面試錦囊之知識整理系列

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好了不廢話啦，今天文章的主題就是分享14種解決面試算法編程題的思路（來自educative^[1]），經過本人之前筆試面試經驗證明確實確實非常非常高頻，一定要十分熟悉。對于每一種思路會給出

• 「基本原理（附圖）」

• 「應用場景」

• 「Leetcode或劍指offer具體栗子」

enjoy！

1、滑動窗口

滑動窗口模式用于對給定數組或鏈表的特定窗口大小執行所需操作，例如查找包含所有1的最長子序列。滑動窗口從第一個元素開始，每次向右移動一個元素并根據要解決的問題調整窗口的長度。在某些情況下，窗口的大小保持不變，而在其他情況下，大小會增大或縮小。

應用場景

okay，理解了滑動窗口原理之后，那么什么情況下我們會需要用到它呢？

• 問題輸入是線性數據結構，如鏈表、數組或字符串

• 題目要求查找最長/最短的子字符串、子數組或所需的值

舉個栗子

來看看實際應用滑動窗口解決的問題

• 滑動窗口的最大值（劍指offer）^[2]

• 滑動窗口中位數（LEETCODE）^[3]

• 最小覆蓋子串（LEETCODE）^[4]

• K 個不同整數的子數組（LEETCODE）^[5]

2、雙指針

雙指針的基本思想是使用兩個指針串聯迭代數據結構，知道一個或兩個指針達到某個條件停止。在排序數組或鏈表中搜索元素對時，兩個指針通常很有用， 例如將數組的每個元素與其他元素進行比較時。

通常我們需要兩個指針是因為如果只采用單個指針，必須不斷循環數組才能找到答案。這種解決方案雖然確實可行，但是對時間和空間復雜度來說明顯是低效的 。在許多情況下，使用雙指針可以幫助你找到具有更好空間或時間復雜度的解決方案。

應用場景

• 問題為排序數組或鏈表，并且需要滿足某些約束的一組元素問題

• 數組中的元素集是一對，三元組，甚至是子數組

舉個栗子

• N-sum問題（LEETCODE）

• 無重復字符的最長自創（LEETCODE）^[6]

• 接雨水（LEETCODE）^[7]

• 長度最小的子數組（LEETCODE）^[8]

3、快慢指針

也被稱為“龜兔算法”，基本思想是使用兩個指針以不同的速度在數組或鏈表中移動。在處理循環鏈接列表或數組時，此方法非常有用。通過以不同的速度移動（例如，在循環鏈表中），算法證明兩個指針必然會相遇。一旦兩個指針都處于循環循環中，快速指針就應該捕獲慢速指針。

應用場景

• 鏈表或數組循環

• 用于找中間元素

• 需要知道某個元素的位置或鏈表的總長度

舉個栗子

• 環形鏈表（LEETCODE）^[9]

• 相交鏈表（LEETCODE）^[10]

• 環形鏈表入口節點（LEETCODE）^[11]

4、合并區間

合并間隔模式是處理重疊間隔的有效技術。在涉及間隔的許多問題中，你可以需要找到重疊間隔或合并間隔（如果它們重疊）。給定兩個間隔 和 ，可能存在6中不同的間隔交互情況：

應用場景

• 要求生成僅具有互斥間隔的列表

• 出現“overlapping intervals”一詞

舉個栗子

• 合并區間（LEETCODE）^[12]

• 會議室（LEETCODE）^[13]

• Range模塊（LEETCODE）^[14]

• 區間列表的交集（LEETCODE）^[15]

5、樹的寬度優先搜索（Tree BFS）

該模式基于廣度優先搜索（BFS）技術來遍歷樹，并使用隊列在跳到下一層之前記錄下該層的所有節點。使用這種方法可以有效地解決涉及以逐級順序遍歷樹的任何問題。Tree BFS模式的基本思想是將根節點push到隊列然后不斷迭代直到隊列為空。對于每次迭代，刪除隊列頭部的節點并“訪問”該節點。從隊列中刪除每個節點后，我們還將其所有子節點push進隊列。

應用場景

• 涉及到層序遍歷樹

舉個栗子

• N叉樹的層序遍歷（LEETCODE）^[16]

• 二叉樹的層序遍歷（LEETCODE）^[17]

• 二叉樹的鋸齒形層次遍歷^[18]

6、樹的深度優先搜索（Tree DFS）

樹DFS基于深度優先搜索（DFS）技術來遍歷樹。Tree DFS的基本思想是使用遞歸（或迭代方法的堆棧）在遍歷時跟蹤所有先前（父）節點。從樹的根開始，如果節點不是葉子，則需要做三件事：

• 決定是立即處理當前節點（先序遍歷），還是在之間處理兩個子節點（中序遍歷）或處理兩個子節點之后（后序遍歷）。

• 為當前節點的兩個子節點進行兩次遞歸調用來處理它們。

應用場景

• 涉及樹的先序、中序或者后續遍歷問題

• 如果問題涉及搜索節點離葉子更近的目標

舉個栗子

• 求根到葉子節點數字之和（LEETCODE）^[19]

• 二叉樹的最大深度（LEETCODE）^[20]

• 從中序與后序遍歷序列構造二叉樹（LEETCODE）^[21]

• 路徑總和系列（LEETCODE）^[22]

7、Subset

大量的編程面試問題涉及處理一組給定元素的排列和組合。Subsets模式描述了一種有效的廣度優先搜索（BFS）方法來處理所有這些問題。例如給定一個數組 [1, 5, 3]

• 首先初始化一個空數組：[[ ]]

• 將第一個數字(1)添加到所有現有子集，以創建新的子集: [[], [1]]

• 繼續添加[[], [1], [5], [1, 5]]

• [[], [1], [5], [1, 5], [3], [1, 3], [5, 3], [1, 5, 3]]

應用場景

• 需要找到給定集合的組合或排列的問題

舉個栗子

• 子集系列（LEETCODE）^[23]

• 字母大小寫全排列（LEETCODE）^[24]

• 列舉單詞的全部縮寫（LEETCODE）^[25]

• 單詞子集（LEETCODE）^[26]

本文參考資料

[1]

educative: https://hackernoon.com/14-patterns-to-ace-any-coding-interview-question-c5bb3357f6ed

[2]

滑動窗口的最大值（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

[3]

滑動窗口中位數（LEETCODE）: https://leetcode-cn.com/problems/sliding-window-median/

[4]

最小覆蓋子串（LEETCODE）: https://leetcode-cn.com/problems/minimum-window-substring/

[5]

K 個不同整數的子數組（LEETCODE）: https://leetcode-cn.com/problems/subarrays-with-k-different-integers/

[6]

無重復字符的最長自創（LEETCODE）: https://leetcode-cn.com/problems/longest-substring-without-repeating-characters/

[7]

接雨水（LEETCODE）: https://leetcode-cn.com/problems/trapping-rain-water/

[8]

長度最小的子數組（LEETCODE）: https://leetcode-cn.com/problems/minimum-size-subarray-sum/

[9]

環形鏈表（LEETCODE）: https://leetcode-cn.com/problems/linked-list-cycle/

[10]

相交鏈表（LEETCODE）: https://leetcode-cn.com/problems/interp-of-two-linked-lists/

[11]

環形鏈表入口節點（LEETCODE）: https://leetcode-cn.com/problems/linked-list-cycle-ii/

[12]

合并區間（LEETCODE）: https://leetcode-cn.com/problems/merge-intervals/

[13]

會議室（LEETCODE）: https://leetcode-cn.com/problems/meeting-rooms-ii/

[14]

Range模塊（LEETCODE）: https://leetcode-cn.com/problems/range-module/

[15]

區間列表的交集（LEETCODE）: https://leetcode-cn.com/problems/interval-list-interps/

[16]

N叉樹的層序遍歷（LEETCODE）: https://leetcode-cn.com/problems/n-ary-tree-level-order-traversal/

[17]

二叉樹的層序遍歷（LEETCODE）: https://leetcode-cn.com/problems/binary-tree-level-order-traversal/

[18]

二叉樹的鋸齒形層次遍歷: https://leetcode-cn.com/problems/binary-tree-zigzag-level-order-traversal/

[19]

求根到葉子節點數字之和（LEETCODE）: https://leetcode-cn.com/problems/sum-root-to-leaf-numbers/

[20]

二叉樹的最大深度（LEETCODE）: https://leetcode-cn.com/problems/maximum-depth-of-binary-tree/

[21]

從中序與后序遍歷序列構造二叉樹（LEETCODE）: https://leetcode-cn.com/problems/construct-binary-tree-from-inorder-and-postorder-traversal/

[22]

路徑總和系列（LEETCODE）: https://leetcode-cn.com/problems/path-sum/

[23]

子集系列（LEETCODE）: https://leetcode-cn.com/problems/subsets/

[24]

字母大小寫全排列（LEETCODE）: https://leetcode-cn.com/problems/letter-case-permutation/

[25]

列舉單詞的全部縮寫（LEETCODE）: https://leetcode-cn.com/problems/generalized-abbreviation/

[26]

單詞子集（LEETCODE）: https://leetcode-cn.com/problems/word-subsets/

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總結

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（1-7）的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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