吊打面试官之 数据结构与算法 [1]

1. 请谈一谈，hashCode() 和equals() 方法的重要性体现在什么地方？

参考回答：

Java中的HashMap使用hashCode()和equals()方法来确定键值对的索引，当根据键获取值的时候也会用到这两个方法。如果没有正确的实现这两个方法，两个不同的键可能会有相同的hash值，因此，可能会被集合认为是相等的。而且，这两个方法也用来发现重复元素。所以这两个方法的实现对HashMap的精确性和正确性是至关重要的。

2.请说一说，Java中的HashMap的工作原理是什么？

参考回答：

HashMap类有一个叫做Entry的内部类。这个Entry类包含了key-value作为实例变量。 每当往hashmap里面存放key-value对的时候，都会为它们实例化一个Entry对象，这个Entry对象就会存储在前面提到的Entry数组table中。Entry具体存在table的那个位置是 根据key的hashcode()方法计算出来的hash值（来决定）。

3.介绍一下，什么是hashmap?

参考回答：

HashMap 是一个散列表，它存储的内容是键值对(key-value)映射。
HashMap 继承于AbstractMap，实现了Map、Cloneable、java.io.Serializable接口。
HashMap 的实现不是同步的，这意味着它不是线程安全的。它的key、value都可以为null。此外，HashMap中的映射不是有序的。

HashMap 的实例有两个参数影响其性能：“初始容量” 和 “加载因子”。容量 是哈希表中桶的数量，初始容量 只是哈希表在创建时的容量。加载因子 是哈希表在其容量自动增加之前可以达到多满的一种尺度。当哈希表中的条目数超出了加载因子与当前容量的乘积时，则要对该哈希表进行 rehash 操作（即重建内部数据结构），从而哈希表将具有大约两倍的桶数。
通常，默认加载因子是 0.75, 这是在时间和空间成本上寻求一种折衷。加载因子过高虽然减少了空间开销，但同时也增加了查询成本（在大多数 HashMap 类的操作中，包括 get 和 put 操作，都反映了这一点）。在设置初始容量时应该考虑到映射中所需的条目数及其加载因子，以便最大限度地减少 rehash 操作次数。如果初始容量大于最大条目数除以加载因子，则不会发生 rehash 操作。

hashmap共有4个构造函数：

// 默认构造函数。HashMap()

// 指定“容量大小”的构造函数

HashMap(int capacity)

// 指定“容量大小”和“加载因子”的构造函数

HashMap(int capacity, float loadFactor)

// 包含“子Map”的构造函数

HashMap(Map map)

4. 讲一讲，如何构造一致性 哈希算法。

参考回答：

先构造一个长度为232的整数环（这个环被称为一致性Hash环），根据节点名称的Hash值（其分布为[0, 232-1]）将服务器节点放置在这个Hash环上，然后根据数据的Key值计算得到其Hash值（其分布也为[0, 232-1]），接着在Hash环上顺时针查找距离这个Key值的Hash值最近的服务器节点，完成Key到服务器的映射查找。

这种算法解决了普通余数Hash算法伸缩性差的问题，可以保证在上线、下线服务器的情况下尽量有多的请求命中原来路由到的服务器。

5.请问，Object作为HashMap的key的话，对Object有什么要求吗？

参考回答：

要求Object中hashcode不能变。

6.请问 hashset 存的数是有序的吗？

参考回答：

Hashset是无序的。

7.TreeMap和TreeSet在排序时如何比较元素？Collections工具类中的sort()方法如何比较元素？

参考回答：

TreeSet要求存放的对象所属的类必须实现Comparable接口，该接口提供了比较元素的compareTo()方法，当插入元素时会回调该方法比较元素的大小。TreeMap要求存放的键值对映射的键必须实现Comparable接口从而根据键对元素进行排序。Collections工具类的sort方法有两种重载的形式，第一种要求传入的待排序容器中存放的对象比较实现Comparable接口以实现元素的比较；第二种不强制性的要求容器中的元素必须可比较，但是要求传入第二个参数，参数是Comparator接口的子类型（需要重写compare方法实现元素的比较），相当于一个临时定义的排序规则，其实就是通过接口注入比较元素大小的算法，也是对回调模式的应用（Java中对函数式编程的支持）。

8.如何打印二叉树每层的节点？

9.如何知道二叉树的深度？

参考回答：

实现二叉树的深度方式有两种，递归以及非递归。

①递归实现：

为了求树的深度，可以先求其左子树的深度和右子树的深度，可以用递归实现，递归的出口就是节点为空。返回值为0；

②非递归实现：

利用层次遍历的算法，设置变量level记录当前节点所在的层数，设置变量last指向当前层的最后一个节点，当处理完当前层的最后一个节点，让level指向+1操作。设置变量cur记录当前层已经访问的节点的个数，当cur等于last时，表示该层访问结束。

层次遍历在求树的宽度、输出某一层节点，某一层节点个数，每一层节点个数都可以采取类似的算法。

树的宽度：在树的深度算法基础上，加一个记录访问过的层节点个数最多的变量max,在访问每层前max与last比较，如果max比较大，max不变，如果max小于last，把last赋值给max;

10.二叉树任意两个节点之间路径的最大长度

11.算法题：二叉树层序遍历，进一步提问：要求每层打印出一个换行符

12.怎么求一个二叉树的深度?手撕代码?

参考回答：

public int maxDepth(TreeNode root) {
        if (root == null) {
            return 0;
        }
        int left = maxDepth(root.left);
        int right = maxDepth(root.right);
        int bigger = Math.max(left, right);
        return bigger + 1;
    }

13.请你说一下，B+树和B-树？

参考回答：

b+树的中间节点不保存数据，所以磁盘页能容纳更多节点元素，更“矮胖”；

b+树查询必须查找到叶子节点，b树只要匹配到即可不用管元素位置，因此b+树查找更稳定（并不慢）；

对于范围查找来说，b+树只需遍历叶子节点链表即可，b树却需要重复地中序遍历。

14.现在有一个单向链表，谈一谈，如何判断链表中是否出现了环

参考回答：

单链表有环，是指单链表中某个节点的next指针域指向的是链表中在它之前的某一个节点，这样在链表的尾部形成一个环形结构。
// 链表的节点结构如下 typedef struct node { int data; struct node *next; } NODE;
最常用方法：定义两个指针，同时从链表的头节点出发，一个指针一次走一步，另一个指针一次走两步。如果走得快的指针追上了走得慢的指针，那么链表就是环形链表；如果走得快的指针走到了链表的末尾（next指向 NULL）都没有追上第一个指针，那么链表就不是环形链表。
通过使用STL库中的map表进行映射。首先定义 map m; 将一个 NODE * 指针映射成数组的下标，并赋值为一个 int 类型的数值。然后从链表的头指针开始往后遍历，每次遇到一个指针p，就判断 m[p] 是否为0。如果为0，则将m[p]赋值为1，表示该节点第一次访问；而如果m[p]的值为1，则说明这个节点已经被访问过一次了，于是就形成了环。

15.谈一谈，bucket如果用链表存储，它的缺点是什么？

参考回答：

①查找速度慢，因为查找时，需要循环链表访问

②如果进行频繁插入和删除操作，会导致速度很慢。

16.有一个链表，奇数位升序偶数位降序，如何将链表变成升序

参考回答：

按照奇偶位拆分成两个链表
然后合并

17.随机链表的复制

18.如何反转单链表

19.写一个算法，可以将一个二维数组顺时针旋转90度，说一下思路。

20. 一个数组，除一个元素外其它都是两两相等，求那个元素?

21.找出数组中和为S的一对组合，找出一组就行

22. 求一个数组中连续子向量的最大和

23. 求一个数组中连续子向量的最大和