數據結構面試題

1. 什么是鏈表、隊列、棧？
   所謂單鏈表，即只有一個指針，指向下一個元素（結點）的地址，只要知道單鏈表的首地址，就可以遍歷整個鏈表了。由於鏈表結點是在堆區動態申請的，其地址並不是連續的，因此無法進行隨機訪問，只有通過前一結點的next指針才能定位到下一個結點的指針。
   隊列就像我們平時排隊一樣，按照數據到達的順序進行排隊，每次新插入的一個結點排在隊尾，刪除一個結點只能從頭才能出隊。簡言之，對元素的到達順序，按照“先進先出”的原則。
   棧的特點正好與隊列相反，按照數據進棧的逆序出棧，即“先進后出”，每次入棧將元素放在棧頂，出棧時也只能從棧頂出棧，與隊列類似，一般用定長數組存儲棧元素，而不是動態的申請結點空間。
2. 怎么判斷鏈表是否有環？
   兩個指針分別按照固定步長行走，P1一次走1布，P2一次走2布，如果鏈表有環，P1和P2會有相遇的時刻。（追擊問題解法）
3. 數組和鏈表的區別。
   從邏輯結構上來看，數組必須實現定於固定的長度，不能適應數據動態增減的情況，即數組的大小一旦定義就不能改變。當數據增加是，可能超過原先定義的元素的個數；當數據減少時，造成內存浪費；鏈表動態進行存儲分配，可以適應數據動態地增減的情況，且可以方便地插入、刪除數據項。
   從內存存儲的角度看；數組從棧中分配空間（用new則在堆上創建），對程序員方便快速，但是自由度小；鏈表從堆中分配空間，自由度大但是申請管理比較麻煩。
   從訪問方式類看，數組在內存中是連續的存儲，因此可以利用下標索引進行訪問；鏈表是鏈式存儲結構，在訪問元素時候只能夠通過線性方式由前到后順序的訪問，所以訪問效率比數組要低。
4. 簡述快速排序過程
   1）選擇一個基准元素,通常選擇第一個元素或者最后一個元素,
   2）通過一趟排序將待排序的記錄分割成獨立的兩部分，其中一部分記錄的元素值均比基准元素值小。另一部分記錄的元素值比基准值大。
   3）此時基准元素在其排好序后的正確位置
   4）然后分別對這兩部分記錄用同樣的方法繼續進行排序，直到整個序列有序。
5. 各類排序算法對比
   時間復雜度來說：
   (1)平方階(O(n2))排序
   　　各類簡單排序:直接插入、直接選擇和冒泡排序；
   (2)線性對數階(O(nlog2n))排序
   　　快速排序、堆排序和歸並排序；
   說明：
   當原表有序或基本有序時，直接插入排序和冒泡排序將大大減少比較次數和移動記錄的次數，時間復雜度可降至O（n）；
   而快速排序則相反，當原表基本有序時，將蛻化為冒泡排序，時間復雜度提高為O（n2）；
   原表是否有序，對簡單選擇排序、堆排序、歸並排序和基數排序的時間復雜度影響不大。
   穩定性：
   排序算法的穩定性:若待排序的序列中，存在多個具有相同關鍵字的記錄，經過排序，這些記錄的相對次序保持不變，則稱該算法是穩定的；若經排序后，記錄的相對次序發生了改變，則稱該算法是不穩定的。
   穩定的排序算法：冒泡排序、插入排序、歸並排序和基數排序
   不是穩定的排序算法：選擇排序、快速排序、希爾排序、堆排序
6. 選擇排序算法准則：
   設待排序元素的個數為n.
   1）當n較大，則應采用時間復雜度為O(nlog2n)的排序方法：快速排序、堆排序或歸並排序序。
   2）當n較大，內存空間允許，且要求穩定性：歸並排序
   3）當n較小，可采用直接插入或直接選擇排序。
   直接插入排序：當元素分布有序，直接插入排序將大大減少比較次數和移動記錄的次數。
   直接選擇排序 ：元素分布有序，如果不要求穩定性，選擇直接選擇排序
7. 用循環比遞歸效率高嗎？
   遞歸和循環兩者完全可以互換。不能完全決定性地說循環地效率比遞歸的效率高。
   遞歸算法：
   優點：代碼簡潔、清晰，並且容易驗證正確性。
   缺點：它的運行需要較多次數的函數調用，如果調用層數比較深，需要增加額外的堆棧處理（還有可能出現堆棧溢出的情況），比如參數傳遞需要壓棧等操作，會對執行效率有一定影響。但是，對於某些問題，如果不使用遞歸，那將是極端難看的代碼。在編譯器優化后，對於多次調用的函數處理會有非常好的效率優化，效率未必低於循環。
   循環算法：
   優點：速度快，結構簡單。
   缺點：並不能解決所有的問題。有的問題適合使用遞歸而不是循環。如果使用循環並不困難的話，最好使用循環。
8. 解決哈希沖突的方法
   哈希表（Hash table，也叫散列表），是根據關鍵碼值(Key value)而直接進行訪問的數據結構。
   1） 線性探測法
   2） 平方探測法
   3） 偽隨機序列法
   4） 拉鏈法
9. KMP算法：
   在一個字符串中查找是否包含目標的匹配字符串。其主要思想是每趟比較過程讓子串先后滑動一個合適的位置。當發生不匹配的情況時，不是右移一位，而是移動（當前匹配的長度– 當前匹配子串的部分匹配值）位。

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