系列综述:
💞目的:本系列是个人整理为了秋招面试
的,整理期间苛求每个知识点,平衡理解简易度与深入程度。
🥰来源:材料主要源于LeetCodeHot100进行的,每个知识点的修正和深入主要参考各平台大佬的文章,其中也可能含有少量的个人实验自证。
🤭结语:如果有帮到你的地方,就点个赞和关注一下呗,谢谢🎈🎄🌷!!!
🌈【C++】秋招&实习面经汇总篇
文章目录
- 基本算法
- 链表篇
- 160. 相交链表
- 234. 回文链表
- 141. 环形链表
- 142. 环形链表 II
- 21. 合并两个有序链表
- 19. 删除链表的倒数第 N 个结点
- 2. 两数相加
- 24. 两两交换链表中的节点
- 25. K 个一组翻转链表
- 148. 排序链表
- 146. LRU 缓存
- 树篇
- 基本概述
- 二叉树深度优先遍历
- 二叉树广度优先遍历
- 226. 翻转二叉树
- 101. 对称二叉树
- 543. 二叉树的直径
- 108. 将有序数组转换为二叉搜索树
- 108. 将有序数组转换为二叉搜索树
- 98. 验证二叉搜索树
- 树相关题目
- 参考博客
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基本算法
- 双指针:适合线性表
- 哈希法:适合去重和查找
- while中记录并自增,然后进行结点处理(滑动窗口模板中类似)
- 链表基本模板
#include <iostream>
using namespace std;
// 结点模板
template<typename T>
struct Node {
T data;
Node *next;
Node() : next(nullptr) {}
Node(const T &d) : data(d), next(nullptr) {}
};
// 删除 p 结点后面的元素
template<typename T>
void Remove(Node<T> *p) {
// 确定两边安全性,然后删除中间
if (p == nullptr || p->next == nullptr)
return;
auto tmp = p->next->next;
delete p->next;
p->next = tmp;
}
//在 p 结点后面插入元素
template<typename T>
void Insert(Node<T> *p, const T &data) {
auto tmp = new Node<T>(data);
tmp->next = p->next;
p->next = tmp;
}
//遍历链表
template<typename T, typename V>
void Traverse(Node<T> *p, const V &vistor) {
while(p != nullptr) {
vistor(p); // 函数指针,灵活处理
p = p->next;
}
}
int main() {
// 建立 链表结点
auto p = new Node<int>(1);
// 插入 链表结点
Insert(p, 2);
// 遍历 链表求和
int sum = 0;
Traverse(p, [&sum](const Node<int> *p) -> void { sum += p->data; });
// 删除 链表
Remove(p);
return 0;
}
链表篇
160. 相交链表
- 问题
- 给你两个单链表的头节点 headA 和 headB ,请你找出并返回两个单链表相交的起始节点。
- 如果两个链表不存在相交节点,返回 nullptr
- 思路
- 相差同移法:先求出长度差值,然后长的移动差值次,再同时移动
- 哈希法:先将一个存入哈希表,另一个开始遍历哈希表,第一个找到另一个即为第一个。
- 交换遍历法:pa走到头后,从headB开始走。pb走到头后,从headA开始走。这样交替走路,两个到相同结点的长度是一样的
// 交换遍历
ListNode *getIntersectionNode(ListNode *headA, ListNode *headB) {
ListNode *pa = headA;
ListNode *pb = headB;
while (pa != pb) {
(pa == nullptr) ? pa = headB : pa = pa->next;
(pb == nullptr) ? pb = headA : pb = pb->next;
}
return pa;
}
- 总结
- 注意
if-else
的条件分支是否分离判断 查找
和去重
就思考哈希
- 注意
234. 回文链表
- 问题
- 给你一个单链表的头节点 head ,请你判断该链表是否为回文链表。如果是,返回 true ;否则,返回 false 。最大值 。
- 链表题目通常不能使用数组进行处理
- 思路
- 链表常用模板组合
/**
* Definition for singly-linked list.
* public class ListNode {
* int val;
* ListNode next;
* ListNode() {}
* ListNode(int val) { this.val = val; }
* ListNode(int val, ListNode next) { this.val = val; this.next = next; }
* }
*/
class Solution {
public boolean isPalindrome(ListNode head) {
if(head == null || head.next == null) return true;
// 找中点 1=>1 123=>2 1234=>2
ListNode A_end = mid(head);
ListNode B_start = A_end.next;
A_end.next = null;
// 翻转后半部分
B_start = reverse(B_start);
// 比对
boolean res = compare(head, B_start);
// 还原
A_end.next = reverse(B_start);
return res;
}
// 链表找中点,快慢指针法
ListNode mid(ListNode head) {
ListNode p = head;
ListNode q = head;
while(q.next != null && q.next.next != null) {
p = p.next;
q = q.next.next;
}
return p;
}
// 链表反转模板
ListNode reverse(ListNode head) { // 三人行模板
ListNode pre = null;
ListNode cur = head;
while(cur != null) {
ListNode temp = cur.next; // 松手先保存
cur.next = pre;
pre = cur; // 归位
cur = temp;
}
return pre;
}
// 链表比对模板(len(B) <= len(A))
boolean compare(ListNode A, ListNode B) {
while(B != null) {
if(A.val != B.val) return false;
A = A.next;
B = B.next;
}
return true;
}
}
141. 环形链表
- 问题
- 给你一个链表的头节点 head ,判断链表中是否有环。
- 思路
- 每次快指针移动两步,慢指针移动一步,同时移动直到快慢指针相遇即可。
// 查找:使用hash存储,然后遍历环进行处理
bool hasCycle(ListNode *head) {
ListNode* fast = head;
ListNode* slow = head;
while (true) {
if (fast == nullptr || fast->next == nullptr)
return false;
fast = fast->next->next;
slow = slow->next;
if (fast == slow) break;
}
return true;
}
- 判断环的长度:快慢指针相遇后继续移动,直到第二次相遇。两次相遇间的移动次数即为环的长度
- 判断环的入口:快慢指针相遇后,慢指针不动,另取一指针p指向链表头结点,然后节点p和节点slow同时移动,每次移动一步,二者相遇时指向的节点即为环的入口节点。
142. 环形链表 II
- 问题
- 给定一个链表的头节点 head ,返回链表开始入环的第一个节点。 如果链表无环,则返回 null。
- 思路
- 判断环的入口:快慢指针相遇后,慢指针不动,另取一指针p指向链表头结点,然后节点p和节点slow同时移动,每次移动一步,二者相遇时指向的节点即为环的入口节点。
ListNode *detectCycle(ListNode *head) {
ListNode* fast = head;
ListNode* slow = head;
while (true) {
if (fast == nullptr || fast->next == nullptr) return nullptr;
fast = fast->next->next;
slow = slow->next;
if (fast == slow) break;
}
fast = head;
while (slow != fast) {
slow = slow->next;
fast = fast->next;
}
return fast;
}
21. 合并两个有序链表
- 问题
- 将两个升序链表合并为一个新的 升序 链表并返回。新链表是通过拼接给定的两个链表的所有节点组成的。
- 思路
- 虚拟头节点的使用
ListNode* mergeTwoLists(ListNode* list1, ListNode* list2) {
ListNode *vhead = new ListNode(-1, nullptr);
ListNode *tail = vhead;
while (list1 != nullptr && list2 != nullptr) {
ListNode *p;
if (list1->val < list2->val) {
p = list1;
list1 = list1->next;
}else {
p = list2;
list2 = list2->next;
}
// 条件判断中共同的部分,分离出来
tail->next = p;
tail = tail->next;
}
list1 == nullptr ? tail->next = list2 : tail->next = list1;
return vhead->next;
}
19. 删除链表的倒数第 N 个结点
- 问题
- 给你一个链表,删除链表的倒数第 n 个结点,并且返回链表的头结点。
- 思路
- 虚拟头节点的使用
- 删除结点要使用保存其前一个结点的指针
ListNode* removeNthFromEnd(ListNode* head, int n) {
if(n < 0 || head == nullptr)
return nullptr;
// 快慢指针拉开n个节点的距离
ListNode *vHead = new ListNode(0);
vHead->next = head;
ListNode *slow = vHead;
ListNode *fast = vHead;
// 让slow指向被删除节点的前一个
while(n--){
fast = fast->next;
}
// 同步移动
while(fast->next != nullptr){
fast = fast->next;
slow = slow->next;
}
// 删除节点
slow->next = slow->next->next;
return vHead->next;
}
2. 两数相加
- 问题
- 给你两个 非空 的链表,表示两个非负的整数。它们每位数字都是按照 逆序 的方式存储的,并且每个节点只能存储 一位 数字。
- 请你将两个数相加,并以相同形式返回一个表示和的链表。
- 思路
- 通过进位carry和补充虚拟结点,从而实现算法的统一处理
class Solution {
public:
ListNode* addTwoNumbers(ListNode* l1, ListNode* l2) {
/* 定义一个新的链表用于存储求和的结果 */
ListNode* dummyHead = new ListNode(0);
ListNode* cur = dummyHead;
/* 定义一个变量用于保存进位 */
int carry = 0;
/* 因为不知道l1和l2的长短所以只要有一个没有遍历完就继续遍历 遍历完的就不执行 */
/*
* 第一次写while(l1 || l2)会错因为漏掉了最后一个进位《== 特别哟注意
*/
while(l1 || l2 || carry){
/* 只要不为空就继续求和 */
if(l1 != NULL) carry += l1->val;
if(l2 != NULL) carry += l2->val;
/* 创建一个节点插入到新的链表并且值初始化为l1->val+l2->val的个位数 */
ListNode* tmp = new ListNode(carry%10);
/* 插入结点tmp因为是从头开始插入所以只需要每次更新cur */
cur->next = tmp;
cur = cur->next;
/* 只要链表不为空就继续遍历下一个节点 */
if(l1 != NULL) l1 = l1->next;
if(l2 != NULL) l2 = l2->next;
/* 获取上个节点的进位值 加到下个节点的运算中 */
carry /= 10;
}
/* 注意这里不返回dummyHead因为这里相当于一个虚拟头节点 下一个才是正真的头节点 */
return dummyHead->next;
}
};
- 总结
- 补充虚拟的,从而将算法进行统一化处理
24. 两两交换链表中的节点
- 问题
- 给你一个链表,两两交换其中相邻的节点,并返回交换后链表的头节点。你必须在不修改节点内部的值的情况下完成本题(即,只能进行节点交换)
- 思路
- 每次确定两个结点的前一个结点,并进行交互处理
ListNode* swapPairs(ListNode* head){
// 带安全检查的交换结点
auto swap_list = [](ListNode *prev){
if (prev != nullptr && prev->next != nullptr && prev->next->next != nullptr) {
ListNode *front = prev->next;
ListNode *back = front->next;
front->next = back->next;
back->next = front;
prev->next = back;
}
};
if(head == nullptr)
return nullptr;
// 单链表插/删,虚拟三件套
ListNode* vHead = new ListNode(-1);
vHead->next = head;
ListNode *cur = vHead;
while(cur->next != nullptr && cur->next->next != nullptr){
swap_list(cur);
cur = cur->next->next;
}
return vHead->next;
}
- 总结
- 使用auto匿名函数封装链表基本操作
25. K 个一组翻转链表
- 问题
- 给你链表的头节点 head ,每 k 个节点一组进行翻转,请你返回修改后的链表。
- 算法
栈
:可以用来处理逆序
问题
ListNode* reverseKGroup(ListNode* head, int k) {
stack<ListNode*> stk;
ListNode* res=new ListNode;
ListNode* p=res,*q;
int i;
while(head){
for(i=0;head&&i<k;i++){//k个一组进栈
stk.push(head);
head=head->next;
}
if(i!=k)break;//不成一组跳出
while(!stk.empty()){//逆序出栈
p->next=stk.top();
p=stk.top();
stk.pop();
}
q=head;
}
p->next=q;//接上余下的点
return res->next;
}
148. 排序链表
- 问题
- 给你链表的头结点 head ,请将其按 升序 排列并返回 排序后的链表
- 思路
- 归并
ListNode* sortList(ListNode* head) {
ListNode dummyHead(0);
dummyHead.next = head;
auto p = head;
int length = 0;
while (p) {
++length;
p = p->next;
}
for (int size = 1; size < length; size <<= 1) {
auto cur = dummyHead.next;
auto tail = &dummyHead;
while (cur) {
auto left = cur;
auto right = cut(left, size); // left->@->@ right->@->@->@...
cur = cut(right, size); // left->@->@ right->@->@ cur->@->...
tail->next = merge(left, right);
while (tail->next) {
tail = tail->next;
}
}
}
return dummyHead.next;
}
// 分离链表
ListNode* cut(ListNode* head, int n) {
// p指向链表的第n个
auto p = head;
while (--n && p) {
p = p->next;
}
if (p == nullptr) return nullptr;
// 返回链表后的结点,并将该段链表分离
auto next = p->next;
p->next = nullptr;
return next;
}
// 合并两个有序链表
ListNode* merge(ListNode* l1, ListNode* l2) {
ListNode dummyHead(0);
auto p = &dummyHead;
while (l1 && l2) {
if (l1->val < l2->val) {
p->next = l1;
p = l1;
l1 = l1->next;
} else {
p->next = l2;
p = l2;
l2 = l2->next;
}
}
p->next = (l1 ? l1 : l2);
return dummyHead.next;
}
146. LRU 缓存
树篇
基本概述
- 二叉树数据结构
struct TreeNode { int val; TreeNode *left; TreeNode *right; TreeNode(int x) : val(x), left(NULL), right(NULL) {} };
二叉树深度优先遍历
- 递归式
// 前序遍历 void Traversal(TreeNode *root) { if (root == nullptr) return ; Doing(root->val); // 中 Traversal(root->left); // 左 Traversal(root->right); // 右 } // 中序遍历 void Traversal(TreeNode *root) { if (root == nullptr) return ; Traversal(root->left); // 左 Doing(root->val); // 中 Traversal(root->right); // 右 } // 后序遍历 void Traversal(TreeNode *root, vector<int> vec) { if (root == nullptr) return ; Traversal(root->left); // 左 Traversal(root->right); // 右 vec.emplace_back(root->val);// 中 }
- 非递归:将前序、中序和后序统一化处理,将遍历核心顺序进行
逆序转化
- 算法遍历部分的逆序
- 对于值节点的处理
vector<int> Traversal(TreeNode* root) { // 初始化 vector<int> result; // 结果容器 stack<TreeNode*> st; // 深度的栈 if (root != NULL) // 根非空则入栈 st.push(root); // 遍历源容器 while (!st.empty()) { TreeNode* node = st.top(); // if (node != NULL) { st.pop(); // 算法变化的部分,遍历的逆序 // 中 st.push(node); st.push(NULL); // 右 if (node->right) st.push(node->right); // 左 if (node->left) st.push(node->left); } else { // 对值节点的处理 st.pop();// 弹出空值结点 node = st.top(); st.pop(); // 结点处理 result.push_back(node->val); } } return result; }
二叉树广度优先遍历
- 递归法
// 递归参数,如果需要修改要进行引用传递 void traversal(TreeNode* cur, vector<vector<int>>& result, int depth) { // 递归出口 if (cur == nullptr) return; // 递归体 if (result.size() == depth) // 扩容 result.push_back(vector<int>());// 原地构建数组 result[depth].push_back(cur->val);// 顺序压入对应深度的数组中 order(cur->left, result, depth + 1); order(cur->right, result, depth + 1); } vector<vector<int>> levelOrder(TreeNode* root) { // 初始化:一般为递归形参 vector<vector<int>> result; int depth = 0; // 递归调用 traversal(root, result, depth); // 返回结果 return result; }
- 非递归法
vector<vector<int>> levelOrder(TreeNode* root) {
// 初始化
vector<vector<int>> result; // 结果容器
queue<TreeNode*> que; // 广度的队列
if(root != nullptr) // 根非空则入列
que.push(root);
// 算法
while (!que.empty()) { // 队列非空
vector<int> vec; // 结果存放
TreeNode* node; // 过程记录
int size = que.size(); // 初始化:记录每层要遍历的根节点数量
for (int i = 0; i < size; i++) { // que.size()会变化
// 处理结点
node = que.front(); // 记录队首结点
que.pop(); // 弹出队首结点
if (node->left) que.push(node->left);
if (node->right) que.push(node->right);
// doing:处理结点
vec.push_back(node->val);
}
// 将每层筛选元素压入结果数组中
result.push_back(vec);
}
// 输出
return result;
}
226. 翻转二叉树
- 给你一棵二叉树的根节点 root ,翻转这棵二叉树,并返回其根节点。
- 思路
- 前序遍历
void traversal(TreeNode *cur){
// 结束条件
if(cur == nullptr)
return ;
swap(cur->left, cur->right);
if(cur->left) traversal(cur->left);
if(cur->right) traversal(cur->right);
}
101. 对称二叉树
- 给你一个二叉树的根节点 root , 检查它是否轴对称。
- 思路
- 单层条件尝试
bool ismirror(TreeNode* t1,TreeNode* t2){
if(t1==NULL&&t2==NULL)//都为空
return true;
if(t1==NULL||t2==NULL)//有一个为空
return false;
return (t1->val==t2->val)&&ismirror(t1->left,t2->right)
&&ismirror(t1->right,t2->left);
}
543. 二叉树的直径
- 问题
- 给你一棵二叉树的根节点,返回该树的 直径 。
- 二叉树的 直径 是指树中任意两个节点之间最长路径的 长度 。这条路径可能经过也可能不经过根节点 root 。
- 思路
- 最长一定是以某个结点为根节点的子树的左右子树高度之和
int diameterOfBinaryTree(TreeNode* root)
{
int distance = 0;
dfs(root, distance);
return distance;
}
// distance等价于全局变量
int dfs(TreeNode *root, int &distance){
if (root == nullptr)
return 0;
int left = dfs(root->left, distance); // 左边深度
int right = dfs(root->right, distance); // 右边深度
distance = max(left + right, distance); //
// 获取当前树的左子树和右子树深度的较大值,加 1 (本层深度)
return max(left, right) + 1; // 最大深度
}
108. 将有序数组转换为二叉搜索树
- 问题
- 给你一个整数数组 nums ,其中元素已经按 升序 排列,请你将其转换为一棵 高度平衡 二叉搜索树。
- 高度平衡 二叉树是一棵满足「每个节点的左右两个子树的高度差的绝对值不超过 1 」的二叉树。
- 思路
- 建根和划分
TreeNode* Translate(vector<int>& nums, int left, int right) {
if (left > right) return nullptr;
// 建根
int mid = left + ((right - left) / 2);
TreeNode *root = new TreeNode(nums[mid]);
// 划分
root->left = Translate(nums, left, mid-1);
root->right = Translate(nums, mid+1, right);
// 返回
return root;
}
108. 将有序数组转换为二叉搜索树
- 问题
- 给你一个整数数组 nums ,其中元素已经按 升序 排列,请你将其转换为一棵 高度平衡 二叉搜索树。
- 高度平衡 二叉树是一棵满足「每个节点的左右两个子树的高度差的绝对值不超过 1 」的二叉树。
- 思路
- 建根和划分
TreeNode* Translate(vector<int>& nums, int left, int right) {
if (left > right) return nullptr;
// 建根
int mid = left + ((right - left) / 2);
TreeNode *root = new TreeNode(nums[mid]);
// 划分
root->left = Translate(nums, left, mid-1);
root->right = Translate(nums, mid+1, right);
// 返回
return root;
}
98. 验证二叉搜索树
- 问题
- 给你一个二叉树的根节点 root ,判断其是否是一个有效的二叉搜索树。对值不超过 1 的二叉树。
- 思路
- 二叉树的中序遍历是递增顺序的
- 判断左小右大
// 中序递增
long pre = MIN_ ;
public boolean isValidBST(TreeNode root) {
if (root == null) {
return true;
}
// 访问左子树
if (!isValidBST(root.left)) {
return false;
}
// 访问当前节点:如果当前节点小于等于中序遍历的前一个节点,说明不满足BST,返回 false;否则继续遍历。
if (root.val <= pre) { // 严格递增
return false;
}
pre = root.val;
// 访问右子树
return isValidBST(root.right);
}
树相关题目
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参考博客
- 前缀和问题
- 单调队列
- 快速链表quicklist
- 《深入理解计算机系统》
- 侯捷C++全系列视频
- 待定引用
- 待定引用
- 待定引用