基本算法练习(一)

笔试面试中常常会要求应聘者用自己最擅长的语言实现一些基本算法，这种考基本功的问题还是需要认真对待的。很多基本算法虽然表面上思想很简单，但在实现为程序的时候却总是会有很多非常tricky的问题让你阴沟里翻船，要么死循环了，要么数组越界了，要么整数溢出了。所以平时多练练手，在笔试面试的时候可以短时间内正确地实现这些算法，就可以给面试官一个基本功扎实的好印象，还能增加自信心，绝对能给笔试面试加不少分。
下面是刚才花了点时间实现的一些笔试面试中经常会问到的算法，基本都是搜索啊，排序啊，也都非常简单，但是包括写测试代码，查错，修改在内差不多花了我1个小时的时间，中间好几个算法在第一遍写完的时候都出现了各种各样的问题，连选择排序这么简单的我都写错了两次，可见基本功还是不够扎实啊，以后得多练习练习。
下面的实现包括：
排序：冒泡，选择，插入，快排(3个版本)
搜索：二叉搜索(2个版本)

#include < iostream >
2

#include < fstream >
3

#include < sstream >
4

#include < string >
5

#include < cmath >
6

#include < iomanip >
7

#include < vector >
8

#include < deque >
9

#include < list >
10

#include < queue >
11

#include < stack >
12

#include < map >
13

#include < algorithm >
14

#include < limits >
15

#include < utility >
16

#include < ctime >
17

#include < bitset >
18

using namespace std;
19

// 冒泡
21

void bubble_sort( int a[], int n)
22

{
23

for(int i=n-1;i>=0;--i)
24

for(int j=0;j<i;j++)
25

if(a[j]>a[j+1])
26

swap(a[j], a[j+1]);
27

}
28

// 插入排序
30

void insert_sort( int a[], int n)
31

{
32

for(int i=1;i<n;++i)
33

{
34

int j,x = a[i];
35

for(j=i-1;j>=0;--j)
36

if(a[j]>x)
37

a[j+1]=a[j];
38

else
39

break;
40

a[j+1] = x;
42

}
43

}
44

// 选择排序
46

void select_sort( int a[], int n)
47

{
48

for(int i=0;i<n;++i)
49

{
50

int min = i;
51

for(int j=i+1;j<n;++j)
52

if(a[j]<a[min])
53

min = j;
54

swap(a[i], a[min]);
56

}
57

}
58

// 快排(单向)
60

void quick_sort_1( int a[], int l, int r)
61

{
62

if(l>=r)
63

return;
64

int m=l;
65

for(int i=l+1;i<=r;i++)
66

if(a[i]<a[l])
67

swap(a[++m], a[i]);
68

swap(a[l], a[m]);
69

quick_sort_1(a, l, m-1);
70

quick_sort_1(a, m+1, r);
71

}
72

// 快排(双向)
74

void quick_sort_2( int a[], int l, int r)
75

{
76

if(l>=r)
77

return;
78

int i=l,j=r+1;
79

while(1)
80

{
81

do i++; while(i<=r && a[i]<a[l]);
82

do j--; while(a[j]>a[l]);
83

if(i>j) break;
84

swap(a[i], a[j]);
85

}
86

swap(a[l], a[j]);
87

quick_sort_2(a, l, j-1);
88

quick_sort_2(a, j+1, r);
89

}
90

// 在[l,r]中取随机数
92

int rand_int( int l, int r)
93

{
94

srand((unsigned)time(NULL));
95

const float scale = rand()/float(RAND_MAX);//scale in [0,1)
96

int rnd = static_cast<int>(scale*(r-l) + 0.5);//rnd in [0, r-l]
97

return l+rnd;//[l,r]
98

}
99

100

// 随机pivot，快排(双向)
101

void quick_sort_3( int a[], int l, int r)
102

{
103

if(l>=r)
104

return;
105

int i=l,j=r+1;
106

swap(a[l], a[rand_int(l,r)]);//randomized
107

while(1)
108

{
109

do i++; while(i<=r && a[i]<a[l]);
110

do j--; while(a[j]>a[l]);
111

if(i>j) break;
112

swap(a[i], a[j]);
113

}
114

swap(a[l], a[j]);
115

quick_sort_2(a, l, j-1);
116

quick_sort_2(a, j+1, r);
117

}
118

119

// 二叉搜索
120

int binary_search_1( int a[], int n, int t)
121

{
122

int l=0,r=n-1,m;
123

while(l<=r)
124

{
125

m = (l+r)/2;
126

if(a[m]==t)
127

return m;
128

else if(a[m]<t)
129

l = m+1;
130

else
131

r = m-1;
132

}
133

134

return -1;
135

}
136

137

// 返回第一次出现的二叉搜索
138

int binary_search_2( int a[], int n, int t)
139

{
140

int l=-1,r=n,m,res;
141

while(l+1!=r)
142

{
143

m = (l+r)/2;
144

if(a[m]<t)
145

l = m;
146

else
147

r = m;
148

}
149

res = r;
150

if(a[res]!=t || res>=n)
151

res = -1;
152

153

return res;
154

}
155

156

void assign_array( int a1[], int a2[], int n)
157

{
158

for(int i=0;i<n;i++)
159

a1[i] = a2[i];
160

}
161

162

void print_array( int a[], int n)
163

{
164

for(int i=0;i<n;i++)
165

cout<<a[i]<<" ";
166

cout<<endl;
167

}
168

169

int main()
170

{
171

int origin_array[] =

{3,2,6,9,11,2,3,8,4,5,3,8,19,1,11,7};
172

int len = sizeof(origin_array)/sizeof(origin_array[0]);
173

int *test_array = new int[len];
174

175

//测试冒泡
176

assign_array(test_array, origin_array, len);
177

print_array(test_array, len);
178

cout<<"bubble sort"<<endl;
179

bubble_sort(test_array, len);
180

print_array(test_array, len);
181

cout<<endl;
182

183

//测试插入排序
184

assign_array(test_array, origin_array, len);
185

print_array(test_array, len);
186

cout<<"insert sort"<<endl;
187

insert_sort(test_array, len);
188

print_array(test_array, len);
189

cout<<endl;
190

191

192

//测试选择排序
193

assign_array(test_array, origin_array, len);
194

print_array(test_array, len);
195

cout<<"select sort"<<endl;
196

select_sort(test_array, len);
197

print_array(test_array, len);
198

cout<<endl;
199

200

//测试快排(单向)
201

assign_array(test_array, origin_array, len);
202

print_array(test_array, len);
203

cout<<"quick sort 1"<<endl;
204

quick_sort_1(test_array, 0, len-1);
205

print_array(test_array, len);
206

cout<<endl;
207

208

//测试快排(双向)
209

assign_array(test_array, origin_array, len);
210

print_array(test_array, len);
211

cout<<"quick sort 2"<<endl;
212

quick_sort_2(test_array, 0, len-1);
213

print_array(test_array, len);
214

cout<<endl;
215

216

//测试随机快排(双向)
217

assign_array(test_array, origin_array, len);
218

print_array(test_array, len);
219

cout<<"quick sort 3"<<endl;
220

quick_sort_3(test_array, 0, len-1);
221

print_array(test_array, len);
222

cout<<endl;
223

224

int target, loc;
225

cout<<"请输入目标值(crtl-z退出): ";
226

while(cin>>target)
227

{
228

//测试二叉搜索
229

cout<<"binary search 1"<<endl;
230

if((loc=binary_search_1(test_array, len, target))>=0)
231

cout<<"find "<<target<<" at location: "<<loc<<endl;
232

else
233

cout<<target<<" is not in the array"<<endl;
234

235

cout<<"请输入目标值(crtl-z退出): ";
236

}
237

238

//测试返回第一次出现的二叉搜索
239

cin.clear();
240

cout<<"请输入目标值(crtl-z退出): ";
241

while(cin>>target)
242

{
243

cout<<"binary search 2"<<endl;
244

if((loc=binary_search_2(test_array, len, target))>=0)
245

cout<<"find first "<<target<<" at location: "<<loc<<endl;
246

else
247

cout<<target<<" is not in the array"<<endl;
248

249

cout<<"请输入目标值(crtl-z退出): ";
250

}
251

252

return 0;
253

}

下次有时间再练练归并，堆排序，基数排序，BFS，DFS啥的

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