面試錦囊之知識(shí)整理系列

面試錦囊系列一直有收到大家的反饋，包括后臺(tái)內(nèi)推成功的消息、朋友的同事從創(chuàng)業(yè)小公司成功跳到huawei等等，非常高興小破號(hào)的這些整理分享能夠真正地幫助到大家，以后也會(huì)繼續(xù)。為了更方便大家的交流溝通，我們建立了算法面試討論組，感興趣的小伙伴可以訂閱后臺(tái)回復(fù)"面試"加入

好了不廢話啦，今天文章的主題繼續(xù)分享上一篇未寫完的部分，14種模式搞定面試算法編程題（PART I）。經(jīng)過本人之前筆試面試經(jīng)驗(yàn)證明確實(shí)確實(shí)非常非常高頻，一定要十分熟悉。對(duì)于每一種思路會(huì)給出

• 「基本原理（附圖）」

• 「應(yīng)用場(chǎng)景」

• 「Leetcode或劍指offer具體栗子」

  enjoy！

8、循環(huán)排序

循環(huán)排序模式描述了一種處理涉及包含給定范圍內(nèi)的數(shù)字的數(shù)組問題的有趣方法。其一次遍歷數(shù)組一個(gè)數(shù)字，如果正在迭代的當(dāng)前數(shù)字不是正確的索引，則將其與正確索引處的數(shù)字交換。

應(yīng)用場(chǎng)景

• 涉及給定范圍內(nèi)的數(shù)字的排序數(shù)組

• 要求在已排序/旋轉(zhuǎn)的數(shù)組中找到缺失/重復(fù)/最小的數(shù)字

舉個(gè)栗子

• 缺失數(shù)字（LEETCODE）^[1]

• 尋找重復(fù)數(shù)（LEETCODE）^[2]

• 缺失的第一個(gè)正數(shù)（LEETCODE）^[3]

9、就地反轉(zhuǎn)鏈表

在許多問題中，可能會(huì)要求我們反轉(zhuǎn)鏈表的一組節(jié)點(diǎn)之間的鏈接。通常，約束就是需要就地執(zhí)行此操作，即使用現(xiàn)有節(jié)點(diǎn)對(duì)象而不使用額外內(nèi)存。這是上述模式有用的地方。

此模式一次反轉(zhuǎn)一個(gè)節(jié)點(diǎn)，從一個(gè)指向鏈表頭部的變量（當(dāng)前）開始，一個(gè)變量（上一個(gè)）將指向已處理的上一個(gè)節(jié)點(diǎn)。以鎖步方式，將通過將當(dāng)前節(jié)點(diǎn)指向前一個(gè)節(jié)點(diǎn)，然后再轉(zhuǎn)到下一個(gè)節(jié)點(diǎn)來反轉(zhuǎn)當(dāng)前節(jié)點(diǎn)。此外，更新變量“previous”以始終指向您已處理的上一個(gè)節(jié)點(diǎn)。

應(yīng)用場(chǎng)景

• 就地反轉(zhuǎn)鏈表

舉個(gè)栗子

• 反轉(zhuǎn)鏈表（LEETCODE）^[4]

• 反轉(zhuǎn)鏈表II（LEETCODE）^[5]

10、Two heaps

在許多問題中，給出了一系列元素，需要我們將其分成兩部分。為了解決這個(gè)問題，我們想要知道一個(gè)部分中的最小元素和另一個(gè)部分中的最大元素。這種模式是解決此類問題的有效方法。

這種模式使用兩個(gè)堆：找到最小元素的Min Heap和找到最大元素的Max Heap。該模式的工作原理是將前半部分的數(shù)字存儲(chǔ)在Max Heap中，這是因?yàn)槲覀兿Ｍ谏习氩糠终业阶畲蟮臄?shù)字。然后將數(shù)字的后半部分存儲(chǔ)在Min Heap中，因?yàn)槲覀兿Ｍ诤蟀氩糠终业阶钚〉臄?shù)字。在任何時(shí)候，可以從兩個(gè)堆的頂部元素計(jì)算當(dāng)前數(shù)字列表的中值。

應(yīng)用場(chǎng)景

• 優(yōu)先隊(duì)列，調(diào)度等情況

• 找到集合中的最小/最大/中值元素

• 有時(shí)，在以二叉樹數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為特征的問題中很有用

舉個(gè)栗子

• 數(shù)據(jù)流的中位數(shù)（LEETCODE）^[6]

• 滑動(dòng)窗口的最大值（劍指offer）^[7]

11、Modified binary search

無論何時(shí)給定排序數(shù)組，鏈表或矩陣，并要求查找某個(gè)元素，你可以使用的最佳算法是二分搜索。此模式描述了處理涉及二分搜索的所有問題的有效方法。二分搜索這么經(jīng)典的思路我就不多介紹啦，直接看一個(gè)可視化復(fù)習(xí)一下

舉個(gè)栗子

• 搜索旋轉(zhuǎn)排序數(shù)組（LEETCODE）^[8]

• 尋找兩個(gè)有序數(shù)組的中位數(shù)（LEETCODE）^[9]

• 尋找旋轉(zhuǎn)排序數(shù)組中的最小值（LEETCODE）^[10]

12、Top K

任何要求我們?cè)诮o定集合中找到最大/最小/頻繁“K”元素的問題都屬于這種模式。

跟蹤'K'元素的最佳數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是Heap。這種模式將利用Heap來解決從一組給定元素一次處理'K'元素的多個(gè)問題。大致思路是這樣的：

• 根據(jù)問題將'K'元素插入到最小堆或最大堆中；

• 迭代剩余的數(shù)字，如果找到一個(gè)比堆中的數(shù)字大的數(shù)字，則刪除該數(shù)字并插入較大的數(shù)字

應(yīng)用場(chǎng)景

• 要求找到給定集合的最大/最小/頻繁“K”元素；

• 要求對(duì)數(shù)組進(jìn)行排序以找到確切的元素

舉個(gè)栗子

• 前K個(gè)高頻元素（LEETCODE）^[11]

• 前K個(gè)高頻單詞（LEETCODE）^[12]

• 第k個(gè)排列（LEETCODE）^[13]

13、K-way Merge

K-way Merge可以用于解決涉及一組排序數(shù)組的問題。

給出'K'排序數(shù)組，可以使用Heap有效地執(zhí)行所有數(shù)組的所有元素的排序遍歷。我們可以在Min Heap中push每個(gè)數(shù)組的最小元素以獲得最小值。獲得總體最小值后，將下一個(gè)元素從同一個(gè)數(shù)組推送到堆中。然后，重復(fù)此過程以對(duì)所有元素進(jìn)行排序遍歷。

應(yīng)用場(chǎng)景

• 適用于排序的數(shù)組，列表或矩陣

• 問題要求合并排序列表，在排序列表中查找最小元素等

舉個(gè)栗子

• 合并兩個(gè)有序鏈表（LEETCODE）^[14]

• 合并K個(gè)排序鏈表（LEETCODE）^[15]

• 丑數(shù)系列（LEETCODE）^[16]

14、Topological sort

拓?fù)渑判蛴糜诓檎冶舜艘蕾嚨脑氐木€性排序。例如，如果事件“B”依賴于事件“A”，則“A”在拓?fù)渑判蛑形挥凇癇”之前。流程大概是這樣的：

• 初始化。

• • a) ?使用散列映射將圖存儲(chǔ)在鄰接表中

  • b) 要查找所有sources，使用HashMap維護(hù)入度的計(jì)數(shù)

• 建立圖并找出所有頂點(diǎn)的入度

• • a) 從輸入構(gòu)建圖形并填充內(nèi)部HashMap

• 查找所有的sources

• • 所有入度為“0”的節(jié)點(diǎn)被認(rèn)為是source，并存入隊(duì)列中

• 排序

• • 將其添加到已排序列表中

  • 從圖中獲取它的所有子結(jié)點(diǎn)

  • 將每個(gè)子節(jié)點(diǎn)的入度減一

  • 如果某個(gè)子節(jié)點(diǎn)的入度為“0”,則將其加入隊(duì)列中

  • 對(duì)于每一個(gè)source，do：

  • 重復(fù)上述步驟直到隊(duì)列為空

應(yīng)用場(chǎng)景

• 需要處理沒有定向循環(huán)的圖

• 要求按排序順序更新所有對(duì)象

• 如果有一組遵循特定順序的對(duì)象

舉個(gè)栗子

• 課程表系列（LEETCODE）^[17]

• 矩陣中的最長(zhǎng)遞增路徑（LEETCODE）^[18]

• 序列重建（LEETCODE）^[19]

本文參考資料

[1]

缺失數(shù)字（LEETCODE）: https://leetcode-cn.com/problems/missing-number/

[2]

尋找重復(fù)數(shù)（LEETCODE）: https://leetcode-cn.com/problems/find-the-duplicate-number/

[3]

缺失的第一個(gè)正數(shù)（LEETCODE）: https://leetcode-cn.com/problems/first-missing-positive/

[4]

反轉(zhuǎn)鏈表（LEETCODE）: https://leetcode-cn.com/problems/reverse-linked-list/

[5]

反轉(zhuǎn)鏈表II（LEETCODE）: https://leetcode-cn.com/problems/reverse-linked-list-ii/

[6]

數(shù)據(jù)流的中位數(shù)（LEETCODE）: https://leetcode-cn.com/problems/find-median-from-data-stream/

[7]

滑動(dòng)窗口的最大值（劍指offer）: https://www.nowcoder.com/practice/1624bc35a45c42c0bc17d17fa0cba788?tpId=13&tqId=11217&tPage=4&rp=4&ru=/ta/coding-interviews&qru=/ta/coding-interviews/question-ranking

[8]

搜索旋轉(zhuǎn)排序數(shù)組（LEETCODE）: https://leetcode-cn.com/problems/search-in-rotated-sorted-array/

[9]

尋找兩個(gè)有序數(shù)組的中位數(shù)（LEETCODE）: https://leetcode-cn.com/problems/median-of-two-sorted-arrays/

[10]

尋找旋轉(zhuǎn)排序數(shù)組中的最小值（LEETCODE）: https://leetcode-cn.com/problems/find-minimum-in-rotated-sorted-array/

[11]

前K個(gè)高頻元素（LEETCODE）: https://leetcode-cn.com/problems/top-k-frequent-elements/

[12]

前K個(gè)高頻單詞（LEETCODE）: https://leetcode-cn.com/problems/top-k-frequent-words/

[13]

第k個(gè)排列（LEETCODE）: https://leetcode-cn.com/problems/permutation-sequence/

[14]

合并兩個(gè)有序鏈表（LEETCODE）: https://leetcode-cn.com/problems/merge-two-sorted-lists/

[15]

合并K個(gè)排序鏈表（LEETCODE）: https://leetcode-cn.com/problems/merge-k-sorted-lists/

[16]

丑數(shù)系列（LEETCODE）: https://leetcode-cn.com/problems/ugly-number-ii/

[17]

課程表系列（LEETCODE）: https://leetcode-cn.com/problems/course-schedule/

[18]

矩陣中的最長(zhǎng)遞增路徑（LEETCODE）: https://leetcode-cn.com/problems/longest-increasing-path-in-a-matrix/

[19]

序列重建（LEETCODE）: https://leetcode-cn.com/problems/sequence-reconstruction/

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往期精彩回顧適合初學(xué)者入門人工智能的路線及資料下載機(jī)器學(xué)習(xí)在線手冊(cè)深度學(xué)習(xí)在線手冊(cè)AI基礎(chǔ)下載（pdf更新到25集）本站qq群1003271085，加入微信群請(qǐng)回復(fù)“加群”獲取一折本站知識(shí)星球優(yōu)惠券，請(qǐng)回復(fù)“知識(shí)星球”喜歡文章，點(diǎn)個(gè)在看 與50位技術(shù)專家面對(duì)面20年技術(shù)見證，附贈(zèng)技術(shù)全景圖

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的【面试锦囊】14种模式搞定面试算法编程题（8-14）的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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