本书汇集国内外众多著名IT企业近几年的数据结构面试笔试真题并予以解析,按知识点类型对常见的数据结构难点和疑点进行了系统归纳和透彻剖析,并提供了一定数量的自测题以便于读者自我检验。
全书逻辑清晰、通俗易懂,适合参加IT企业校园招聘和面试笔试环节的同学复习,也适合数据结构和算法设计编程爱好者以及在校学生阅读和提高。
李春葆:武汉大学教授,主要研究方向为数据挖掘和算法设计,从事近30年计算机C/C++语言、数据结构和算法设计等课程的第一线本科教学工作,具备丰富的教学经验,曾参于深圳名企的笔试和面试题库建设。出版多本C/C++语言、数据结构、算法设计与分析及数据库开发方面的精品教材和教学辅导书。
李筱驰:
美国俄亥俄州立大学计算机科学专业硕士毕业,曾参加谷歌等名企面试,具备比较丰富的企业笔试和面试经验。目前在西雅图亚马*总部工作。
·第5章·
栈
* 栈的特点。
* 栈的各种存储方法。
* 栈的基本运算算法设计。
* 栈的应用,例如求表达式值和迷宫问题等。
* 灵活运用栈解决一些较复杂的应用问题。
5.1 栈基本算法设计
5.1.1 要点归纳
1.栈的定义
栈是一种特殊的线性表,其元素的逻辑关系是线性关系,其特殊性体现在只能在一端插入和删除元素。栈表现出后进先出的特点。
栈的基本运算如下。
* InitStack(&s;):初始化栈,构造一个空栈s。
* DestroyStack(&s;):销毁栈,释放栈s占用的存储空间。
* StackEmpty(s):判断栈是否为空,若栈s为空,返回真,否则返回假。
* Push(&s;,e):进栈,将元素e插入到栈s中作为栈顶元素。
* Pop(&s;,&e;):出栈,从栈s中删除栈顶元素,并将其值赋给e。
* GetTop(s,&e;):取栈顶元素,返回当前的栈顶元素,并将其值赋给e。
【例5-1】设n个元素进栈序列是1、2、3、……、n,其输出序列是p1、p2、……、pn,若p1=3,则p2的值为( )。
A.一定是2 B.一定是1 C.不可能是1 D.以上都不对
答:当p1=3时,说明1、2、3先进栈,然后出栈3,此时可以让2出栈,也可能让4进栈后再出栈,也可以让4进栈、5进栈后再出栈,……,从中可以看到,p2可能是2,也可能是4、……、n,但一定不能是1,答案为C。
2.栈的实现
与线性表采用顺序表或者链表存储一样,栈可以采用顺序栈或者链栈来实现。
如果需要用到两个相同类型的栈,这时若为它们各自开辟一个数组空间,极有可能出现这样的情况:第1个栈已满,再进栈就溢出了,而另一个栈还有很多空闲存储空间。解决这个问题的方法是将两个栈合起来,用一个数组来实现这两个栈,这称为共享栈。
在设计共享栈时,由于一个数组(大小为MaxSize)有两个端点,两个栈有两个栈底,让一个栈的栈底为数组的始端,即下标为0处,让另一个栈的栈底为数组的末端,即下标为MaxSize-1,这样在两个栈中进栈元素时栈顶向中间伸展。
顺序栈
通常,顺序栈类型SqStack的声明如下:
typedef struct
{ T data[MaxSize]; //存放栈中的数据元素
int top; //存放栈顶指针,即栈顶元素在data数组中的下标
} SqStack; //顺序栈类型
对于顺序栈s,通常将s.data[0]一端作为栈顶,将s.data[MaxSize-1]一端作为栈底,初始时设置s.top=-1,对应的4个要素如下。
* 栈空的条件:s.top==-1。
* 栈满的条件:s.top==MaxSize-1(data数组的最大下标)。
* 元素e的进栈操作:先将栈顶指针top增1,然后将元素e放在栈顶指针处。
* 出栈操作:先将栈顶指针top处的元素取出放在e中,然后将栈顶指针减1。
【例5-2】若一个栈用数组data[1..n]存储,初始栈顶指针top为n,则以下元素x进栈的操作正确的是( )。
A.top++; data[top]=x; B.data[top]=x; top++;
C.top--; data[top]=x; D.data[top]=x; top--;
答:初始栈顶指针top为n,说明data[n]端作为栈底,在进栈时top应递减,由于存在data[n]的元素,所以在进栈时应先将x放到top处,再将top递减。答案为D。
前 言
数据结构求解问题的思路是“数据逻辑结构→存储结构→基本算法实现→应用”,这一思路展示了计算逻辑思维,也就是用计算机求解问题的基本过程。
编程的第一步需要理解问题本身,提炼出数据逻辑结构和相关运算;然后实现数据的机内表示,也就是数据的存储结构设计,好的存储结构设计会达到事半功倍的效果;最后在存储结构上实现数据的运算,即算法实现。
常用的数据结构有线性表、栈、队列、串、树、二叉树和图等,除了围绕这些数据结构的基本运算算法设计外,还包含查找和排序算法设计。
在面试笔试中数据结构的考点主要包含两个方面:一是常用数据结构的基本知识点,包括各种数据结构的逻辑特点、存储方式和运算算法,如一个城市图的存储、在城市图中查找两个城市之间的最短路径等;二是常用数据结构的应用知识点,能够熟练地利用数据结构解决问题,如用栈或者队列求解迷宫问题,用栈求解皇后问题等。
很多数据结构都是递归数据结构,递归也是求解问题的基本方法,所以面试者必须具有递归算法设计能力,掌握从递归模型、递归算法执行过程到递归算法设计的一般方法,为二叉树、图等复杂数据结构算法设计打下坚实的基础。
本书系统归纳了数据结构常见的知识要点,汇集国内外众多著名IT企业近几年的数据结构面试笔试真题并予以解析,透彻地剖析了难点和疑点,每道面试题给出了难度标识,从一星到五星难度依次递增。
在本书的编写过程中参考了众多网站和博客,无法一一列出,在此编者表示衷心感谢。
限于编者水平,书中难免存在遗漏,恳请读者批评指正。
编 者
2018年3月
这本书的标题《直击招聘——程序员面试笔试数据结构深度解析(直击招聘)》就仿佛是一把精准的手术刀,直插程序员求职面试的核心要害。我尤其看重“深度解析”这几个字,这暗示着本书绝非泛泛而谈的知识罗列,而是对数据结构这个看似枯燥的领域进行剥茧抽丝般的深入剖析。作为一个在技术领域摸爬滚打多年的开发者,我深知数据结构的重要性,它直接影响着程序的性能和可扩展性。然而,在实际工作中,我们常常被项目需求牵着鼻子走,对数据结构的理解有时仅停留在“能用就行”的层面,缺乏系统性的梳理和深入的思考。这本书的出现,无疑是为我们提供了一个绝佳的机会,去重温、去深化,去真正理解各种数据结构背后的设计哲学。我非常期待书中能够对例如哈希表、堆、平衡二叉搜索树(AVL树、红黑树)等更高级、更复杂的结构进行细致的讲解,包括它们的内部实现机制、各种操作的时间复杂度分析,以及在解决实际问题时,为何要选择这些特定的数据结构,而不是其他替代方案。我也希望能看到书中对于一些常见面试题的详细解答,例如如何设计一个LRU缓存、如何实现一个最小堆,或者如何判断一个图是否是二分图等等。我希望它能提供多种解法,并对每种解法的优劣进行权衡,这对于我在面试中能够展现出多元化的思维和扎实的功底至关重要。
评分拿到《直击招聘——程序员面试笔试数据结构深度解析(直击招聘)》这本书,我第一眼就被它的名称所吸引。这个书名非常直白地表明了这本书的目标读者群体以及它所要解决的核心问题。对于像我这样即将踏入职场或者正在频繁跳槽的程序员来说,面试的压力是显而易见的,而数据结构和算法又是面试中不可回避的“硬骨头”。我一直认为,扎实的数据结构功底是区分一个普通程序员和一个优秀程序员的关键分水岭。教科书上的讲解虽然严谨,但往往显得过于抽象,缺乏与实际面试场景的紧密联系。这本书的“深度解析”和“直击招聘”的定位,让我觉得它很可能能够有效地弥合理论学习与实际应用之间的差距。我特别好奇书中会如何讲解像动态数组、双向链表、优先队列、B树、Trie树这类在实际开发和面试中都非常常见的数据结构。是会提供清晰的图示来帮助理解其内部构造和操作过程?还是会通过代码片段来展示它们的实现细节?我更希望它能讲解一些关于如何根据实际场景选择最合适的数据结构,以及如何分析和优化现有代码中数据结构使用效率的方法。如果书中能包含一些与实际面试题高度相关的案例分析,并提供多种解题思路的比较,那对我而言将是巨大的帮助。
评分《直击招聘——程序员面试笔试数据结构深度解析(直击招聘)》这个书名,简直是对我们这些在面试战场上摸爬滚打的程序员的一次“精准打击”。我一直觉得,数据结构是计算机科学的基石,但很多时候,学习的过程就像是在一本厚重的字典里查找单词,虽然能找到,但却不知道如何将它们有机地组合成有意义的句子。这本书的“深度解析”标签,让我看到了它承诺要提供更深层次的理解,而不仅仅是表面上的知识点堆砌。我非常期待书中能够清晰地阐述各种数据结构的设计思想,比如为什么需要链表来解决数组的插入删除效率问题,为什么需要哈希表来提供近乎常数时间的查找,又或是为什么树和图能够高效地表示和处理复杂的关联关系。我希望它不仅仅停留在“是什么”的层面,更能深入到“为什么”和“怎么用”的层面。特别是对于一些更高级的数据结构,比如堆(heap)在优先队列中的应用,或者图(graph)在网络流、最短路径算法中的体现,我希望能有详细且易于理解的讲解。如果书中还能提供一些在面试中经常出现的,关于如何通过优化数据结构来提升算法效率的案例,那绝对会让我眼前一亮。
评分拿到《直击招聘——程序员面试笔试数据结构深度解析(直击招聘)》这本书,光看书名,我就能感受到一种扑面而来的“干货”气息。对于程序员而言,面试是职业生涯中绕不过去的坎,而数据结构更是面试中的重中之重。我一直觉得,很多技术书籍在讲解数据结构时,要么过于理论化,让初学者望而却步;要么过于浅显,对面试的实战帮助有限。这本书的“深度解析”和“直击招聘”的定位,正是我所需要的。我非常好奇书中会对哪些典型的数据结构进行深入讲解,例如数组、链表、栈、队列、树(二叉树、平衡树、B树)、图、哈希表等等,它们各自的内部实现原理、优缺点是什么,以及在实际编程中,又有哪些常见的应用场景。我尤其希望书中能够提供一些具体的面试案例,并且分析这些案例是如何巧妙地运用了特定的数据结构来达到高效的解决方案。例如,如何设计一个能够快速查找重复元素的算法,或者如何高效地实现一个搜索功能。如果书中能提供不同数据结构在不同场景下的性能对比,并给出选择建议,那对于我这种正在准备面试的小白来说,简直是福音。
评分这本《直击招聘——程序员面试笔试数据结构深度解析(直击招聘)》的封面设计非常吸引人,金属质感的暗色背景搭配醒目的橙色和白色字体,透着一股专业和前沿的气息。书名本身就直指核心痛点——程序员的面试和笔试,并且明确了“数据结构”这个关键领域,这对于我这个正在求职的小伙伴来说,简直是雪中送炭。我一直觉得数据结构是编程的基石,但很多时候教科书上的讲解过于理论化,实际应用场景和面试中的考察点之间总感觉隔着一层纱。这本书的副标题“深度解析”让我充满了期待,我希望能看到它不仅仅是罗列各种数据结构,更能深入剖析它们的原理、优缺点,以及在实际开发中是如何运用的。特别是“直击招聘”这四个字,意味着它会紧密结合招聘市场上的实际需求,预测面试官的考察方向,并提供行之有效的解题思路和技巧。我非常好奇书中会包含哪些经典的数据结构,比如数组、链表、栈、队列、树、图等等,又会以怎样的方式进行讲解。是单纯的理论推导,还是结合大量代码示例?我希望它能够提供一些实用的算法和相应的代码实现,并且能够解释清楚每种算法的时间复杂度和空间复杂度,以及在不同场景下的选择依据。毕竟,在面试中,光会写代码是不够的,能够清晰地解释自己的设计思路和分析效率才是硬实力。这本书能否帮助我提升数据结构方面的知识储备,从而在面试中更加从容自信,这是我最关心的问题。
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