编程马拉松 Day01 面试题小记

打算从今天起开始每日一练，巩固一下算法，数据结构相关的知识，废话少说，开始看题。

题目

以上是我近期面试中遇到的一些题，其中1，3题出自百度系面试官；2，4出自Uber系面试官。

两个水杯倒出3L水的问题

先来看第一个问题，题干是要求倒腾出3L的水。我们可以从4、5两个数字入手，观察通过怎样的方式能够得到3，得到以下两种情况

• 4 * 2 -5 == 3
• ( 5 - 4 ) * 3 == 3

转换为文字

1. 第一种方式
   • 先将4L的杯子接满水，全部倒入到5L的杯子中（tips：此时4L的杯子为空，5L的杯子中装载了4L水，还能再倒入1L）
   • 再将4L的杯子接满水，然后向5L的杯子倒水，当5L杯子倒满时，4L杯子剩下3L水
2. 第二种方式
   • 将5L的杯子接满水，倒入4L的杯子中（tips: 此时5L的杯子剩下1L水），然后将4L杯子的水全部倒掉，再将5L杯子剩余的1L水倒入4L的杯子（tips: 此时4L杯子有1L水）
   • 将5L的杯子接满水，倒入4L的杯子中（tips: 由于上一轮4L杯子已存在1L水，本次5L杯最多只能倒出3L水，倒出后5L杯剩余2L水），然后将4L杯子的水全部的倒掉，再将5L杯子剩余的2L水倒入到4L的杯子（tips: 此时4L杯子有2L水）
   • 将5L的杯子接满水，倒入4L的杯子中（tips: 由于上一轮4L杯子已存在2L水，本次5L杯最多只能倒出2L水，倒出后5L杯正好剩余3L水）

大数四则运算

第二个问题是一个典型的大数运算问题。编程中有时会遇到数字上溢（tips: 如数值的大小超过了Long型可表示的最大数）的问题，此时便需要采用字符串替换原有的数值计算。

以10进制加法为例，解决思路如下：

1. 使用字符串装载参与计算的两个数值
2. 分别取两个字符串的末尾数值 a和b，进行相加计算 sum = a+b ，如结果sum大于9，则设置进位标志 flag = 1；否则设置 flag = 0。记录sum%10，表示当前位的结果
3. 再次取两个字符串的次末尾数值 a和b，进行相加计算 sum = a+b+flag ，如结果sum大于9，则设置进位标志 flag = 1；否则设置 flag = 0。记录sum%10，表示当前位的结果
   ...
4. 重复以上步骤，若两个数字字符串的长度不一致，则当其中较短字符串s1遍历完成后，只遍历另一个字符串s2，每次取出s2的末位数值与flag相加，得到新的进制标志和当前位的结果。

代码如下：

public static String bigSumAdd(String s1, String s2) {
        StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();//字符串构造器
        int flag = 0;//初始化进位标志
        //判定操作数长度大小
        String longer = s1.length() > s2.length() ? s1 : s2;
        String shorter = s1.length() > s2.length() ? s2 : s1;
        for (int i = 1; i <= longer.length(); i++) {
            int last1 = longer.length() - i ;//取longger最后一位的索引值
            int last2 = shorter.length() - i ;//取shorter最后一位的索引值
            int currentLonger = (int) longer.charAt(last1);
            if (i < shorter.length()) {
                int currentShorter = (int) shorter.charAt(last2);
                //每次charAt()取出的只是char型变量 '1'~'9',需减去'0'方可得到数字1~9。
                int sum = (currentShorter - '0') + (currentLonger - '0') + flag;
                flag = sum > 9 ? 1 : 0;//设置进位标志flag
                stringBuilder.append(sum % 10);//将当前位结果append到stringBuilder中
            } else {
                int sum = currentLonger - '0' + flag;
                flag = sum > 9 ? 1 : 0;
                stringBuilder.append(sum % 10);
            }
        }
        //反转字符串，输出
        return stringBuilder.reverse().toString();
}

字符串去重

这道题比较简单，有多种方法。

先排序再去重，时间复杂度 O(N*LogN)

public static String deDuplicate(String str) {
    char strArr[] = str.toCharArray();//将字符串能转化为字符数组
    Arrays.sort(strArr);//将字符数组排序
    char pre = strArr[0];//取字符数组首位字符
    StringBuffer stringBuffer = new StringBuffer();
    stringBuffer.append(pre);//添加到缓冲中
    for (int i = 1; i < strArr.length; i++) {
        char current = strArr[i];
        if (current == pre) {//判断当前字符与之前字符是否一致，若一致则跳过此次循环
            continue;
        }
        stringBuffer.append(current);//否则将当前字符添加到缓冲中
        pre = current;//将当前字符赋值于pre
    }
    //输出
    return stringBuffer.toString();
}

采用辅助空间，时间复杂度 O(N)，空间复杂度与字符串编码集相关

public static String deDuplicate2(String str) {
    int help[] = new int[65536];//65536即2^16,可对应2个字节以内的任意字符
    StringBuffer stringBuffer = new StringBuffer();
    for (int i = 0; i < str.length(); i++) {
        char current = str.charAt(i);//去当前字符
        if (help[current] != 0) {//若当前字符已存在，则跳过本次循环
            continue;
        } else {
            help[current]++;//否则将当前字符对应的位置位非0
            stringBuffer.append(current);//添加到缓冲中
        }
    }
    //输出
    return stringBuffer.toString();
}

杨辉三角

这道题是一个三角问题，观察三角构型，得到如下现象：

1. 从第一行到第五行，每行依次有1，2，3，4，5个数字...
2. n行的三角共有 1+2+..+n-1+n 个数字
3. 每一行的首位及末位数字均为'1'，中间数字为正上方左右两个数字的和。

若用一维数组存储三角中的所有数字，从上到下，从左到右开始索引，则从第i行，索引值为index的数值 arr[index] = arr[index - i] + arr[index-i-1]，代码如下：

/**
 * 打印杨辉三角
 * @param n 表示杨辉三角的行数
 */
public static void yanhuiTriangle(int n){
    int size = 0;
    //得到一维数组长度
    for (int i = 0; i <= n; i++) {
        size += i;
    }
    int arr[] = new int[size];//创建一维数组
    int index = 0;
    for (int i = 0; i < n; i++) {//外层循环，控制行
        for (int j = 0; j < n - i; j++) {
            System.out.print(" ");//打印数字之前的空格
        }
        for (int j = 0; j <= i; j++) {//内存循环，控制列
            if (j == 0 || j == i) {//每行的首位及末尾
                arr[index] = 1;
            } else {
                arr[index] = arr[index - i] + arr[index - i - 1];//中间位求值
            }
            System.out.print(arr[index] + " ");//打印数值
            index++;
        }
        System.out.println();
    }
}

总结

第一天的开胃菜到此结束，题目本身并不难，更多的是对编程思维的考察，今天先到这里，如有疑问欢迎与我联系 ：）