程序员面试需要了解的数据结构面试题及答案

Java面试过程中，经常会被问到数据结构和算法相关的知识。对于工作多年的程序员来说，这些理论的知识可能已经忘得差不多了吧，所以面试前还是有必要临时抱抱佛脚的：

1.什么是数据结构?

数据结构是组织数据的一种方式，以便可以有效地使用数据。不同类型的数据结构适用于不同类型的应用程序，有些则高度专业化，适用于特定任务。例如，B 树特别适合数据库的实现，而编译器实现通常使用哈希表来查找标识符。

2.什么是线性和非线性数据结构?

• 线性：如果数据结构的元素形成序列或线性列表，则称其为线性。示例：数组。链表、堆栈和队列
• 非线性：如果节点的遍历本质上是非线性的，则称数据结构为非线性。示例：图形和树形。

3.可以对不同的数据结构执行哪些操作?

• 插入：在给定的数据项集合中添加新的数据项。
• 删除：从给定的数据项集合中删除现有数据项。
• 遍历：仅访问每个数据项一次，以便可以对其进行处理。
• 搜索：找出数据项的位置(如果它存在于给定的数据项集合中)。
• 排序：按某种顺序排列数据项，即在数字数据的情况下按升序或降序排列，在字母数字数据的情况下按字典顺序排列。

4.数组与链表有何不同?

• 数组的大小是固定的，而链接列表的大小是动态的。
• 在元素数组中插入和删除新元素的成本很高，而插入和删除都可以在链接列表中轻松完成。
• 链接列表上不允许随机访问。
• 链接列表的每个元素都需要为指针提供额外的内存空间。
• 数组具有更好的缓存位置，可以在性能方面产生相当大的差异。

5.什么是队列，它与堆栈有何不同，如何实现?

队列是一个线性结构，其顺序是先进先出 (FIFO) 以访问元素。主要是队列的基本操作：入队、出队、队头、队尾。

堆栈和队列之间的区别在于删除。在堆栈中，我们删除最近添加的项目;在队列中，我们删除最近最少添加的项目。队列和堆栈都可以使用数组和链表来实现。

6.什么是中缀、前缀、后缀符号?

中缀表示法：X + Y – 运算符写在其操作数之间。这是我们编写表达式的常用方式。表达式，例如：

A * ( B + C ) / D

后缀表示法(也称为“逆波兰语表示法”)：X Y + 运算符在其操作数之后编写。上面给出的中缀表达式等效于：

A B C + * D/

前缀表示法(也称为“波兰语表示法”)：+ X Y 运算符写在其操作数之前。上面给出的表达式等效于：

/ * A + B C D

7.什么是链表，它的类型是什么?

链表是一种线性数据结构(如数组)，其中每个元素都是一个单独的对象。列表的每个元素(即节点)都由两个项目组成 - 数据和对下一个节点的引用。链表类型 ：

单链表：在这种类型的链表中，每个节点都存储列表中下一个节点的地址或引用，最后一个节点的下一个地址或引用为 NULL。例如：

1->2->3->4->NULL

双链表：这里有两个与每个节点关联的引用，一个指向下一个节点，一个指向前一个节点。例如：

空<-1<->2<->3->空

圆形链表 ：圆形链表是一个链接列表，其中所有节点都连接在一起形成一个圆圈。末尾没有 NULL。循环链表可以是单循环链表或双循环链表。例如：

1->2->3->1 [最后一个节点的下一个指针指向第一个节点]

8.应该使用哪种数据结构来实现 LRU 缓存?

我们使用两种数据结构来实现 LRU Cache。

• 使用双链表实现的队列。队列的最大大小将等于可用帧总数(高速缓存大小)。最近使用的页面将靠近后端，而最近最少的页面将靠近前端
• 一个哈希，其中页码作为键，相应队列节点的地址作为值。

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