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代码面试需要知道的8种数据结构(附面试题及答案链接)

内容导读

互联网集市收集整理的这篇技术教程文章主要介绍了代码面试需要知道的8种数据结构(附面试题及答案链接)，小编现在分享给大家，供广大互联网技能从业者学习和参考。文章包含3421字，纯文字阅读大概需要5分钟。

内容图文

 

为了保证可读性，本文采用意译而非直译。另外，本文版权归原作者所有，翻译仅用于学习。

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1976年，一个瑞士计算机科学家写一本书《Algorithms + Data Structures = Programs》。即：算法 + 数据结构 = 程序。40多年过去了，这个等式依然成立。

很多代码面试题都要求候选者深入理解数据结构，不管你来自大学计算机专业还是编程培训机构，也不管你有多少年编程经验。有时面试题会直接提到数据结构，比如“给我实现一个二叉树”，然而有时则不那么明显，比如“统计一下每个作者写的书的数量”。

什么是数据结构？

数据结构是计算机存储、组织数据的方式。对于特定的数据结构(比如数组)，有些操作效率很高(读某个数组元素)，有些操作的效率很低(删除某个数组元素)。程序员的目标是为当前的问题选择最优的数据结构。

为什么我们需要数据结构？

数据是程序的核心要素，因此数据结构的价值不言而喻。无论你在写什么程序，你都需要与数据打交道，比如员工工资、股票价格、杂货清单或者电话本。在不同场景下，数据需要以特定的方式存储，我们有不同的数据结构可以满足我们的需求。

8种常用数据结构

  1. 数组
  2. 栈
  3. 队列
  4. 链表
  5. 图
  6. 树
  7. 前缀树
  8. 哈希表

1. 数组

数组(Array)大概是最简单，也是最常用的数据结构了。其他数据结构，比如栈和队列都是由数组衍生出来的。

下图展示了1个数组，它有4个元素：

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每一个数组元素的位置由数字编号，称为下标或者索引(index)。大多数编程语言的数组第一个元素的下标是0。

根据维度区分，有2种不同的数组：

  • 一维数组(如上图所示)
  • 多维数组(数组的元素为数组)

数组的基本操作

  • Insert - 在某个索引处插入元素
  • Get - 读取某个索引处的元素
  • Delete - 删除某个索引处的元素
  • Size - 获取数组的长度

常见数组代码面试题

2. 栈

撤回，即Ctrl+Z，是我们最常见的操作之一，大多数应用都会支持这个功能。你知道它是怎么实现的吗？答案是这样的：把之前的应用状态(限制个数)保存到内存中，最近的状态放到第一个。这时，我们需要栈(stack)来实现这个功能。

栈中的元素采用LIFO (Last In First Out)，即后进先出。

下图的栈有3个元素，3在最上面，因此它会被第一个移除：

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栈的基本操作

  • Push?—?在栈的最上方插入元素
  • Pop?— 返回栈最上方的元素，并将其删除
  • isEmpty?—?查询栈是否为空
  • Top?—?返回栈最上方的元素，并不删除

常见的栈代码面试题

3. 队列

队列(Queue)与栈类似，都是采用线性结构存储数据。它们的区别在于，栈采用LIFO方式，而队列采用先进先出，即FIFO(First in First Out)。

下图展示了一个队列，1是最上面的元素，它会被第一个移除：

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队列的基本操作

  • Enqueue?—?在队列末尾插入元素
  • Dequeue?—?将队列第一个元素删除
  • isEmpty?—?查询队列是否为空
  • Top?—?返回队列的第一个元素

常见的队列代码面试题

4. 链表

链表(Linked List)也是线性结构，它与数组看起来非常像，但是它们的内存分配方式、内部结构和插入删除操作方式都不一样。

链表是一系列节点组成的链，每一个节点保存了数据以及指向下一个节点的指针。链表头指针指向第一个节点，如果链表为空，则头指针为空或者为null。

链表可以用来实现文件系统、哈希表和邻接表。

下图展示了一个链表，它有3个节点：

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链表分为2种：

  • 单向链表
  • 双向链表

链表的基本操作

  • InsertAtEnd?—?在链表结尾插入元素
  • InsertAtHead?—?在链表开头插入元素
  • Delete?—?删除链表的指定元素
  • DeleteAtHead?—?删除链表第一个元素
  • Search?—?在链表中查询指定元素
  • isEmpty?—?查询链表是否为空

常见的队列代码面试题

5. 图

图(graph)由多个节点(vertex)构成，节点之间阔以互相连接组成一个网络。(x, y)表示一条边(edge)，它表示节点x与y相连。边可能会有权值(weight/cost)。

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图分为两种:

  • 无向图
  • 有向图

在编程语言中，图有可能有以下两种形式表示：

  • 邻接矩阵(Adjacency Matrix)
  • 邻接表(Adjacency List)

遍历图有两周算法

  • 广度优先搜索(Breadth First Search)
  • 深度优先搜索(Depth First Search)

常见的图代码面试题

6. 树

树(Tree)是一个分层的数据结构，由节点和连接节点的边组成。树是一种特殊的图，它与图最大的区别是没有循环。

树被广泛应用在人工智能和一些复杂算法中，用来提供高效的存储结构。

下图是一个简单的树以及与树相关的术语：

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树有很多分类：

  • N叉树(N-ary Tree)
  • 平衡树(Balanced Tree)
  • 二叉树(Binary Tree) 
  • 二叉查找树(Binary Search Tree)
  • 平衡二叉树(AVL Tree)
  • 红黑树(Red Black Tree)
  • 2-3树(2–3 Tree)

其中，二叉树和二叉查找树是最常用的树。

常见的树代码面试题

7. 前缀树

前缀树(Prefix Trees或者Trie)与树类似，用于处理字符串相关的问题时非常高效。它可以实现快速检索，常用于字典中的单词查询，搜索引擎的自动补全甚至IP路由。

下图展示了“top”, “thus”和“their”三个单词在前缀树中如何存储的：

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单词是按照字母从上往下存储，“p”, “s”和“r”节点分别表示“top”, “thus”和“their”的单词结尾。

常见的树代码面试题

8. 哈希表

哈希(Hash)将某个对象变换为唯一标识符，该标识符通常用一个短的随机字母和数字组成的字符串来代表。哈希可以用来实现各种数据结构，其中最常用的就是哈希表(hash table)。

哈希表通常由数组实现。

哈希表的性能取决于3个指标：

  • 哈希函数
  • 哈希表的大小
  • 哈希冲突处理方式

下图展示了有数组实现的哈希表，数组的下标即为哈希值，由哈希函数计算，作为哈希表的键(key)，而数组中保存的数据即为值(value)：

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常见的哈希表代码面试题

参考

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原文：https://www.cnblogs.com/williamjie/p/9558015.html

内容总结

以上是互联网集市为您收集整理的代码面试需要知道的8种数据结构(附面试题及答案链接)全部内容，希望文章能够帮你解决代码面试需要知道的8种数据结构(附面试题及答案链接)所遇到的程序开发问题。 如果觉得互联网集市技术教程内容还不错，欢迎将互联网集市网站推荐给程序员好友。

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来源：【匿名】