[笔面] 编程和算法相关面试
算法理论
1. 算法的几个特征是什么？
有穷性： 一个算法必须保证执行有限步之后结束；
确切性： 算法的每一步骤必须有确切的定义；
输入：一个算法有0个或多个输入，以刻画运算对象的初始情况，所谓0个输入是指算法本身定除了初始条件；
输出：一个算法有一个或多个输出，以反映对输入数据加工后的结果。没有输出的算法是毫无意义的；
可行性： 算法原则上能够精确地运行，做有限次运算后即可完成。
2. 算法复杂性的定义。大O、θ、、小o分别表示的含义。
3. 递归算法的定义、递归算法的两要素。
程序调用自身的编程技巧称为递归（ recursion）。
一个过程或函数在其定义或说明中又直接或间接调用自身的一种方法，它通常把一个大型复杂的问题层层转化为一个与原问题相似的规模较小的问题来求解，递归策略只需少量的程序就可描述出解题过程所需要的多次重复计算，大大地减少了程序的代码量。递归的能力在于用有限的语句来定义对象的无限集合。
递归就是方法里调用自身。
在使用递增归策略时，必须有一个明确的递归结束条件，称为递归出口。
递归算法解题通常显得很简洁，但递归算法解题的运行效率较低。所以一般不提倡用递归算法设计程序。
在递归调用的过程当中系统为每一层的返回点、局部量等开辟了栈来存储。递归次数过多容易造成栈溢出等，所以一般不提倡用递归算法设计程序。
递归算法要求。递归算法所体现的“重复”一般有三个要求：
(1) 是每次调用在规模上都有所缩小（通常是减半）；
(2) 是相邻两次重复之间有紧密的联系，前一次要为后一次做准备（通常前一次的输出就作为后一次的输入）；
(3) 是在问题的规模极小时必须用直接给出解答而不再进行递归调用，因而每次递归调用都是有条件的(以规模未达到直接解答的大小为条件)，无条件递归调用将会成为死循环而不能正常结束。
递归算法一般用于解决三类问题：
(1)数据的定义是按递归定义的。(Fibonacci函数)
(2)问题解法按递归算法实现。(回溯)
(3)数据的结构形式是按递归定义的。(树的遍历，图的搜索)
4.分治算法的思想，经典的分治算法(全排列、二分搜索、归并排序、快速排序、线性时间选择、最接近点对问题)。
分治法所能解决的问题一般具有以下几个特征：
问题的规模缩小到一定的程度就可以容易地解决
问题可以分解为若干个规模较小的相同问题，即该问题具有最优子结构性质
利用该问题分解出的子问题的解可以合并为该问题的解
该问题所分解出的各个子问题是相互独立的，即子问题之间不包含公共的子问题
分治法的三个步骤是：
分解（Divide）：将原问题分解为若干子问题，这些子问题都是原问题规模较小的实例。
解决（Conquer）：递归地求解各子问题。如果子问题规模足够小，则直接求解。
合并（Combine）：将所有子问题的解合并为原问题的解
5. 动态规划算法解题框架，动态规划算法的两个要素是什么？备忘录方法是什么？
6. 经典的动态规划问题(矩阵连乘问题、最长公共子序列问题、0-1背包问题)。
7. 贪心算法的思想，贪心算法的两个要素。
8. 经典的贪心问题(活动安排问题、背包问题、装载问题、哈夫曼编码、单源最短路径、最小生成树问题)。
9. 回溯法的思想，回溯法中有哪两种典型的模型。
10. 经典的回溯算法(n后问题、0-1背包问题、旅行售货商问题)。
11. 分支限界法思想，有哪两种分支限界法。
12. 经典的分支限界算法(0-1背包问题、旅行售货商问题)。
算法题目
1.翻转句子中单词的顺序
题目：输入一个英文句子，翻转句子中单词的顺序，但单词内字符的顺序不变。
句子中单词以空格符隔开。为简单起见，标点符号和普通字母一样处理。
例如输入“I am a student.”，则输出“student. a am I”。
2.在一个字符串中找到第一个只出现一次的字符。如输入abaccdeff，则输出b。
3.n个数字（0,1,…,n-1）形成一个圆圈，从数字0开始，
每次从这个圆圈中删除第m个数字（第一个为当前数字本身，第二个为当前数字的下一个数字）。
当一个数字删除后，从被删除数字的下一个继续删除第m个数字。
求出在这个圆圈中剩下的最后一个数字。
4.定义Fibonacci数列如下：
/ 0 n=0 f(n)= 1 n=1 \ f(n-1)+f(n-2) n=2
输入n，用最快的方法求该数列的第n项。
5.输入两个整数 n 和 m，从数列1，2，3.......n 中 随意取几个数,
使其和等于 m ,要求将其中所有的可能组合列出来。
6.写一个函数,它的原形是int continumax(char *outputstr,char *intputstr)
功能：
在字符串中找出连续最长的数字串，并把这个串的长度返回，
并把这个最长数字串付给其中一个函数参数outputstr所指内存。
7.定义字符串的左旋转操作：把字符串前面的若干个字符移动到字符串的尾部。
如把字符串abcdef左旋转2位得到字符串cdefab。请实现字符串左旋转的函数。
要求时间对长度为n的字符串操作的复杂度为O(n)，辅助内存为O(1)。
8.一个台阶总共有n级，如果一次可以跳1级，也可以跳2级。
求总共有多少总跳法，并分析算法的时间复杂度。
9.一类似于蜂窝的结构的图，进行搜索最短路径（要求5分钟）
10.实现一个高级的字符匹配算法：
给一串很长字符串，要求找到符合要求的字符串，例如目的串：123
1******3***2 ,12*****3这些都要找出来
11.有n个长为m+1的字符串，
如果某个字符串的最后m个字符与某个字符串的前m个字符匹配，则两个字符串可以联接，
问这n个字符串最多可以连成一个多长的字符串，如果出现循环，则返回错误。
12.求一个二叉树中任意两个节点间的最大距离，
两个节点的距离的定义是 这两个节点间边的个数，
比如某个孩子节点和父节点间的距离是1，和相邻兄弟节点间的距离是2，优化时间空间复杂度。
13.求一个有向连通图的割点，割点的定义是，如果除去此节点和与其相关的边，
有向图不再连通，描述算法。
14.请修改append函数，利用这个函数实现（链表）：
两个非降序链表的并集，1->2->3 和 2->3->5 并为 1->2->3->5
另外只能输出结果，不能修改两个链表的数据。
15.求一个数组的最长递减子序列 比如{9，4，3，2，5，4，3，2}的最长递减子序列为{9，5，4，3，2}
16.从尾到头输出链表（链表）。
题目：输入一个链表的头结点，从尾到头反过来输出每个结点的值。链表结点定义如下：
struct ListNode
{
int m_nKey;
ListNode* m_pNext;
};
17.数对之差的最大值
在数组中，数字减去它右边的数字得到一个数对之差。求所有数对之差的最大值。
例如在数组{2, 4, 1, 16, 7, 5, 11, 9}中，数对之差的最大值是11，是16减去5的结果。
18.字符串的排列
输入一个字符串，打印出该字符串中字符的所有排列。例如输入字符串abc，则输出由字符a、b、c所能排列出来的所有字符串abc、acb、bac、bca、cab和cba。
分析：考查对递归理解的编程题。
19.调整数组顺序使奇数位于偶数前面
输入一个整数数组，调整数组中数字的顺序，使得所有奇数位于数组的前半部分，所有偶数位于数组的后半部分。要求时间复杂度为O(n)。
分析：如果不考虑时间复杂度，最简单的思路应该是从头扫描这个数组，每碰到一个偶数时，拿出这个数字，并把位于这个数字后面的所有数字往前挪动一位。挪完之后在数组的末尾有一个空位，这时把该偶数放入这个空位。由于碰到一个偶数，需要移动O(n)个数字，因此总的时间复杂度是O(n２)。
20.和为n连续正数序列
输入一个正数n，输出所有和为n连续正数序列。
例如输入15，由于1+2+3+4+5=4+5+6=7+8=15，所以输出3个连续序列1-5、4-6和7-8。
21.在从1到n的正数中1出现的次数
输入一个整数n，求从1到n这n个整数的十进制表示中1出现的次数。
例如输入12，从1到12这些整数中包含1 的数字有1，10，11和12，1一共出现了5次。
22.查找最小的k个元素
输入n个整数，输出其中最小的k个。
例如输入1，2，3，4，5，6，7和8这8个数字，则最小的4个数字为1，2，3和4。
23.整数二进制表示中1的个数
输入一个整数，求该整数的二进制表达中有多少个1。例如输入10，由于其二进制表示为1010，有两个1，因此输出2。
分析：这是一道很基本的考查位运算的面试题。
一个很基本的想法是，我们先判断整数的最右边一位是不是1。接着把整数右移一位，原来处于右边第二位的数字现在被移到第一位了，再判断是不是1。这样每次移动一位，直到这个整数变成0为止。现在的问题变成怎样判断一个整数的最右边一位是不是1了。很简单，如果它和整数1作与运算。由于1除了最右边一位以外，其他所有位都为0。因此如果与运算的结果为1，表示整数的最右边一位是1，否则是0。
24.最长公共子串
如果字符串一的所有字符按其在字符串中的顺序出现在另外一个字符串二中，则字符串一称之为字符串二的子串。注意，并不要求子串（字符串一）的字符必须连续出现在字符串二中。请编写一个函数，输入两个字符串，求它们的最长公共子串，并打印出最长公共子串。
例如：输入两个字符串BDCABA和ABCBDAB，字符串BCBA和BDAB都是是它们的最长公共子串，则输出它们的长度4，并打印任意一个子串。
25.第一个只出现一次的字符
在一个字符串中找到第一个只出现一次的字符。如输入abaccdeff，则输出b。
26.圆圈中最后剩下的数字
n个数字（0,1,…,n-1）形成一个圆圈，从数字0开始，每次从这个圆圈中删除第m个数字（第一个为当前数字本身，第二个为当前数字的下一个数字）。当一个数字删除后，从被删除数字的下一个继续删除第m个数字。求出在这个圆圈中剩下的最后一个数字。
分析：著名的约瑟夫环问题。