数据结构面试题

1. 什么是链表、队列、栈？
   所谓单链表，即只有一个指针，指向下一个元素（结点）的地址，只要知道单链表的首地址，就可以遍历整个链表了。由于链表结点是在堆区动态申请的，其地址并不是连续的，因此无法进行随机访问，只有通过前一结点的next指针才能定位到下一个结点的指针。
   队列就像我们平时排队一样，按照数据到达的顺序进行排队，每次新插入的一个结点排在队尾，删除一个结点只能从头才能出队。简言之，对元素的到达顺序，按照“先进先出”的原则。
   栈的特点正好与队列相反，按照数据进栈的逆序出栈，即“先进后出”，每次入栈将元素放在栈顶，出栈时也只能从栈顶出栈，与队列类似，一般用定长数组存储栈元素，而不是动态的申请结点空间。
2. 怎么判断链表是否有环？
   两个指针分别按照固定步长行走，P1一次走1布，P2一次走2布，如果链表有环，P1和P2会有相遇的时刻。（追击问题解法）
3. 数组和链表的区别。
   从逻辑结构上来看，数组必须实现定于固定的长度，不能适应数据动态增减的情况，即数组的大小一旦定义就不能改变。当数据增加是，可能超过原先定义的元素的个数；当数据减少时，造成内存浪费；链表动态进行存储分配，可以适应数据动态地增减的情况，且可以方便地插入、删除数据项。
   从内存存储的角度看；数组从栈中分配空间（用new则在堆上创建），对程序员方便快速，但是自由度小；链表从堆中分配空间，自由度大但是申请管理比较麻烦。
   从访问方式类看，数组在内存中是连续的存储，因此可以利用下标索引进行访问；链表是链式存储结构，在访问元素时候只能够通过线性方式由前到后顺序的访问，所以访问效率比数组要低。
4. 简述快速排序过程
   1）选择一个基准元素,通常选择第一个元素或者最后一个元素,
   2）通过一趟排序将待排序的记录分割成独立的两部分，其中一部分记录的元素值均比基准元素值小。另一部分记录的元素值比基准值大。
   3）此时基准元素在其排好序后的正确位置
   4）然后分别对这两部分记录用同样的方法继续进行排序，直到整个序列有序。
5. 各类排序算法对比
   时间复杂度来说：
   (1)平方阶(O(n2))排序
   　　各类简单排序:直接插入、直接选择和冒泡排序；
   (2)线性对数阶(O(nlog2n))排序
   　　快速排序、堆排序和归并排序；
   说明：
   当原表有序或基本有序时，直接插入排序和冒泡排序将大大减少比较次数和移动记录的次数，时间复杂度可降至O（n）；
   而快速排序则相反，当原表基本有序时，将蜕化为冒泡排序，时间复杂度提高为O（n2）；
   原表是否有序，对简单选择排序、堆排序、归并排序和基数排序的时间复杂度影响不大。
   稳定性：
   排序算法的稳定性:若待排序的序列中，存在多个具有相同关键字的记录，经过排序，这些记录的相对次序保持不变，则称该算法是稳定的；若经排序后，记录的相对次序发生了改变，则称该算法是不稳定的。
   稳定的排序算法：冒泡排序、插入排序、归并排序和基数排序
   不是稳定的排序算法：选择排序、快速排序、希尔排序、堆排序
6. 选择排序算法准则：
   设待排序元素的个数为n.
   1）当n较大，则应采用时间复杂度为O(nlog2n)的排序方法：快速排序、堆排序或归并排序序。
   2）当n较大，内存空间允许，且要求稳定性：归并排序
   3）当n较小，可采用直接插入或直接选择排序。
   直接插入排序：当元素分布有序，直接插入排序将大大减少比较次数和移动记录的次数。
   直接选择排序 ：元素分布有序，如果不要求稳定性，选择直接选择排序
7. 用循环比递归效率高吗？
   递归和循环两者完全可以互换。不能完全决定性地说循环地效率比递归的效率高。
   递归算法：
   优点：代码简洁、清晰，并且容易验证正确性。
   缺点：它的运行需要较多次数的函数调用，如果调用层数比较深，需要增加额外的堆栈处理（还有可能出现堆栈溢出的情况），比如参数传递需要压栈等操作，会对执行效率有一定影响。但是，对于某些问题，如果不使用递归，那将是极端难看的代码。在编译器优化后，对于多次调用的函数处理会有非常好的效率优化，效率未必低于循环。
   循环算法：
   优点：速度快，结构简单。
   缺点：并不能解决所有的问题。有的问题适合使用递归而不是循环。如果使用循环并不困难的话，最好使用循环。
8. 解决哈希冲突的方法
   哈希表（Hash table，也叫散列表），是根据关键码值(Key value)而直接进行访问的数据结构。
   1） 线性探测法
   2） 平方探测法
   3） 伪随机序列法
   4） 拉链法
9. KMP算法：
   在一个字符串中查找是否包含目标的匹配字符串。其主要思想是每趟比较过程让子串先后滑动一个合适的位置。当发生不匹配的情况时，不是右移一位，而是移动（当前匹配的长度– 当前匹配子串的部分匹配值）位。

参考博客：
https://www.cnblogs.com/yuxiaoba/p/8646169.html