笔试面试——数据结构篇

堆和栈的区别

内存:
栈区（stack）- 编译器自动分配和释放，速度快，存放函数的参数值，局部变量的值等。其操作方式类似于数据结构中的栈。
堆区（heap）- 由程序员分配释放，若程序员不释放，程序结束时可能由OS回收（速度比较慢，而且容易产生内存碎片）注意它与数据结构中的堆是两回事，分配方式倒是类似于链表。
数据结构:
栈-先进后出
堆是一种经过排序的树形数据结构，通常指二叉堆。堆的特点是根结点的值最小（或最大），且根结点的两个子树也是一个堆。由于堆的这个特性，常用来实现优先队列，堆的存取是随意的。

栈

栈是一个元素集合，支持两个基本操作：push用于将元素压入栈，pop用于删除栈顶元素。
后进先出的数据结构（Last In First Out, LIFO）
时间复杂度
索引：O(n)
查找：O(n)
插入：O(1)
删除：O(1)

堆

堆是一种基于树的满足某些特性的数据结构：整个堆中的所有父子节点的键值都满足相同的排序条件。堆分为最大堆和最小堆。在最大堆中，父节点的键值永远大于等于所有子节点的键值，根节点的键值是最大的。最小堆中，父节点的键值永远小于等于所有子节点的键值，根节点的键值是最小的。
时间复杂度
索引：O(log(n))
查找：O(log(n))
插入：O(log(n))
删除：O(log(n))
删除最大值/最小值：O(1)

链表

由节点（Node）组成的线性数据集合,每个节点通过指针指向下一个节点,用于表示序列的数据结构。删除插入方便，随机访问不方便。
单链表：每个节点仅指向下一个节点，最后一个节点指向空（null）。
双链表：每个节点有两个指针p，n。p指向前一个节点，n指向下一个节点；最后一个节点指向空。
循环链表：每个节点指向下一个节点，最后一个节点指向第一个节点。
时间复杂度：
索引：O(n)
查找：O(n)
插入：O(1)
删除：O(1)

//单链表反转,循环  
static Node reverseList(Node head){  
    if(head==null||head.next==null)return head;  
    Node pre=null;  
    Node nex=null;  
    while(head!=null){  
        nex=head.next;  
        head.next=pre;  
        pre=head;  
        head=nex;  
    }  
    return pre;  
}  
//单链表反转,递归  
static Node reverseListRec(Node head){  
    if(head==null||head.next==null)return head;  
    Node reHead=reverseListRec(head.next);  
    head.next.next=head;  
    head.next=null;  
    return reHead;  
}

队列

队列是一个元素集合，支持两种基本操作：enqueue 用于添加一个元素到队列，dequeue 用于删除队列中的一个元素。
先进先出的数据结构（First In First Out, FIFO）。
时间复杂度
索引：O(n)
查找：O(n)
插入：O(1)
删除：O(1)

树

树是无向、联通的无环图。

二叉树

二叉树是一个树形数据结构，每个节点最多可以有两个子节点，称为左子节点和右子节点。
满二叉树（Full Tree）：二叉树中的每个节点有 0 或者 2 个子节点。
完美二叉树（Perfect Binary）：二叉树中的每个节点有两个子节点，并且所有的叶子节点的深度是一样的。
完全二叉树：二叉树中除最后一层外其他各层的节点数均达到最大值，最后一层的节点都连续集中在最左边。
二叉树遍历方法：前序遍历、中序遍历、后序遍历（针对根节点）

二叉查找树

二叉查找树（BST）是一种有序二叉树。其任何节点的值都大于等于左子树中的值，小于等于右子树中的值。
时间复杂度索引：O(log(n)) 查找：O(log(n)) 插入：O(log(n)) 删除：O(log(n))

哈希

哈希用于将任意长度的数据映射到固定长度的数据。哈希函数的返回值被称为哈希值、哈希码或者哈希。如果不同的主键得到相同的哈希值，则发生了冲突。
Hash Map：hash map 是一个存储键值间关系的数据结构。HashMap 通过哈希函数将键转化为桶或者槽中的下标，从而便于指定值的查找。
冲突解决
链地址法（Separate Chaining）：在链地址法中，每个桶（bucket）是相互独立的，每一个索引对应一个元素列表。处理HashMap 的时间就是查找桶的时间（常量）与遍历列表元素的时间之和。
开放地址法（Open Addressing）：在开放地址方法中，当插入新值时，会判断该值对应的哈希桶是否存在，如果存在则根据某种算法依次选择下一个可能的位置，直到找到一个未被占用的地址。开放地址即某个元素的位置并不永远由其哈希值决定。

图

图是顶点和弧的集合的有序对。
分为有向图和无向图
深度优先遍历：一种先遍历子节点而不回溯的图遍历算法。
时间复杂度：O(|V| + |E|)
广度优先遍历：一种先遍历邻居节点而不是子节点的图遍历算法。
时间复杂度：O(|V| + |E|)