2018秋招面试问题（十一、数据结构基础问题）

注：面试过程中整理的学习资料，如有侵权联系我即刻删除。

目录

数据结构中链表和数组的异同？

队列的数据结构，以及循环（环形）队列如何实现

队列和栈的使用场景

数据结构中数组、链表、堆栈有些什么区别？

如何实现哈希表？向后寻址好吗？

Hashtable

hashtabe和hashmap的不同

为什么hashmap是线程不安全的？为什么hashtabe是线程安全的？

STL之认识hash_set和hash_map

哈希表的数据检索

哈希表是如何存字符串的？

什么时候用哈希map，什么时候用map？

XML中的节点是什么数据结构

---

数据结构中链表和数组的异同？

数组的元素在内存中是连续存放的，我们可以通过下标快速访问到某个元素，而如果要对数组进行增加或者删除元素，就要移动大量的元素，插入删除的效率低。并且数组的大小是固定的，不能动态扩展。可能浪费内存。

链表的元素在内存中是不连续的，由结点组成，每个结点都包含一个指针域（存储下一个结点的指针）一个数据域。访问链表元素需要从第一个结点开始，遍历找到该结点元素，查找效率低，但是增加和删除元素就很方便，只需要修改结点指针的指向，链表内存利用率很高，大小不固定，扩展很灵活。

<在a、c节点中插入b结点：a->next = b; b->next = c;如果没给出c，那就是b->next = a->next; a->next = b;

删除a的下一个结点：a->next = a->next->next;

delete item;>

所以如果是要快速访问元素，那就使用数组，如果是需要经常删除增加元素，那就使用链表。

队列的数据结构，以及循环（环形）队列如何实现

入队列的时候是队头保持不变，队尾++；

出队列的时候是队尾保持不变，队头++；

循环（环形）队列只要在插入数据的时候对队列容量取余就好了，代表队尾的下一个指向了队头。

队列和栈的使用场景

栈是先进后出，队列是先进先出。

<从左到右打印二叉树的结点是用队列。>

队列：计算机各种资源的管理、消息缓冲器的管理。

栈：匹配表达式的括号（遇到左括号就压栈，遇到右括号就出栈）

以及函数的递归实现。

数据结构中数组、链表、堆栈有些什么区别？

数组是一块连续的内存空间，数据个数是在分配内存时就确定了的。数组的访问的时间复杂度是O(1)，查找的时间复杂度是O(N)，删除和插入的时间复杂度也是O(N)。

链表是非连续的内存单元，通过指针将各个单元连在一起，链表不需要提前分配固定大小的存储空间，当需要分配内存的时候分配一块内存并把这块内存插入链表中。链表的查找和访问数据的时间复杂度都是O(N)，插入和删除数据的时间复杂度都是O(1)。

堆是树形数据结构，每个节点都有一个值，可以说就是一棵树。有二叉树和K叉树堆。堆分为大顶堆和小顶堆<大顶堆的子树也都是大顶堆>。根节点的两个子树也是堆。我们平时常用的堆都是二叉堆，是一个完全二叉树。应用场景包括堆排序、优先队列。

栈是先进后出的结构，对栈的数据操作都只能在顶部，只可以查看、插入、删除栈顶部的数据。（push\pop\top）

队列是先入先出的结构，队列只允许在队头删除数据，在队尾增加数据，但是都可以查看队头队尾的数据。

如何实现哈希表？向后寻址好吗？

<哈希表和数组的查找都是O(1)，哈希和数组一样都很耗空间>

哈希表解决冲突有几种方法：开放定址法、链地址法、再哈希法。平时主要用开放定址法。

开放定址法的优缺点：

缺点：a存储记录的数目不能超过桶数组的长度，如果超过了就需要扩容，而扩容会导致时间成本飙升。b使用探测序列，有可能计算key的时间成本很高。c删除记录时，比较麻烦，比如需要删除记录A，记录B是在A之后插入桶数组的，但是和记录A有冲突，是通过探测序列再次跳转找到的地址，所以如果直接删除A，A的位置变为空槽，而空槽是查询记录失败的终止条件，这样会导致记录B在A的位置重新插入数据前不可见，所以不能直接删除A，而是设置删除标记。这就需要额外的空间和操作。

优点：a记录更容易进行序列化操作。b如果预知记录总数，可以创建完美哈希函数，此时的效率很高。

链地址法：

Hashtable

 Hashtable是基于哈希表实现的，每个元素是一个key-value对，其内部也是通过单链表解决冲突问题，容量不足（超过了阀值）时，会自动增长。Hashtable不允许key和value是NULL的。

Hashtable的put和get方法。

put方法：计算key的hash值，根据hash值获得key在table数组中的索引位置，然后迭代该key处的Entry链表（我们暂且理解为链表），若该链表中存在一个这个的key对象，那么就直接替换其value值即可，否则在将该key-value节点插入该index索引位置处。插入元素时会首先进行容量校验，如果容量已经达到了阈值，hashtable会进行扩容处理rehash()。得到key的hash值主要是通过hashcode函数值与hashseed位与得到的。hashSeed，这是一个实例有关的随机值，主要用来解决哈希冲突。

get方法：处理过程就是计算key的hash值，判断在table数组中的索引位置，然后迭代链表，匹配直到找到相对应key的value,若没有找到返回null。

hashtabe和hashmap的不同

hashtable和hashmap都是STL容器。都是基于哈希表结构的，都是用链地址法来处理的冲突。

1. hashtable不允许key和value为null，而hashmap可以。
2. 遍历的话两个都可以用迭代器，只是hashtable还可以使用Enumeration方法。
3. 在计算hash值时，hashtable用的key的hashcode()来得到，hashmap则是重新计算hash值。

hashtable是线程安全的，hashmap是线程不安全的。

为什么hashmap是线程不安全的？为什么hashtabe是线程安全的？

hashmap不安全：主要是addEntry()函数，多个线程都可以得到当前哈希表位置的头结点，并修改头结点。这样别的线程就会覆盖之前线程的操作。

hashtable安全：是加了锁的，synchronized。

STL之认识hash_set和hash_map

hash_set是限制了功能的hash_map，底层是由hash_map来实现的。对于重复的数据不会再插入。

哈希表的数据检索

哈希表是根据Key---value来直接进行访问的数据结构，以加快查找的速度。是一种寻址容易，插入和删除也容易的数据结构。

哈希表的数据检索，是通过哈希函数。计算出数据所存放的哈希地址。即算出数据在哪个桶的单链中，然后对单链中的每一个数据进行比較，检索出所要的数据。为了使每一个桶中的元素尽可能地少，使用大质数作为表长，并且使用表长作为求余运算的模。

哈希表有多种实现方法，以下是拉链法：

左边是个数组，数组中都是指针，指向一个链表的头，我们根据元素的一些特征把元素分配到不同的链表中去，也是根据这些特征，找到正确的链表，再从链表中找出这个元素。

哈希表是如何存字符串的？

首先将字符串通过哈希算法hash(key)算出对应的哈希值，再取一个大质数取余%，来得到这个字符串所在的key值对应。

哈希算法有非常多，如果是单字符，就可以直接用字符所代表的ASIC码来作为key，字符串abcde可以用97*1+98*E^1+99*E^2+100*E^3+101*E^4来表示这个字符串的key。

什么时候用哈希map，什么时候用map？

两个都是map容器，不同的是key的结构不同。

map的key是红黑树结构（二叉平衡排序树)，哈希map的key是哈希表的结构。Hash_map检索出来的元素是无序的，map用迭代器遍历出来的元素是有序的。树结构的查找是O(nlog2n)，哈希表结构的查找很快，是O(1)。但是树结构比较有利于插入和删除，所以删除和插入比较多的时候，用map比较好；数据量很大，查询频繁的时候用哈希map比较好。

XML中的节点是什么数据结构

是链表和树，next和pre指针组成链表，children和parent指针组成树。

XML文档的操作其根本原理就是在节点之间移动、查询节点的各项信息，并进行增加、删除、修改等操作。