【数据结构与算法笔试】途家1105秋招笔试

一、题目描述：

你作为一个数据工程师，正在为数据仓库设计一个工具，该工具的主要功能是从给定的 SQL 查询语句中解析出所涉及的所有表名。SQL 查询语句可能涉及多个表，并且一个表可能在查询语句中出现多次。你的任务是编写一个程序，从给定的 SQL 查询语句中提取所有不同的表名，并按字母顺序返回。

输入描述

输入的第一行包含一个整数 T (1≤ T ≤100)，表示接下来的 SQL 查询语句数量。
接下来的 T 行，每行包含一个字符串，代表一个 SQL 查询语句。查询语句的长度不超过1000个字符。 
SQL 查询语句只涉及简单的 SELECT 、 FROM 、 JOIN 、 ON 、 WHERE 子句，并且保证语法正确。

输出描述

对于每个查询语句，输出涉及的所有表名，按字母顺序排序，表名之间用空格隔开。每个查询的输出结果应该在新的一行。

示例1
输入

2
SELECT name FROM Users WHERE age >20
SELECT a.name, b.order_id FROM Customers a JOIN Orders b ON a.id = b.customer_id WHERE b.date >'2020-01-01'

输出

Users
Customers Orders

备注：在查询中，表可能有一个别名。例如，" Customers a “中，” a “是” Customers “的别名。在此情况下，你应该识别” Customers “为表名而忽略别名” a "。

思路分析：
要实现这个程序，我们可以编写一个Java方法，它使用正则表达式来匹配表名。在简单的SQL查询中，表名通常出现在FROM和JOIN关键字之后，可能会有别名。我们需要捕获这些表名并将它们存入一个集合中，以便去除重复的表名，并最终按字母顺序排序输出。

参考代码：

import java.util.*;
import java.util.regex.*;

public class SQLTableExtractor {

    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        
        int T = Integer.parseInt(scanner.nextLine().trim());

        while (T > 0) {
            String sqlQuery = scanner.nextLine().trim();
            List<String> tables = extractTableNames(sqlQuery);
            Collections.sort(tables);
            System.out.println(String.join(" ", tables));
            T--;
        }
        
        scanner.close();
    }

    public static List<String> extractTableNames(String sql) {
        Set<String> tables = new HashSet<>();
        String regex = "(?<=FROM|JOIN)\\s+([\\w]+)(\\s+[\\w]+)?";
        Pattern pattern = Pattern.compile(regex, Pattern.CASE_INSENSITIVE);
        Matcher matcher = pattern.matcher(sql);

        while (matcher.find()) {
            String tableName = matcher.group(1);
            tables.add(tableName);
        }

        return new ArrayList<>(tables);
    }
}

关于正则表达式解释：

(?<=FROM|JOIN)\\s+ ：表示在FROM或者JOIN后面至少有一个空格。
([\\w]+)：表示匹配表名，这里假设表名只包含单词字符（字母、数字、下划线）。
(\\s+[\\w]+)?：这是对可能存在的别名的匹配，这一部分是可选的。
这段代码将打印出每个SQL查询语句中涉及的所有表名，按字母顺序排序，并且每个表名只出现一次。在真实世界的应用中，SQL解析会更复杂，涉及到子查询、内嵌的SELECT语句等，这种情况下可能需要更复杂的解析器，如ANTLR等来处理。但对于简单的SQL语句，以上代码应该能够满足需求。

二、题目描述：

Geohash是一种用于表示地理坐标的编码系统。在这个问题中，我们将简化Geohash的实现。给定一个二维的网格，该网格的每个单元格可以表示为(x , y) ，其中 x 和 y 是整数。你的任务是为每个单元格编码并解码。

输入描述

第一行包含一个整数t，表示有t组测试数据。
对于每组测试数据，第一行包含一个字符串" ENCODE "或" DECODE ".
如果是" ENCODE "，那么接下来的一行包含两个整数 x 和 y (0 ≤ x,y < 2^10)。
如果是" DECODE "，那么接下来的一行包含一个整数 z (0 ≤ z < 2^20)。

输出描述

对于每组测试数据：
如果是" ENCODE "，输出一个整数，表示(x,y)的编码。
如果是" DECODE "，输出两个整数 x 和 y ，表示 z 的解码结果。

输入

2
ENCODE
2 3
DECODE
23

输出

13
1 7

备注：
编码方式如下：
1.将单元格的 x 和 y 坐标转换为二进制表示。确定 x 和 y 的最大二进制位数，并确保两者的位数相等，如必要可以在较小者前面补0。
2.从最高位开始，交替取 x 和 y 的每一位来构建新的二进制数字。例如，对于坐标(2,5), x 的二进制表示为010，而 y 的二进制表示为101，交替编码的结果为011001。
3.将上一步得到的二进制数字转换为一个十进制整数作为该单元格的编码。

解码则是上述过程的逆操作。你需要实现两个功能：
1.给定一个单元格坐标(x, y)，输出其编码。
2.给定一个编码，输出对应的单元格坐标(x, y)。

思路分析：
实现需要两个方法，encode用于将(x, y)坐标编码成一个整数，而decode用于将整数解码回(x, y)坐标。

参考代码：

import java.util.Scanner;

public class GridEncoderDecoder {

    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        int t = scanner.nextInt();
        while (t-- > 0) {
            String operation = scanner.next();
            if ("ENCODE".equals(operation)) {
                int x = scanner.nextInt();
                int y = scanner.nextInt();
                System.out.println(encode(x, y));
            } else if ("DECODE".equals(operation)) {
                int z = scanner.nextInt();
                int[] coords = decode(z);
                System.out.println(coords[0] + " " + coords[1]);
            }
        }
        scanner.close();
    }

    public static int encode(int x, int y) {
        int encoded = 0;
        for (int i = 0; i < 10; i++) { // since 0 <= x, y < 2^10
            encoded |= ((x >> i) & 1) << (2 * i + 1);
            encoded |= ((y >> i) & 1) << (2 * i);
        }
        return encoded;
    }

    public static int[] decode(int z) {
        int x = 0;
        int y = 0;
        for (int i = 0; i < 10; i++) { // since 0 <= z < 2^20
            x |= ((z >> (2 * i + 1)) & 1) << i;
            y |= ((z >> (2 * i)) & 1) << i;
        }
        return new int[]{x, y};
    }
}

解释一下编码和解码的逻辑：

编码过程（encode方法）：
初始化一个变量encoded作为结果。
循环遍历x和y坐标的每一位。
在每一次循环中，将x的当前位左移以放置到编码数的正确位置，并执行OR操作存储到encoded。
对y执行相同操作，但是其位在编码数中的位置是交替的。

解码过程（decode方法）：
初始化两个变量x和y表示解码后的坐标。
循环遍历编码数的位。
在每一次循环中，提取出当前位，并通过右移和与操作确定原始x和y坐标中的对应位。
执行左移和OR操作将提取的位放回到它们原来的位置。

注意：上述代码假定了坐标的最大值小于$2^{10}$，因此对于编码来说最多需要20位（每个坐标10位），因此在编码和解码循环中使用i < 10。