Java面试题集（136-150）

Java程序员面试题集（136-150）

摘要：这一部分主要是数据结构和算法相关的面试题目，虽然只有15道题目，但是包含的信息量还是很大的，很多题目背后的解题思路和算法是非常值得玩味的。

136、给出下面的二叉树先序、中序、后序遍历的序列？

答：先序序列：ABDEGHCF；中序序列：DBGEHACF；后序序列：DGHEBFCA。

补充：二叉树也称为二分树，它是树形结构的一种，其特点是每个结点至多有二棵子树，并且二叉树的子树有左右之分，其次序不能任意颠倒。二叉树的遍历序列按照访问根节点的顺序分为先序（先访问根节点，接下来先序访问左子树，再先序访问右子树）、中序（先中序访问左子树，然后访问根节点，最后中序访问右子树）和后序（先后序访问左子树，再后序访问右子树，最后访问根节点）。如果知道一棵二叉树的先序和中序序列或者中序和后序序列，那么也可以还原出该二叉树。

例如，已知二叉树的先序序列为：xefdzmhqsk，中序序列为：fezdmxqhks，那么还原出该二叉树应该如下图所示：

 

137、你知道的排序算法都哪些？用Java写一个排序系统。

答：稳定的排序算法有：插入排序、选择排序、冒泡排序、鸡尾酒排序、归并排序、二叉树排序、基数排序等；不稳定排序算法包括：希尔排序、堆排序、快速排序等。

下面是关于排序算法的一个列表：

下面按照策略模式给出一个排序系统，实现了冒泡、归并和快速排序。

Sorter.java

package com.jackfrued.util;
 
import java.util.Comparator;
 
/**
 * 排序器接口(策略模式: 将算法封装到具有共同接口的独立的类中使得它们可以相互替换)
 * @author骆昊
 *
 */
public interface Sorter {
  
   /**
    * 排序
    * @param list 待排序的数组
    */
   public <T extends Comparable<T>> void sort(T[] list);
  
   /**
    * 排序
    * @param list 待排序的数组
    * @param comp 比较两个对象的比较器
    */
   public <T> void sort(T[] list, Comparator<T> comp);
}

 

BubbleSorter.java

package com.jackfrued.util;
 
import java.util.Comparator;
 
/**
 * 冒泡排序
 * @author骆昊
 *
 */
public class BubbleSorter implements Sorter {
 
   @Override
   public <T extends Comparable<T>> void sort(T[] list) {
      boolean swapped = true;
      for(int i = 1; i < list.length && swapped;i++) {
        swapped= false;
        for(int j = 0; j < list.length - i; j++) {
           if(list[j].compareTo(list[j+ 1]) > 0 ) {
              T temp = list[j];
              list[j]= list[j + 1];
              list[j+ 1] = temp;
              swapped= true;
           }
        }
      }
   }
 
   @Override
   public <T> void sort(T[] list,Comparator<T> comp) {
      boolean swapped = true;
      for(int i = 1; i < list.length && swapped; i++) {
        swapped = false;
        for(int j = 0; j < list.length - i; j++) {
           if(comp.compare(list[j], list[j + 1]) > 0 ) {
              T temp = list[j];
              list[j]= list[j + 1];
              list[j+ 1] = temp;
              swapped= true;
           }
        }
      }
   } 
}

 

MergeSorter.java

package com.jackfrued.util;
 
import java.util.Comparator;
 
/**
 * 归并排序
 * 归并排序是建立在归并操作上的一种有效的排序算法。
 * 该算法是采用分治法（divide-and-conquer）的一个非常典型的应用，
 * 先将待排序的序列划分成一个一个的元素，再进行两两归并，
 * 在归并的过程中保持归并之后的序列仍然有序。
 * @author骆昊
 *
 */
public class MergeSorter implements Sorter {
 
   @Override
   public <T extends Comparable<T>> void sort(T[] list) {
      T[] temp = (T[]) new Comparable[list.length];
      mSort(list,temp, 0, list.length- 1);
   }
  
   private <T extends Comparable<T>> void mSort(T[] list, T[] temp, int low, int high) {
      if(low == high) {
        return ;
      }
      else {
        int mid = low + ((high -low) >> 1);
        mSort(list,temp, low, mid);
        mSort(list,temp, mid + 1, high);
        merge(list,temp, low, mid + 1, high);
      }
   }
  
   private <T extends Comparable<T>> void merge(T[] list, T[] temp, int left, int right, int last) {
        int j = 0; 
        int lowIndex = left; 
        int mid = right - 1; 
        int n = last - lowIndex + 1; 
        while (left <= mid && right <= last){ 
            if (list[left].compareTo(list[right]) < 0){ 
                temp[j++] = list[left++]; 
            } else { 
                temp[j++] = list[right++]; 
            } 
        } 
        while (left <= mid) { 
            temp[j++] = list[left++]; 
        } 
        while (right <= last) { 
            temp[j++] = list[right++]; 
        } 
        for (j = 0; j < n; j++) { 
            list[lowIndex + j] = temp[j]; 
        } 
   }
 
   @Override
   public <T> void sort(T[] list, Comparator<T> comp) {
      T[]temp = (T[])new Comparable[list.length];
      mSort(list,temp, 0, list.length- 1, comp);
   }
  
   private <T> void mSort(T[] list, T[] temp, int low, int high, Comparator<T> comp) {
      if(low == high) {
        return ;
      }
      else {
        int mid = low + ((high -low) >> 1);
        mSort(list,temp, low, mid, comp);
        mSort(list,temp, mid + 1, high, comp);
        merge(list,temp, low, mid + 1, high, comp);
      }
   }
  
   private <T> void merge(T[] list, T[]temp, int left, int right, int last, Comparator<T> comp) {
        int j = 0; 
        int lowIndex = left; 
        int mid = right - 1; 
        int n = last - lowIndex + 1; 
        while (left <= mid && right <= last){ 
            if (comp.compare(list[left], list[right]) <0) { 
                temp[j++] = list[left++]; 
            } else { 
                temp[j++] = list[right++]; 
            } 
        } 
        while (left <= mid) { 
            temp[j++] = list[left++]; 
        } 
        while (right <= last) { 
            temp[j++] = list[right++]; 
        } 
        for (j = 0; j < n; j++) { 
            list[lowIndex + j] = temp[j]; 
        } 
   }
 
}

 

QuickSorter.java

package com.jackfrued.util;
 
import java.util.Comparator;
 
/**
 * 快速排序
 * 快速排序是使用分治法（divide-and-conquer）依选定的枢轴
 * 将待排序序列划分成两个子序列，其中一个子序列的元素都小于枢轴，
 * 另一个子序列的元素都大于或等于枢轴，然后对子序列重复上面的方法，
 * 直到子序列中只有一个元素为止
 * @author Hao
 *
 */
public class QuickSorter implements Sorter {
 
   @Override
   public <T extends Comparable<T>> void sort(T[] list) {
      quickSort(list, 0, list.length- 1);
   }
 
   @Override
   public <T> void sort(T[] list, Comparator<T> comp) {
      quickSort(list, 0, list.length- 1, comp);
   }
 
   private <T extends Comparable<T>> void quickSort(T[] list, int first, int last) {
      if (last > first) {
        int pivotIndex = partition(list, first, last);
        quickSort(list, first, pivotIndex - 1);
        quickSort(list, pivotIndex, last);
      }
   }
  
   private <T> void quickSort(T[] list, int first, int last,Comparator<T> comp) {
      if (last > first) {
        int pivotIndex = partition(list, first, last, comp);
        quickSort(list, first, pivotIndex - 1, comp);
        quickSort(list, pivotIndex, last, comp);
      }
   }
 
   private <T extends Comparable<T>> int partition(T[] list, int first, int last) {
      T pivot = list[first];
      int low = first + 1;
      int high = last;
 
      while (high > low) {
        while (low <= high && list[low].compareTo(pivot) <= 0) {
           low++;
        }
        while (low <= high && list[high].compareTo(pivot) >= 0) {
           high--;
        }
        if (high > low) {
           T temp = list[high];
           list[high]= list[low];
           list[low]= temp;
        }
      }
 
      while (high > first&& list[high].compareTo(pivot) >= 0) {
        high--;
      }
      if (pivot.compareTo(list[high])> 0) {
        list[first]= list[high];
        list[high]= pivot;
        return high;
      }
      else {
        return low;
      }
   }
 
   private <T> int partition(T[] list, int first, int last, Comparator<T> comp) {
      T pivot = list[first];
      int low = first + 1;
      int high = last;
 
      while (high > low) {
        while (low <= high&& comp.compare(list[low], pivot) <= 0) {
           low++;
        }
        while (low <= high&& comp.compare(list[high], pivot) >= 0) {
           high--;
        }
        if (high > low) {
           T temp = list[high];
           list[high] = list[low];
           list[low]= temp;
        }
      }
 
      while (high > first&& comp.compare(list[high], pivot) >= 0) {
        high--;
      }
      if (comp.compare(pivot,list[high]) > 0) {
        list[first]= list[high];
        list[high]= pivot;
        return high;
      }
      else {
        return low;
      }
   }
  
}

 

138、写一个二分查找（折半搜索）的算法。

答：折半搜索，也称二分查找算法、二分搜索，是一种在有序数组中查找某一特定元素的搜索算法。搜素过程从数组的中间元素开始，如果中间元素正好是要查找的元素，则搜素过程结束；如果某一特定元素大于或者小于中间元素，则在数组大于或小于中间元素的那一半中查找，而且跟开始一样从中间元素开始比较。如果在某一步骤数组为空，则代表找不到。这种搜索算法每一次比较都使搜索范围缩小一半。

package com.jackfrued.util;
 
import java.util.Comparator;
 
public class MyUtil {
 
   public static <T extends Comparable<T>> int binarySearch(T[] x, T key) {
      return binarySearch(x, 0, x.length- 1, key);
   }
  
   public static <T> int binarySearch(T[] x, T key, Comparator<T> comp) {
      int low = 0;
      int high = x.length - 1;
      while (low <= high) {
          int mid = (low + high) >>> 1;
          int cmp = comp.compare(x[mid], key);
          if (cmp < 0) {
            low = mid + 1;
          }
          else if (cmp > 0) {
            high = mid - 1;
          }
          else {
            return mid;
          }
      }
      return -1;
   }
  
   private static <T extends Comparable<T>> int binarySearch(T[] x, int low, int high, T key) {
      if(low <= high) {
          int mid = low + ((high -low) >> 1);
          if(key.compareTo(x[mid]) == 0) {
              return mid;
          }
          else if(key.compareTo(x[mid])< 0) {
              return binarySearch(x,l ow, mid - 1, key);
          }
          else {
              return binarySearch(x, mid + 1, high, key);
          }
      }
      return -1;
   }
}

说明：两个版本一个用递归实现，一个用循环实现。需要注意的是计算中间位置时不应该使用(high+ low) / 2的方式，因为加法运算可能导致整数越界，这里应该使用一下三种方式之一：low+ (high – low) / 2或low + (high – low) >> 1或（low + high） >>> 1（注：>>>是逻辑右移，不带符号位的右移）

 

139、统计一篇英文文章中单词个数。

答：

import java.io.FileReader;
 
public class WordCounting {
 
   public static void main(String[] args) {
     try(FileReader fr = new FileReader("a.txt")) {
        int counter = 0;
        boolean state = false;
        int currentChar;
        while((currentChar= fr.read()) != -1) {
          if(currentChar== ' ' || currentChar == '\n'
             || currentChar == '\t' || currentChar == '\r') {
             state = false;
          }
          else if(!state) {
             state = true;
             counter++;
          }
        }
        System.out.println(counter);
     }
     catch(Exceptione) {
        e.printStackTrace();
     }
   }
}

补充：这个程序可能有很多种写法，这里选择的是Dennis M. Ritchie和Brian W. Kernighan老师在他们不朽的著作《The C Programming Language》中给出的代码，向两位老师致敬。下面的代码也是如此。

 

140、输入年月日，计算该日期是这一年的第几天。

答：

import java.util.Scanner;
 
public class DayCounting {
 
   public static void main(String[] args) {
      int[][] data = {
           {31,28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31},
           {31,29, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31}
      };
      Scanner sc = newScanner(System.in);
      System.out.print("请输入年月日(1980 11 28): ");
      int year = sc.nextInt();
      int month = sc.nextInt();
      int date = sc.nextInt();
      int[] daysOfMonth = data[(year % 4 == 0 && year % 100 != 0 || year % 400 == 0)?1 : 0];
      int sum = 0;
      for(int i = 0; i < month -1; i++) {
        sum += daysOfMonth[i];
      }
      sum += date;
      System.out.println(sum);
      sc.close();
   }
}

 

141、约瑟夫环：15个基督教徒和15个非教徒在海上遇险，必须将其中一半的人投入海中，其余的人才能幸免于难，于是30个人围成一圈，从某一个人开始从1报数，报到9的人就扔进大海，他后面的人继续从1开始报数，重复上面的规则，直到剩下15个人为止。结果由于上帝的保佑，15个基督教徒最后都幸免于难，问原来这些人是怎么排列的，哪些位置是基督教徒，哪些位置是非教徒。

答：

public class Josephu {
   private static final int DEAD_NUM = 9;
  
   public static void main(String[] args) {
      boolean[] persons = new boolean[30];
      for(int i = 0; i < persons.length; i++) {
        persons[i] = true;
      }
     
      int counter = 0;
      int claimNumber = 0;
      int index = 0;
      while(counter < 15) {
        if(persons[index]) {
           claimNumber++;
           if(claimNumber == DEAD_NUM) {
              counter++;
              claimNumber= 0;
              persons[index]= false;
           }
        }
        index++;
        if(index >= persons.length) {
           index= 0;
         }
      }
      for(boolean p : persons) {
        if(p) {
           System.out.print("基");
        }
        else {
           System.out.print("非");
        }
      }
   }
}

 

142、回文素数：所谓回文数就是顺着读和倒着读一样的数(例如：11，121，1991…)，回文素数就是既是回文数又是素数(只能被1和自身整除的数)的数。编程找出11～9999之间的回文素数。

答：

public class PalindromicPrimeNumber {
 
   public static void main(String[] args) {
      for(int i = 11; i <= 9999; i++) {
        if(isPrime(i) && isPalindromic(i)) {
           System.out.println(i);
        }
      }
   }
  
   public static boolean isPrime(int n) {
      for(int i = 2; i <= Math.sqrt(n); i++) {
         if(n % i == 0) {
           return false;
        }
      }
      return true;
   }
  
   public static boolean isPalindromic(int n) {
      int temp = n;
      int sum = 0;
      while(temp > 0) {
        sum= sum * 10 + temp % 10;
        temp/= 10;
      }
      return sum == n;
   }
}

 

143、全排列：给出五个数字12345的所有排列。

答：

public class FullPermutation {
 
   public static void perm(int[] list) {
      perm(list,0);
   }
 
   private static void perm(int[] list, int k) {
      if (k == list.length) {
        for (int i = 0; i < list.length; i++) {
           System.out.print(list[i]);
        }
         System.out.println();
      }else{
        for (int i = k; i < list.length; i++) {
           swap(list, k, i);
           perm(list, k + 1);
           swap(list, k, i);
        }
      }
   }
 
   private static void swap(int[] list, int pos1, int pos2) {
      int temp = list[pos1];
      list[pos1] = list[pos2];
      list[pos2] = temp;
   }
 
   public static void main(String[] args) {
      int[] x = {1, 2, 3, 4, 5};
      perm(x);
   }
}
 

144、对于一个有N个整数元素的一维数组，找出它的子数组（数组中下标连续的元素组成的数组）之和的最大值。

答：下面给出几个例子（最大子数组用粗体表示）：

1) 数组：{ 1, -2, 3,5, -3, 2 }，结果是：8

2) 数组：{ 0, -2, 3, 5, -1, 2 }，结果是：9

3) 数组：{ -9, -2,-3, -5, -3 }，结果是：-2

可以使用动态规划的思想求解：

public class MaxSum {
 
   private static int max(int x, int y) {
      return x > y? x: y;
   }
  
   public static int maxSum(int[] array) {
      int n = array.length;
      int[] start = new int[n];
      int[] all = new int[n];
      all[n - 1] = start[n - 1] = array[n - 1];
      for(int i = n - 2; i >= 0;i--) {
        start[i] = max(array[i], array[i] + start[i + 1]);
        all[i] = max(start[i], all[i + 1]);
      }
      return all[0];
   }
  
   public static void main(String[] args) {
      int[] x1 = { 1, -2, 3, 5,-3, 2 };
      int[] x2 = { 0, -2, 3, 5,-1, 2 };
      int[] x3 = { -9, -2, -3,-5, -3 };
      System.out.println(maxSum(x1));   // 8
      System.out.println(maxSum(x2));   // 9
      System.out.println(maxSum(x3));   //-2
   }
}

 

145、用递归实现字符串倒转

答：

public class StringReverse {
 
   public static String reverse(String originStr) {
      if(originStr == null || originStr.length()== 1) {
          return originStr;
      }
      return reverse(originStr.substring(1))+ originStr.charAt(0);
   }
  
   public static void main(String[] args) {
      System.out.println(reverse("hello"));
   }
}
 

146、输入一个正整数，将其分解为素数的乘积。

答：

public class DecomposeInteger {
 
   private static List<Integer> list = newArrayList<Integer>();
  
   public static void main(String[] args) {
       System.out.print("请输入一个数: ");
       Scanner sc = newScanner(System.in);
       int n = sc.nextInt();
       decomposeNumber(n);
       System.out.print(n + " = ");
       for(int i = 0; i < list.size() - 1; i++) {
           System.out.print(list.get(i) + " * ");
       } 
      System.out.println(list.get(list.size() - 1));
   }
  
   public static void decomposeNumber(int n) {
      if(isPrime(n)) {
        list.add(n);
        list.add(1);
      }
      else {
        doIt(n, (int)Math.sqrt(n));
      }
   }
  
   public static void doIt(int n, int div) {
      if(isPrime(div) && n % div == 0) {
        list.add(div);
        decomposeNumber(n / div);
      }
      else {
        doIt(n, div - 1);
      }
   }
 
   public static boolean isPrime(int n) {
      for(int i = 2; i <= Math.sqrt(n);i++) {
        if(n % i == 0) {
           return false;
        }
      }
      return true;
   }
}

 

147、一个有n级的台阶，一次可以走1级、2级或3级，问走完n级台阶有多少种走法。

答：可以通过递归求解。

public class GoSteps {
 
   public static int countWays(int n) { 
        if(n < 0) { 
            return 0; 
        } 
        else if(n == 0) { 
            return 1; 
        } 
        else { 
            return countWays(n - 1) + countWays(n - 2) + countWays(n -3); 
        } 
   } 
     
   public static void main(String[] args) { 
        System.out.println(countWays(5));   // 13  
   } 
}

 

148、写一个算法判断一个英文单词的所有字母是否全都不同（不区分大小写）。

答：

public class AllNotTheSame {
 
   public static boolean judge(String str) {
      String temp = str.toLowerCase();
      int[] letterCounter = new int[26];
      for(int i = 0; i <temp.length(); i++) {
        int index = temp.charAt(i)- 'a';
        letterCounter[index]++;
        if(letterCounter[index] > 1) {
           return false;
        }
      }
      return true;
   }
  
   public static void main(String[] args) {
      System.out.println(judge("hello"));
      System.out.print(judge("smile"));
   }
}

149、有一个已经排好序的整数数组，其中存在重复元素，请将重复元素删除掉，例如，A= [1, 1, 2, 2, 3]，处理之后的数组应当为A= [1, 2, 3]。

答：

import java.util.Arrays;
 
public class RemoveDuplication {
 
   public static int[] removeDuplicates(int a[]) { 
        if(a.length <= 1) { 
            return a; 
        } 
        int index = 0; 
        for(int i = 1; i < a.length; i++) { 
            if(a[index] != a[i]) { 
                a[++index] = a[i]; 
            } 
        } 
        int[] b = new int[index + 1]; 
        System.arraycopy(a, 0, b, 0, b.length); 
        return b; 
   } 
     
   public static void main(String[] args) { 
        int[] a = {1, 1, 2, 2, 3}; 
        a = removeDuplicates(a); 
        System.out.println(Arrays.toString(a)); 
   } 
}

 

150、给一个数组，其中有一个重复元素占半数以上，找出这个元素。

答：

public class FindMost {
 
   public static <T> T find(T[] x){
      T temp = null;
      for(int i = 0, nTimes = 0; i< x.length;i++) {
          if(nTimes == 0) {
              temp= x[i];
              nTimes= 1;
          }
          else {
              if(x[i].equals(temp)) {
                  nTimes++;
              }
              else {
                  nTimes--;
              }
          }
      }
      return temp;
   }
  
   public static void main(String[] args) {
      String[]strs = {"hello","kiss","hello","hello","maybe"};
      System.out.println(find(strs));
   }
}