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《剑指Offer》第二章——面试需要的基础知识



编程语言

面试题1:赋值运算符函数(C++)

题目:如下为类型CMyString的声明,请为改类型添加赋值运算符函数。

class CMyString
{
    public:
        CMyString(char* pData = nullptr);
        CMyString(const CMyString& str);
        ~CMyString(void);
    private:
        char* m_pData;
};
CMyString& CMyString::operator = (const CMyString& str)
{
    if(this == &str)
        return *this;

    delete []m_pData;
    m_pData = nullptr;

    m_pData = new char[strlen(str.m_pData) + 1];
    strcpy(m_pData, str.m_pData);

    return *this;
}

面试题2:实现Singleton模式 (C#)

题目:设计一个类,我们只能生成该类的一个实例。

  • C#的语法中有一个函数能够确保只调用一次,那就是静态构造函数,我们可以利用C#的这个特性实现单例模式。

数据结构

面试题3:数组中重复的数字(数组)

在一个长度为n的数组里的所有数字都在0到n-1的范围内。 数组中某些数字是重复的,但不知道有几个数字是重复的。也不知道每个数字重复几次。请找出数组中任意一个重复的数字。 例如,如果输入长度为7的数组{2,3,1,0,2,5,3},那么对应的输出是第一个重复的数字2。

class Solution {
public:
    // Parameters:
    //        numbers:     an array of integers
    //        length:      the length of array numbers
    //        duplication: (Output) the duplicated number in the array number
    // Return value:       true if the input is valid, and there are some duplications in the array number
    //                     otherwise false
    bool duplicate(int numbers[], int length, int* duplication) {
        if(numbers == nullptr || length <= 0) {
            return false;
        }
        for(int i=0; i < length;i++) {
            if(numbers[i] <0 || numbers[i] > (length -1 )) {
                return false;
            }
        }
        for(int i = 0; i < length;i++){
            while(numbers[i] != i) {
                if(numbers[i] == numbers[numbers[i]]) {
                    *duplication = numbers[i];
                    return true;
                }
                int temp = numbers[i];
                numbers[i] = numbers[temp];
                numbers[temp] = temp;
            }
        }
    }
};

面试题4:二维数组中的查找(数组)

在一个二维数组中(每个一维数组的长度相同),每一行都按照从左到右递增的顺序排序,每一列都按照从上到下递增的顺序排序。请完成一个函数,输入这样的一个二维数组和一个整数,判断数组中是否含有该整数。

/* 思路
* 矩阵是有序的,从左下角来看,向上数字递减,向右数字递增,
* 因此从左下角开始查找,当要查找数字比左下角数字大时。右移
* 要查找数字比左下角数字小时,上移
*/
class Solution {
public:
    bool Find(int target, vector<vector<int> > array) {
        int columns = array.size();
        int rows = array[0].size();

        bool found = false;
        if(rows > 0 && columns > 0) {
            int row = 0;
            int column = columns - 1;
            while(row < rows && column >= 0) {
                if(array[row][column] == target) {
                    found = true;
                    break;
                }
                else if(array[row][column] > target) {
                    --column;
                }
                else {
                    ++row;
                }
            }
        }
        return found;
    }
};

面试题5:替换空格(字符串)

请实现一个函数,将一个字符串中的每个空格替换成“%20”。例如,当字符串为We Are Happy.则经过替换之后的字符串为We%20Are%20Happy。

class Solution {
public:
	void replaceSpace(char *str,int length) {
        if (str == nullptr || length <= 0) {
            return;
        }
        int originalLength = 0;//源字符串的长度
        int numberOfBlank = 0;//源字符串空格的个数
        int i = 0;
        while (str[i] != '\0') {
            ++originalLength;
            if (str[i] == ' ') {
                ++numberOfBlank;
            }
            ++i;
        }
        int newLength = originalLength + numberOfBlank*2;//插入%20,除了空格外,还需要额外的两个地址
        if (newLength > length) {
            return;
        }
        int indexOfOriginal = originalLength;
        int indexOfNew = newLength;
        while (indexOfOriginal >= 0 && indexOfNew > indexOfOriginal) {
            if (str[indexOfOriginal] == ' ') {
                str[indexOfNew--] = '0';
                str[indexOfNew--] = '2';
                str[indexOfNew--] = '%';
            } else {
                str[indexOfNew--] = str[indexOfOriginal];
            }
            --indexOfOriginal;
        }
	}
};

面试题6:从头到尾打印链表(链表)

输入一个链表,按链表值从尾到头的顺序返回一个ArrayList。

//利用栈先进后出特性

/**
*  struct ListNode {
*        int val;
*        struct ListNode *next;
*        ListNode(int x) :
*              val(x), next(NULL) {
*        }
*  };
*/
class Solution {
public:
    vector<int> printListFromTailToHead(ListNode* head) {
        std::stack<int> nodes;
        vector <int> res;
        ListNode* pNode = head;
        while(pNode != nullptr) {
            nodes.push(pNode->val);//取栈顶元素
            pNode = pNode->next;//弹出栈顶元素
        }
        while(!nodes.empty()) {
            res.push_back(nodes.top());
            nodes.pop();
        }
        return res;
    }
};

面试题9:用两个栈实现队列(栈和队列)

用两个栈来实现一个队列,完成队列的Push和Pop操作。 队列中的元素为int类型。

class Solution
{
public:
    void push(int node) {
        stack1.push(node);
    }
 
    int pop() {
        int data = 0;
        if(stack2.empty()) {
            while(stack1.size()>0) {
                data = stack1.top();
                stack1.pop();
                stack2.push(data);
            }
        }
 
 
        data = stack2.top();
        stack2.pop();
        return data;
    }
 
private:
    stack<int> stack1;
    stack<int> stack2;
};

面试题10:斐波那契数列(算法和数据操作)

大家都知道斐波那契数列,现在要求输入一个整数n,请你输出斐波那契数列的第n项(从0开始,第0项为0)。n<=39

/*
* 首先根据f(0)和f(1)算出f(2),再根据f(1)和f(2)算出f(3)······以此类推就可以算出第n项了。这种算法的时间复杂度是O(n).
*/
class Solution {
public:
    int Fibonacci(int n) {
        int result[2] = {0,1};
        if(n < 2) {
            return result[n];
        }
        long long fibNMinusOne = 1;
        long long fibNMinusTwo = 0;
        long long fibN = 0;
        for(unsigned int i = 2;i <= n;i++) {
            fibN = fibNMinusOne + fibNMinusTwo;
            
            fibNMinusTwo = fibNMinusOne;
            fibNMinusOne = fibN;
        }
        return fibN;
    }
};

面试题11:旋转数组的最小数字

把一个数组最开始的若干个元素搬到数组的末尾,我们称之为数组的旋转。输入一个非递减排序的数组的一个旋转,输出旋转数组的最小元素。例如数组{3,4,5,1,2}为{1,2,3,4,5}的一个旋转,该数组的最小值为1。NOTE:给出的所有元素都大于0,若数组大小为0,请返回0。

class Solution {
public:
    int minNumberInRotateArray(vector<int> rotateArray) {
        int index1 = 0;
        int index2 = rotateArray.size()-1;
        int indexMid = index1;
        while(rotateArray[index1]>=rotateArray[index2]) {
            if(index2 - index1 == 1) {
                indexMid = index2;
                break;
            }
            indexMid = (index1 + index2)/2;

            if(rotateArray[index1] == rotateArray[index2] && rotateArray[index1] == rotateArray[indexMid]){
                return MinOrder(rotateArray,index1,index2);
            }

            if(rotateArray[indexMid]>=rotateArray[index1]) {
                index1 = indexMid;
            } else if(rotateArray[indexMid]<=rotateArray[index2]) {
                index2 = indexMid;
            }
        }
        return rotateArray[indexMid];
    }
private:
    int MinOrder(vector<int> &num,int left,int right){
        int result = num[left];
        for(int i = left + 1;i < right;++i){
            if(num[i] < result){
                result = num[i];
            }
        }
        return result;
    }
};

1.二叉树的镜像

Zcn0Ds.png

/*
struct TreeNode {
	int val;
	struct TreeNode *left;
	struct TreeNode *right;
	TreeNode(int x) :
			val(x), left(NULL), right(NULL) {
	}
};*/

/* 先前序遍历这棵树的每个结点,如果遍历到的结点有子结点,就交换它的两个子节点,
当交换完所有的非叶子结点的左右子结点之后,就得到了树的镜像 */

class Solution {
public:
    void Mirror(TreeNode *pRoot) {
        if(pRoot == NULL) {
            return;
        }
        if(pRoot->left == NULL && pRoot->right == NULL) {
            return;
        }
         
        TreeNode *pTemp = pRoot->left;
        pRoot->left = pRoot->right;
        pRoot->right = pTemp;
         
        if(pRoot->left != NULL) {
            Mirror(pRoot->left);
        }
        if(pRoot->right != NULL) {
            Mirror(pRoot->right);
        }
    }
};

标题2:


标题3:



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