其实目前国内几乎只要是技术岗,面试中都100%会问算法和数据结构。
这两者能快速体现候选人真实的水平,比如代码量,代码的质量,性能,思维是否有逻辑,是否灵活。
算法结果概述
1、前言
1.应用范围:机器学习、数据挖掘、自然语言处理、图形学等。
2.求职方面的考点:贪心、分治、动态规划、树、图等。而且考官非常喜欢用算法来验证你的代码水平!
2、概述
1.定义:简单的说,算法就是解决问题的方式。
2.特点:有穷性、确定性、可行性、有输入&输出。
3、基础算法:
1.穷举法:求N个数的全部排列、8皇后问题。
2.分而治之:二分查找——减而治之、归并排序——分而治之。
3.贪心:最小生成树——Prim、Kruskal、单元最短路——Dijkstra。
4.动态规划:背包问题、士兵路径。
算法复杂度问题
1、概述
谈算法不谈复杂度=耍流氓!
硬件发展是常数级的,但是算法规模扩大是指数级别的。
在实现之前,要预估算法所需要的资源:时间、空间。
2、时空复杂度:
1.含义:使用大O记号(最坏情况,忽略系数)。
2.包括:时间复杂度(基本操作次数)、空间复杂度(占用内存字节数)、两者的区别是空间可以再利用、联系是时空互换(Hash表)。
3.举例:
O(1) :基本运算,+,-,*,/,%,寻址。
O(logn) :二分查找。
O(n1/2) :枚举约数。
O(n) :线性查找。
O(n2):朴素最近点对。
O(n3) :Floyd最短路、普通矩阵乘法。
O(nlogn):归并排序。
O(2n) :枚举全部的子集。
O(n!): 枚举全排列。
上述例子的总结:
优秀:O(1) < O(logn) < O(n1/2) < O(n) < O(nlogn) 。
可能可以优化:O(n2) < O(n3) < O(2n) < O(n!) 。
4.方法:输入输出、数循环次数、均摊分析。
栈和队列问题
1、两者的共性和区别
1.共性:存放数据的线性表、空间复杂度O(n)、单次操作时间复杂度O(1) 。
2.区别:队列——先进先出(FIFO),栈——先进后出(FILO)。
2、操作
入栈/队列、出栈/队列、判断满/空。
3、实现
1.需要的工具:数组和链表皆可(线性表)、指针(辅助变量):栈顶/底指针、队头/尾指针。
2.关键:出入元素的同时移动指针。
4、应用
括号匹配测试及模拟系统栈,因为篇幅比较长,可以在公众号后台回复“应用”获取。
哈希表问题
1、哈希表概述
1.定义:存放数据的集合。
2.操作:根据(Key, Value)进行,插入、查找、删除(可以没有)。
3.空间复杂度:O(m)。
4.单次操作时间复杂度:O(1) 。
5.本质:Key的索引。
2、哈希表例题
1.题目:给出n个[0, m)范围内的整数,去重。
2.解题思路:
①快速排序:期望时间复杂度O(nlogn) ,附加空间复杂度O(1)。
②计数(基数)排序:时间复杂度O(n + m) 、附加空间复杂度O(m)。
3.在思考一下:
若n << m,计数排序的大量空间被浪费。
只需判断是否出现过,优化?
将Key区间[0, m) 映射到[0, p) 。
H(key) = key mod p、若m > p, 多对一的映射方式。
3、哈希表的实现
1.处理冲突(Key, Value):开放地址法(数组)、拉链法(数组+链表)。
2.负载率:负债率=已有元素大小/ 存储散列大小。
3.哈希函数设计:负载率越低,效率越高,一般负载率小于50%。
4、哈希表应用
1.题目:设字符串A=‘12314123’,求‘123’在A中出现的次数。如果不会写KMP又想要O(n),应该怎么处理那?
2.思路:Key(‘123’) = ‘1’* 10^2 +‘2’* 10 + ‘3’* 1 = 123。
3.问题:Key相等时Value有可能不同、每次比较Value也是不小的开销,特别是Value可能很大、不考虑Value将产生错误率(错误率换时间)、多重哈希(降低错误率)。
布隆过滤器问题
1、布隆过滤器概述
1.定义:判断一个字符串是否出现过的数据结构
2.和哈希表的区别:哈希表是空间换时间,而布隆过滤器是错误率换空间。
2、布隆过滤器的实现
1.由01的数字序列构成
2.插入:多个不同hash函数计算Key,置1
3.查找:有一个为0不可能存在,全为1可能存在
4.空间?
3、布隆过滤器的评价
1.优点:时间和空间、多个hash函数可并行、交差并(位运算)。
2.缺点:错误率随着负载率上升而上升、无法删除。