直接返回n
{
return n;
}
//直接從下標2開始遍歷
int index = 2;
for(int i = 2; i < n; ++i)
{
if(A[index - 2] != A[i])
{
A[index++] = A[i];
}
}
return index;
}
int main()
{
int A[4] ={1,1,1,1};
// int A[6] = {1,1,1,2,2,3};
cout << removeDuplicatesOpt(A, 4);
return 0;
}
Search In Rotated Sorted Array
1.問題描述
- 給定一旋轉數組(數組分兩段,各段均已排序)
- 段邊界點不確定
- 給一關鍵字,查詢數組中是否有該關鍵字
- 有則返回下標,無則返回-1
- 假設數組中無重復元素
- A = [4,5,6,7,0,1,2]
2.例子
A = [4,5,6,7,0,1,2], 搜索關鍵字:0 ==> return 4
3.解決方案
- 兩次折半策略
- 折半獲取邊界最大值
- 判斷關鍵字在哪一段順序序列上
- 在目標順序序列上折半查找關鍵字
- 一次折半策略
- 折半mid,比較A[mid]和target
- mid將數組分兩段,判斷target是在哪一段
- target沒找到或first與last未交錯,循環A,B
4.Coding遇到的問題與感想
- 折半查找算法實現需注意的細節及優化
- 兩種情況[0,n),[0,n]
- right=n-1 => while(left <= right) => right=middle-1
- right=n => while(left < right) => right=middle;
- 注意(min + max)/ 2溢出問題
- 折半改變min或max時,防止出現死循環
- 兩種情況[0,n),[0,n]
- 我想的策略復雜度為logn,但要兩次折半來實現,非最優解法
5.代碼示例:
/*************************************************************************
> File Name: 1_3.search_in_rotated_sorted_array.cpp
> Description:
(1)給定一旋轉數組(數組分兩段,各段均已排序)
(2)段邊界點不確定
(3)給一關鍵字,查詢數組中是否有該關鍵字
(4)有則返回下標,無則返回-1
(5)假設數組中無重復元素
(6)A = [4,5,6,7,0,1,2]
> Conclusion:
(1)策略:
A.折半獲取邊界最大值
B.判斷關鍵字在哪一段順序序列上
C.在目標順序序列上折半查找關鍵字
(2)折半查找算法實現需注意的細節及優化
A.兩種情況[0,n),[0,n]
B.注意(min + max)/ 2溢出問題
C.折半改變min或max時,防止出現死循環
(3)該策略復雜度為logn,但要兩次折半來
實現,非最優解法
(4)一次折半優化策略:
A.折半mid,比較A[mid]和target
B.mid將數組分兩段,判斷target是在哪一段
C.target沒找到或first與last未交錯,循環A,B
> Author: rh_Jameson
> Created Time: 2014年12月03日 星期三 16時16分33秒
************************************************************************/
#include<iostream>
using namespace std;
//====================兩次折半版本:Accepted,16 ms=========================//
//折半查找關鍵字
int binary_search(int A[], int &max, int &min, int target)
{
int mid;
while(min <= max)
{
//mid = (min + max) / 2; //常規折半
mid = min + (max - min) / 2; //防止(min + max)溢出
if(target > A[mid])
{
min = mid + 1;
}
else if(target < A[mid])
{
max = mid - 1;
}
else
{
return mid;
}
}
return -1;
}
//折半獲取邊界最大值leftMax
int binary_getMax(int A[], int &front, int &rear)
{
int mid;
while(front <= rear)
{
//mid = (front + rear) / 2;
mid = front + (rear - front) / 2; //防止溢出
//找到最大值,直接跳出循環
if( A[mid] > A[mid - 1] && A[mid] > A[mid + 1] ||
front == rear - 1 && A[mid] > A[mid + 1] ||
front == mid && rear == mid )
{
break;
}
//mid非最大值,進行折半
if(A[mid] >= A[front])
{
front = mid + 1;
}
else
{
rear = mid - 1;
}
}
return mid;
}
int search(int A[],int n,int target)
{
if(n <= 0) //處理非法
{
return -1;
}
int front = 0;
int rear = n - 1;
//初始化邊界值
int leftMin = 0, leftMax, rightMin, rightMax = n-1;
leftMax = binary_getMax(A, front, rear); //折半獲取邊界最大值
rightMin = leftMax + 1;
//判斷目標值在哪一段順序序列上
if(target > A[leftMin]) //折半查找需封裝
{
return binary_search(A, leftMax,leftMin,target); //折半查找左側順序序列
}
else if(target == A[leftMin])
{
return leftMin;
}
else
{
return binary_search(A, rightMax, rightMin, target); //折半查找右側順序序列
}
}
//==========================一次折半版本:Accepted,40ms===============================//
//折半mid,比較target,A[mid]
int searchOnce(int A[], int n, int target)
{
int first = 0, mid, last = n - 1;
while(first <= last) //first,last未交錯,繼續循環
{
mid = first + (last - first) / 2;
if(target == A[mid])
{
return mid;
}
if(target == A[first])
{
return first;
}
else if(A[mid] >= A[first])
{
if(target > A[first] && target < A[mid])
{
last = mid - 1;
}
else
{
first = mid + 1;
}
}
else
{
if(target < A[first] && target > A[mid])
{
first = mid + 1;
}
else
{
last = mid - 1;
}
}
}
return -1;
}
int main()
{
//int A[7] = {4,5,6,7,0,1,2};
int A[2] = {3,1};
cout << searchOnce(A, 2, 1) << endl;
return 0;
}
1_6.matrix_rotate
1.問題描述
- N * N矩陣表示圖像
- 每像素4字節
- 實現圖像旋轉90度
- 不用額外空間
2.策略一:四點輪換法
- 遍歷行數N/2
- 將行中每個結點旋轉到相應位置
- 通過tmp變量進行輪換
- 時間復雜度O(N^2)
3.策略二:對角線替換
- 交換對角線兩邊元素
- 對每一列元素進行逆置
- 逆時針旋轉繞橫軸
- 順時針旋轉繞縱軸
4.生成隨機數
- srand((int)time(NULL));
- r = rand() % 10
5.傳遞二維數組參數
- int a[10][10]
- int a[][10]
- 不可以用二級指針
- int** a;
- 相關網址:http://www.wutianqi.com/?p=1822
6.代碼示例:
/*************************************************************************
> File Name: Solution.h
> Description:
(1)問題描述
A.N * N矩陣表示圖像
B.每像素4字節
C.實現圖像旋轉90度
D.不用額外空間
> Conclusion:
(1)策略一:四點輪換法
A.遍歷行數N/2
B.將行中每個結點旋轉到相應位置
C.通過tmp變量進行輪換
D.時間復雜度O(N^2)
(2)策略二:對角線替換
A.交換對角線兩邊元素
B.對每一列元素進行逆置
a.逆時針旋轉繞橫軸
b.順時針旋轉繞縱軸
(3)生成隨機數
A.srand((int)time(NULL));
B.r = rand() % 10
(4)傳遞二維數組參數
A.int a[10][10]
B.int a[][10]
C.不可以用二級指針
a.int** a;
b.相關網址:
http://www.wutianqi.com/?p=1822
> Author: rh_Jameson
> Created Time: 2014年12月14日 星期日 12時17分44秒
************************************************************************/
#ifndef _SOLUTION_H
#define _SOLUTION_H
#include<iostream>
#include<string>
#include<algorithm>
using namespace std;
class Solution {
public:
void printMatrix(const int n,int a[][7]){
for(int i = 0; i < n; ++i){
for(int j = 0; j < n; ++j){
cout << a[i][j] << " ";
}
cout << endl;
}
cout << endl;
}
//=======================矩陣旋轉:四點輪換法,Accepted=======================//
//逆時針旋轉90度
void matrix_rotate_reverse(const int n, int a[][7]){
if(n == 0){
cout << "空矩陣" << endl;
}
int col = n, len = n;
int midline = n / 2, tmp;
for(int i = 0; i < midline; ++i){
for(int j = i; j < col - 1 - i; ++j){
tmp = a[j][i];
a[j][i] = a[i][len - 1 - j];
a[i][len -1 -j] = a[len - 1 - j][len - 1 - i];
a[len - 1 - j][len - 1 - i] = a[len - 1 - i][j];
a[len - 1 - i][j] = tmp;
}
}
printMatrix(n, a);
}
//順時針旋轉90度
void matrix_rotateByExchg(const int n, int a[][7]){
if(n == 0){
cout << "空矩陣" << endl;
}
int col = n, len = n;
int midline = n / 2, tmp;
for(int i = 0; i < midline; ++i){
for(int j = i; j < col - 1 - i; ++j){
tmp = a[i][j];
a[i][j] = a[len - 1 - j][i];
a[len - 1- j][i] = a[len - 1 - i][len - 1 - j];
a[len - 1 - i][len - 1 - j] = a[j][len - 1 - i];
a[j][len - 1 - i] = tmp;
}
}
printMatrix(n, a);
}
//=====================矩陣旋轉:對角線替換,Accepted======================//
void swap(int &a, int &b){
int tmp;
tmp = a;
a = b;
b = tmp;
}
void matrix_rotate(const int n, int a[][7]){
int len = n;
//對角線兩側元素互換
for(int i = 0; i < len; ++i){
for(int j = i; j < len; ++j){
swap(a[i][j],a[j][i]);
}
}
//根據縱軸逆置元素
for(int line = 0; line < len; ++line){
for(int first = 0,last = len - 1; first < last; ++first, --last){
swap(a[line][first],a[line][last]);
}
}
printMatrix(n, a);
}
};
#endif
1_7.matrix_clear_zero
1.問題描述:
- M * N矩陣
- 若某個元素為0,所在行與列均清零
2.解決策略
- 策略一:哈希表保存清零的行與列
- 遍歷矩陣
- 用map記錄元素為0的行, 列
- 對相應行清零
- 相應列清零
- 策略二:復用0行0列記錄要清零的行,列
- 不用額外空間,直接復用0行0列的空間
- 判斷0行跟0列是否存在0,bool標志真/假
- 遍歷其余行跟列
- 元素為0的行列,存到0行0列的相應位置
- 遍歷清零
- 檢測bool標志,判斷0行0列是否存在0
- 存在,則對0行 / 0列清零
3.Coding遇到的問題
- vector<vector<int> > m:
- 相當于二維數組 m[i][j]
- 行數:m.size()
- 列數:m[0].size()
- m[i][j]形式,通過2個for循環可生成隨機矩陣
- vector形式不能生成
- 相關鏈接
- map & hashtable:
- C++ STL嚴格來說沒有實現哈希表結構
- map底層是紅黑樹,訪問復雜度為logN
- 哈希表一般是常數時間訪問
- 性能:unordered_map > hash_map > map
- 需要有序關聯容器的話要用map
- 相關鏈接
- STL---hash_map
- c++ hash_map 詳細介紹
- map / hash_map / unordered_map 性能測試
- C++ STL中哈希表 hash_map介紹
4.代碼示例:
/*************************************************************************
> File Name: Solution.h
> Description:
(1)問題描述:
A.M * N矩陣
B.若某個元素為0,所在行與列均清零
> Conclusion:
(1)策略一:哈希表保存清零的行與列
A.遍歷矩陣
B.用map記錄元素為0的行, 列
C.對相應行清零
D.相應列清零
(2)策略二:復用0行0列記錄要清零的行,列
A.不用額外空間,直接復用0行0列的空間
B.判斷0行跟0列是否存在0,bool標志真/假
C.遍歷其余行跟列
D.元素為0的行列,存到0行0列的相應位置
E.遍歷清零
F.檢測bool標志,判斷0行0列是否存在0
G.存在,則對0行 / 0列清零
(3)vector<vector<int> > m:
A.相當于二維數組 m[i][j]
B.行數:m.size()
C.列數:m[0].size()
D.m[i][j]形式,通過2個for循環可生成隨機矩陣
E.vector形式不能生成
F.http://blog.csdn.net/qingdujun/article/details/17499871
(4)map & hashtable:
A.C++ STL嚴格來說沒有實現哈希表結構
B.map底層是紅黑樹,訪問復雜度為logN
C.哈希表一般是常數時間訪問
D.性能:unordered_map > hash_map > map
E.需要有序關聯容器的話要用map
F.http://blog.chinaunix.net/uid-20384806-id-3055333.html
G.http://yiluohuanghun.blog.51cto.com/3407300/1086355
H.http://blog.csdn.net/peter_teng/article/details/8433395
I.http://www.cnblogs.com/waytofall/archive/2012/06/04/2534386.html
> Author: rh_Jameson
> Created Time: 2014年12月14日 星期日 22時24分29秒
************************************************************************/
#ifndef _SOLUTION_H
#define _SOLUTION_H
#include<iostream>
#include<string>
#include<algorithm>
#include<map>
//#include<hash_map>
using namespace std;
class Solution {
public:
void printMatrix(int matrix[1][2]){
int col_num = 2;
int line_num = 1;
for(int i = 0; i < line_num; ++i){
for(int j = 0; j < col_num; ++j){
cout << matrix[i][j] << " ";
}
cout << endl;
}
cout << endl;
}
//=====================map保存要清0的行與列:Accepted=====================//‘
void setZeroesByHash(int matrix[5][4]) {
int col_num = 4;
int line_num = 5;
map<int, int> col_map, line_map; //記錄清零的行與列
int col_zero = 0, line_zero = 0; //清零行,列的個數
//遍歷記錄清零的行與列
for(int i = 0; i < line_num; ++i){
for(int j = 0; j < col_num; ++j){
if(matrix[i][j] == 0){
line_map[++line_zero] = i;
col_map[++col_zero] = j;
}
}
}
int tmp;
//所在行清零
while(line_zero > 0){
tmp = line_map[line_zero];
for(int i = 0; i < col_num; ++i){
matrix[tmp][i] = 0;
}
--line_zero;
}
printMatrix(matrix);
//所在列清零
while(col_zero > 0){
tmp = col_map[col_zero];
for(int i = 0; i < line_num; ++i){
matrix[i][tmp] = 0;
}
--col_zero;
}
printMatrix(matrix);
}
//=====================不用額外空間實現:Accepted=====================//
void setZeroes(int matrix[1][2]) {
int col_num = 2;
int line_num = 1;
bool flag_line = false,flag_col = false;
//判斷第零行是否有0
for(int i = 0; i < col_num; ++i){
if(matrix[0][i] == 0){
flag_line = true;
break;
}
}
//判斷第零列是否有0
for(int i = 0; i < line_num; ++i){
if(matrix[i][0] == 0){
flag_col = true;
break;
}
}
//將出現0的行,列記錄到第0行和第零列上
for(int i = 1; i < line_num; ++i){
for(int j = 1; j < col_num; ++j){
if(matrix[i][j] == 0){
matrix[i][0] = 0;
matrix[0][j] = 0;
}
}
}
//清零
for(int i = 1; i < line_num; ++i){
for(int j = 1; j < col_num; ++j){
if(matrix[i][0] == 0 || matrix[0][j] == 0){
matrix[i][j] = 0;
}
}
}
//判斷第零行,第零列是否要清零
if(flag_line){
for(int i = 0; i < col_num; ++i){
matrix[0][i] = 0;
}
}
if(flag_col){
for(int i = 0; i < line_num; ++i){
matrix[i][0] = 0;
}
}
printMatrix(matrix);
}
};
#endif