Java秋招面试之第13章 高频算法题解

第13章 高频算法题解

面试重要程度:⭐⭐⭐⭐⭐

常见提问方式:手写代码、分析时间复杂度、优化算法

预计阅读时间:50分钟

开场白

兄弟,算法题绝对是Java面试的必考内容!不管是大厂还是小公司,基本都会让你现场手写代码。我见过太多技术不错的同学,就是在算法这关败下阵来。

今天我们就把面试中最高频的算法题型彻底搞定,不仅要会做,还要能优化,更要能清晰地讲解思路。

🔢 13.1 数组与字符串

两数之和系列

面试必考:

面试官:"给定一个整数数组和目标值,找出数组中和为目标值的两个数的索引。"

解题思路与代码:

// 1. 两数之和 - LeetCode 1
public class TwoSum {
    
    // 方法1:暴力解法 - O(n²)
    public int[] twoSumBruteForce(int[] nums, int target) {
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            for (int j = i + 1; j < nums.length; j++) {
                if (nums[i] + nums[j] == target) {
                    return new int[]{i, j};
                }
            }
        }
        return new int[0];
    }
    
    // 方法2:哈希表 - O(n) ⭐推荐
    public int[] twoSum(int[] nums, int target) {
        Map<Integer, Integer> map = new HashMap<>();
        
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            int complement = target - nums[i];
            
            // 如果complement存在于map中,说明找到了答案
            if (map.containsKey(complement)) {
                return new int[]{map.get(complement), i};
            }
            
            // 将当前数字和索引存入map
            map.put(nums[i], i);
        }
        
        return new int[0];
    }
    
    // 面试技巧:主动提出优化方案
    public void explainOptimization() {
        System.out.println("优化思路:");
        System.out.println("1. 暴力解法需要两层循环,时间复杂度O(n²)");
        System.out.println("2. 使用哈希表可以将查找时间降到O(1)");
        System.out.println("3. 一次遍历即可完成,时间复杂度O(n),空间复杂度O(n)");
        System.out.println("4. 这是典型的用空间换时间的优化策略");
    }
}

// 2. 三数之和 - LeetCode 15
public class ThreeSum {
    
    public List<List<Integer>> threeSum(int[] nums) {
        List<List<Integer>> result = new ArrayList<>();
        
        // 先排序,便于去重和双指针操作
        Arrays.sort(nums);
        
        for (int i = 0; i < nums.length - 2; i++) {
            // 跳过重复元素
            if (i > 0 && nums[i] == nums[i - 1]) {
                continue;
            }
            
            // 双指针查找
            int left = i + 1;
            int right = nums.length - 1;
            int target = -nums[i];
            
            while (left < right) {
                int sum = nums[left] + nums[right];
                
                if (sum == target) {
                    result.add(Arrays.asList(nums[i], nums[left], nums[right]));
                    
                    // 跳过重复元素
                    while (left < right && nums[left] == nums[left + 1]) {
                        left++;
                    }
                    while (left < right && nums[right] == nums[right - 1]) {
                        right--;
                    }
                    
                    left++;
                    right--;
                } else if (sum < target) {
                    left++;
                } else {
                    right--;
                }
            }
        }
        
        return result;
    }
    
    // 面试要点:解释去重逻辑
    public void explainDeduplication() {
        System.out.println("去重策略:");
        System.out.println("1. 对数组排序,相同元素会相邻");
        System.out.println("2. 在外层循环中跳过重复的nums[i]");
        System.out.println("3. 在找到答案后,跳过重复的left和right指针值");
        System.out.println("4. 这样可以避免产生重复的三元组");
    }
}

// 3. 最长无重复字符子串 - LeetCode 3
public class LongestSubstring {
    
    // 滑动窗口解法 - O(n)
    public int lengthOfLongestSubstring(String s) {
        if (s == null || s.length() == 0) {
            return 0;
        }
        
        Map<Character, Integer> charIndexMap = new HashMap<>();
        int maxLength = 0;
        int left = 0; // 滑动窗口左边界
        
        for (int right = 0; right < s.length(); right++) {
            char currentChar = s.charAt(right);
            
            // 如果字符已存在且在当前窗口内
            if (charIndexMap.containsKey(currentChar) && 
                charIndexMap.get(currentChar) >= left) {
                // 移动左边界到重复字符的下一位
                left = charIndexMap.get(currentChar) + 1;
            }
            
            // 更新字符的最新位置
            charIndexMap.put(currentChar, right);
            
            // 更新最大长度
            maxLength = Math.max(maxLength, right - left + 1);
        }
        
        return maxLength;
    }
    
    // 面试技巧:画图解释滑动窗口
    public void explainSlidingWindow() {
        System.out.println("滑动窗口解法:");
        System.out.println("例如:s = \"abcabcbb\"");
        System.out.println("窗口变化过程:");
        System.out.println("[a]bcabcbb -> left=0, right=0, length=1");
        System.out.println("[ab]cabcbb -> left=0, right=1, length=2");
        System.out.println("[abc]abcbb -> left=0, right=2, length=3");
        System.out.println("abc[a]bcbb -> left=1, right=3, length=3 (遇到重复a)");
        System.out.println("abca[b]cbb -> left=2, right=4, length=3 (遇到重复b)");
        System.out.println("核心思想:维护一个无重复字符的滑动窗口");
    }
}

数组操作经典题

高频考题:

// 4. 合并两个有序数组 - LeetCode 88
public class MergeSortedArray {
    
    // 从后往前合并 - O(m+n)
    public void merge(int[] nums1, int m, int[] nums2, int n) {
        int i = m - 1;      // nums1的最后一个有效元素
        int j = n - 1;      // nums2的最后一个元素
        int k = m + n - 1;  // 合并后数组的最后一个位置
        
        // 从后往前比较并放置元素
        while (i >= 0 && j >= 0) {
            if (nums1[i] > nums2[j]) {
                nums1[k--] = nums1[i--];
            } else {
                nums1[k--] = nums2[j--];
            }
        }
        
        // 如果nums2还有剩余元素
        while (j >= 0) {
            nums1[k--] = nums2[j--];
        }
        
        // nums1的剩余元素已经在正确位置,无需处理
    }
    
    // 面试要点:解释为什么从后往前
    public void explainApproach() {
        System.out.println("从后往前合并的优势:");
        System.out.println("1. 避免覆盖nums1中未处理的元素");
        System.out.println("2. 不需要额外的存储空间");
        System.out.println("3. 时间复杂度O(m+n),空间复杂度O(1)");
    }
}

// 5. 旋转数组 - LeetCode 189
public class RotateArray {
    
    // 方法1:使用额外数组 - O(n)空间
    public void rotateWithExtraSpace(int[] nums, int k) {
        int n = nums.length;
        k = k % n; // 处理k大于数组长度的情况
        
        int[] temp = new int[n];
        
        // 将元素放到新位置
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            temp[(i + k) % n] = nums[i];
        }
        
        // 复制回原数组
        System.arraycopy(temp, 0, nums, 0, n);
    }
    
    // 方法2:三次反转 - O(1)空间 ⭐推荐
    public void rotate(int[] nums, int k) {
        int n = nums.length;
        k = k % n;
        
        // 反转整个数组
        reverse(nums, 0, n - 1);
        // 反转前k个元素
        reverse(nums, 0, k - 1);
        // 反转后n-k个元素
        reverse(nums, k, n - 1);
    }
    
    private void reverse(int[] nums, int start, int end) {
        while (start < end) {
            int temp = nums[start];
            nums[start] = nums[end];
            nums[end] = temp;
            start++;
            end--;
        }
    }
    
    // 面试技巧:举例说明三次反转
    public void explainThreeReverse() {
        System.out.println("三次反转法示例:");
        System.out.println("原数组:[1,2,3,4,5,6,7], k=3");
        System.out.println("第一次反转整个数组:[7,6,5,4,3,2,1]");
        System.out.println("第二次反转前k个:[5,6,7,4,3,2,1]");
        System.out.println("第三次反转后n-k个:[5,6,7,1,2,3,4]");
        System.out.println("核心思想:通过反转操作实现元素位置调整");
    }
}

// 6. 买卖股票的最佳时机 - LeetCode 121
public class BestTimeToBuyStock {
    
    // 一次遍历解法 - O(n)
    public int maxProfit(int[] prices) {
        if (prices == null || prices.length < 2) {
            return 0;
        }
        
        int minPrice = prices[0];  // 记录到目前为止的最低价格
        int maxProfit = 0;         // 记录最大利润
        
        for (int i = 1; i < prices.length; i++) {
            // 更新最低价格
            minPrice = Math.min(minPrice, prices[i]);
            
            // 计算当前价格卖出的利润,并更新最大利润
            maxProfit = Math.max(maxProfit, prices[i] - minPrice);
        }
        
        return maxProfit;
    }
    
    // 面试要点:解释贪心思想
    public void explainGreedyApproach() {
        System.out.println("贪心策略:");
        System.out.println("1. 我们想要在最低点买入,最高点卖出");
        System.out.println("2. 遍历过程中记录到目前为止的最低价格");
        System.out.println("3. 对于每个价格,计算如果今天卖出能获得的最大利润");
        System.out.println("4. 这样保证了我们总是在最优的买入点进行交易");
    }
}

🔗 13.2 链表操作

链表基础操作

面试高频:

// 链表节点定义
class ListNode {
    int val;
    ListNode next;
    
    ListNode() {}
    ListNode(int val) { this.val = val; }
    ListNode(int val, ListNode next) { this.val = val; this.next = next; }
}

// 7. 反转链表 - LeetCode 206
public class ReverseLinkedList {
    
    // 迭代解法 - O(n)时间,O(1)空间
    public ListNode reverseList(ListNode head) {
        ListNode prev = null;
        ListNode current = head;
        
        while (current != null) {
            ListNode nextTemp = current.next;  // 保存下一个节点
            current.next = prev;               // 反转当前节点的指针
            prev = current;                    // 移动prev指针
            current = nextTemp;                // 移动current指针
        }
        
        return prev; // prev成为新的头节点
    }
    
    // 递归解法 - O(n)时间,O(n)空间
    public ListNode reverseListRecursive(ListNode head) {
        // 递归终止条件
        if (head == null || head.next == null) {
            return head;
        }
        
        // 递归反转后面的链表
        ListNode newHead = reverseListRecursive(head.next);
        
        // 反转当前节点
        head.next.next = head;
        head.next = null;
        
        return newHead;
    }
    
    // 面试技巧:画图解释过程
    public void explainProcess() {
        System.out.println("反转链表过程:");
        System.out.println("原链表:1 -> 2 -> 3 -> null");
        System.out.println("步骤1:null <- 1    2 -> 3 -> null");
        System.out.println("步骤2:null <- 1 <- 2    3 -> null");
        System.out.println("步骤3:null <- 1 <- 2 <- 3");
        System.out.println("关键:用三个指针prev、current、next维护状态");
    }
}

// 8. 合并两个有序链表 - LeetCode 21
public class MergeTwoSortedLists {
    
    // 迭代解法
    public ListNode mergeTwoLists(ListNode list1, ListNode list2) {
        // 创建虚拟头节点,简化边界处理
        ListNode dummy = new ListNode(0);
        ListNode current = dummy;
        
        // 比较两个链表的节点值
        while (list1 != null && list2 != null) {
            if (list1.val <= list2.val) {
                current.next = list1;
                list1 = list1.next;
            } else {
                current.next = list2;
                list2 = list2.next;
            }
            current = current.next;
        }
        
        // 连接剩余的节点
        current.next = (list1 != null) ? list1 : list2;
        
        return dummy.next;
    }
    
    // 递归解法
    public ListNode mergeTwoListsRecursive(ListNode list1, ListNode list2) {
        // 递归终止条件
        if (list1 == null) return list2;
        if (list2 == null) return list1;
        
        // 选择较小的节点作为当前节点
        if (list1.val <= list2.val) {
            list1.next = mergeTwoListsRecursive(list1.next, list2);
            return list1;
        } else {
            list2.next = mergeTwoListsRecursive(list1, list2.next);
            return list2;
        }
    }
    
    // 面试要点:虚拟头节点的作用
    public void explainDummyNode() {
        System.out.println("虚拟头节点的优势:");
        System.out.println("1. 避免特殊处理第一个节点");
        System.out.println("2. 简化代码逻辑,减少边界判断");
        System.out.println("3. 统一处理所有节点的插入操作");
        System.out.println("4. 最后返回dummy.next即为真正的头节点");
    }
}

// 9. 环形链表检测 - LeetCode 141
public class LinkedListCycle {
    
    // 快慢指针法(Floyd判圈算法)
    public boolean hasCycle(ListNode head) {
        if (head == null || head.next == null) {
            return false;
        }
        
        ListNode slow = head;      // 慢指针,每次移动一步
        ListNode fast = head.next; // 快指针,每次移动两步
        
        while (slow != fast) {
            // 如果快指针到达末尾,说明无环
            if (fast == null || fast.next == null) {
                return false;
            }
            
            slow = slow.next;
            fast = fast.next.next;
        }
        
        return true; // 快慢指针相遇,说明有环
    }
    
    // 进阶:找到环的起始节点 - LeetCode 142
    public ListNode detectCycle(ListNode head) {
        if (head == null || head.next == null) {
            return null;
        }
        
        // 第一步:判断是否有环
        ListNode slow = head;
        ListNode fast = head;
        
        while (fast != null && fast.next != null) {
            slow = slow.next;
            fast = fast.next.next;
            
            if (slow == fast) {
                // 第二步:找到环的起始节点
                ListNode start = head;
                while (start != slow) {
                    start = start.next;
                    slow = slow.next;
                }
                return start;
            }
        }
        
        return null;
    }
    
    // 面试要点:解释数学原理
    public void explainMathPrinciple() {
        System.out.println("Floyd判圈算法原理:");
        System.out.println("设链表头到环起点距离为a,环长度为b");
        System.out.println("快慢指针相遇时:");
        System.out.println("- 慢指针走了:a + x(x为环内距离)");
        System.out.println("- 快指针走了:a + x + nb(多走了n圈)");
        System.out.println("- 由于快指针速度是慢指针2倍:2(a+x) = a+x+nb");
        System.out.println("- 解得:a = nb - x");
        System.out.println("- 所以从头节点和相遇点同时出发,会在环起点相遇");
    }
}

🌳 13.3 二叉树遍历

树的遍历算法

面试必考:

// 二叉树节点定义
class TreeNode {
    int val;
    TreeNode left;
    TreeNode right;
    
    TreeNode() {}
    TreeNode(int val) { this.val = val; }
    TreeNode(int val, TreeNode left, TreeNode right) {
        this.val = val;
        this.left = left;
        this.right = right;
    }
}

// 10. 二叉树的前序遍历 - LeetCode 144
public class BinaryTreeTraversal {
    
    // 前序遍历 - 递归版本
    public List<Integer> preorderTraversalRecursive(TreeNode root) {
        List<Integer> result = new ArrayList<>();
        preorderHelper(root, result);
        return result;
    }
    
    private void preorderHelper(TreeNode node, List<Integer> result) {
        if (node == null) return;
        
        result.add(node.val);           // 访问根节点
        preorderHelper(node.left, result);   // 遍历左子树
        preorderHelper(node.right, result);  // 遍历右子树
    }
    
    // 前序遍历 - 迭代版本(使用栈)
    public List<Integer> preorderTraversal(TreeNode root) {
        List<Integer> result = new ArrayList<>();
        if (root == null) return result;
        
        Stack<TreeNode> stack = new Stack<>();
        stack.push(root);
        
        while (!stack.isEmpty()) {
            TreeNode node = stack.pop();
            result.add(node.val);
            
            // 注意:先压入右子树,再压入左子树
            // 这样出栈时就是先左后右
            if (node.right != null) {
                stack.push(node.right);
            }
            if (node.left != null) {
                stack.push(node.left);
            }
        }
        
        return result;
    }
    
    // 中序遍历 - 迭代版本
    public List<Integer> inorderTraversal(TreeNode root) {
        List<Integer> result = new ArrayList<>();
        Stack<TreeNode> stack = new Stack<>();
        TreeNode current = root;
        
        while (current != null || !stack.isEmpty()) {
            // 一直向左走到底
            while (current != null) {
                stack.push(current);
                current = current.left;
            }
            
            // 处理栈顶节点
            current = stack.pop();
            result.add(current.val);
            
            // 转向右子树
            current = current.right;
        }
        
        return result;
    }
    
    // 后序遍历 - 迭代版本(较复杂)
    public List<Integer> postorderTraversal(TreeNode root) {
        List<Integer> result = new ArrayList<>();
        if (root == null) return result;
        
        Stack<TreeNode> stack = new Stack<>();
        TreeNode lastVisited = null;
        TreeNode current = root;
        
        while (current != null || !stack.isEmpty()) {
            if (current != null) {
                stack.push(current);
                current = current.left;
            } else {
                TreeNode peekNode = stack.peek();
                
                // 如果右子树存在且未被访问过
                if (peekNode.right != null && lastVisited != peekNode.right) {
                    current = peekNode.right;
                } else {
                    // 访问节点
                    result.add(peekNode.val);
                    lastVisited = stack.pop();
                }
            }
        }
        
        return result;
    }
    
    // 层序遍历 - LeetCode 102
    public List<List<Integer>> levelOrder(TreeNode root) {
        List<List<Integer>> result = new ArrayList<>();
        if (root == null) return result;
        
        Queue<TreeNode> queue = new LinkedList<>();
        queue.offer(root);
        
        while (!queue.isEmpty()) {
            int levelSize = queue.size();
            List<Integer> currentLevel = new ArrayList<>();
            
            // 处理当前层的所有节点
            for (int i = 0; i < levelSize; i++) {
                TreeNode node = queue.poll();
                currentLevel.add(node.val);
                
                if (node.left != null) {
                    queue.offer(node.left);
                }
                if (node.right != null) {
                    queue.offer(node.right);
                }
            }
            
            result.add(currentLevel);
        }
        
        return result;
    }
    
    // 面试技巧:总结遍历方法
    public void summarizeTraversals() {
        System.out.println("二叉树遍历总结:");
        System.out.println("前序遍历:根 -> 左 -> 右(递归/栈)");
        System.out.println("中序遍历:左 -> 根 -> 右(递归/栈)");
        System.out.println("后序遍历:左 -> 右 -> 根(递归/栈+标记)");
        System.out.println("层序遍历:逐层访问(队列)");
        System.out.println("递归版本简洁,迭代版本节省栈空间");
    }
}

🔍 13.4 动态规划入门

经典DP问题

面试重点:

// 11. 爬楼梯 - LeetCode 70
public class ClimbingStairs {
    
    // 方法1:递归(会超时)
    public int climbStairsRecursive(int n) {
        if (n <= 2) return n;
        return climbStairsRecursive(n - 1) + climbStairsRecursive(n - 2);
    }
    
    // 方法2:记忆化递归
    public int climbStairsMemo(int n) {
        int[] memo = new int[n + 1];
        return climbStairsHelper(n, memo);
    }
    
    private int climbStairsHelper(int n, int[] memo) {
        if (n <= 2) return n;
        if (memo[n] != 0) return memo[n];
        
        memo[n] = climbStairsHelper(n - 1, memo) + climbStairsHelper(n - 2, memo);
        return memo[n];
    }
    
    // 方法3:动态规划 - O(n)时间,O(n)空间
    public int climbStairsDP(int n) {
        if (n <= 2) return n;
        
        int[] dp = new int[n + 1];
        dp[1] = 1;
        dp[2] = 2;
        
        for (int i = 3; i <= n; i++) {
            dp[i] = dp[i - 1] + dp[i - 2];
        }
        
        return dp[n];
    }
    
    // 方法4:空间优化 - O(n)时间,O(1)空间 ⭐推荐
    public int climbStairs(int n) {
        if (n <= 2) return n;
        
        int prev2 = 1; // dp[i-2]
        int prev1 = 2; // dp[i-1]
        
        for (int i = 3; i <= n; i++) {
            int current = prev1 + prev2;
            prev2 = prev1;
            prev1 = current;
        }
        
        return prev1;
    }
    
    // 面试要点:解释DP思路
    public void explainDPThinking() {
        System.out.println("动态规划解题步骤:");
        System.out.println("1. 定义状态:dp[i]表示到达第i阶的方法数");
        System.out.println("2. 状态转移:dp[i] = dp[i-1] + dp[i-2]");
        System.out.println("3. 初始状态:dp[1] = 1, dp[2] = 2");
        System.out.println("4. 空间优化:只需要前两个状态");
        System.out.println("本质:斐波那契数列问题");
    }
}

// 12. 最大子数组和 - LeetCode 53(Kadane算法)
public class MaximumSubarray {
    
    // 动态规划解法
    public int maxSubArray(int[] nums) {
        if (nums == null || nums.length == 0) {
            return 0;
        }
        
        int maxSoFar = nums[0];    // 全局最大值
        int maxEndingHere = nums[0]; // 以当前位置结尾的最大子数组和
        
        for (int i = 1; i < nums.length; i++) {
            // 状态转移:要么扩展前面的子数组,要么重新开始
            maxEndingHere = Math.max(nums[i], maxEndingHere + nums[i]);
            
            // 更新全局最大值
            maxSoFar = Math.max(maxSoFar, maxEndingHere);
        }
        
        return maxSoFar;
    }
    
    // 进阶:返回最大子数组的起始和结束位置
    public int[] maxSubArrayWithIndices(int[] nums) {
        int maxSum = nums[0];
        int currentSum = nums[0];
        int start = 0, end = 0, tempStart = 0;
        
        for (int i = 1; i < nums.length; i++) {
            if (currentSum < 0) {
                currentSum = nums[i];
                tempStart = i;
            } else {
                currentSum += nums[i];
            }
            
            if (currentSum > maxSum) {
                maxSum = currentSum;
                start = tempStart;
                end = i;
            }
        }
        
        return new int[]{maxSum, start, end};
    }
    
    // 面试技巧:解释Kadane算法思想
    public void explainKadaneAlgorithm() {
        System.out.println("Kadane算法核心思想:");
        System.out.println("对于每个位置,考虑两种选择:");
        System.out.println("1. 将当前元素加入前面的子数组");
        System.out.println("2. 从当前元素重新开始一个新的子数组");
        System.out.println("选择能产生更大和的方案");
        System.out.println("时间复杂度O(n),空间复杂度O(1)");
    }
}

// 13. 打家劫舍 - LeetCode 198
public class HouseRobber {
    
    // 动态规划解法
    public int rob(int[] nums) {
        if (nums == null || nums.length == 0) {
            return 0;
        }
        
        if (nums.length == 1) {
            return nums[0];
        }
        
        int[] dp = new int[nums.length];
        dp[0] = nums[0];
        dp[1] = Math.max(nums[0], nums[1]);
        
        for (int i = 2; i < nums.length; i++) {
            // 状态转移:偷当前房子 vs 不偷当前房子
            dp[i] = Math.max(dp[i - 1], dp[i - 2] + nums[i]);
        }
        
        return dp[nums.length - 1];
    }
    
    // 空间优化版本
    public int robOptimized(int[] nums) {
        if (nums == null || nums.length == 0) {
            return 0;
        }
        
        int prev2 = 0; // dp[i-2]
        int prev1 = 0; // dp[i-1]
        
        for (int num : nums) {
            int current = Math.max(prev1, prev2 + num);
            prev2 = prev1;
            prev1 = current;
        }
        
        return prev1;
    }
    
    // 面试要点:状态定义
    public void explainStateDefinition() {
        System.out.println("状态定义:");
        System.out.println("dp[i] = 从前i+1个房子中能偷到的最大金额");
        System.out.println("状态转移方程:");
        System.out.println("dp[i] = max(dp[i-1], dp[i-2] + nums[i])");
        System.out.println("含义:不偷第i个房子 vs 偷第i个房子");
    }
}

💡 面试解题框架

通用解题思路:

public class InterviewFramework {
    
    // 面试解题四步法
    public void solveProblemFramework() {
        System.out.println("=== 面试解题框架 ===");
        
        // 第一步:理解题意
        System.out.println("1. 理解题意(5分钟)");
        System.out.println("   - 仔细阅读题目,确认输入输出");
        System.out.println("   - 询问边界条件和特殊情况");
        System.out.println("   - 举例验证理解是否正确");
        
        // 第二步:分析思路
        System.out.println("2. 分析思路(10分钟)");
        System.out.println("   - 从暴力解法开始思考");
        System.out.println("   - 分析时间空间复杂度");
        System.out.println("   - 考虑优化方案");
        
        // 第三步:编码实现
        System.out.println("3. 编码实现(15分钟)");
        System.out.println("   - 先写主要逻辑框架");
        System.out.println("   - 处理边界条件");
        System.out.println("   - 添加注释说明关键步骤");
        
        // 第四步:测试验证
        System.out.println("4. 测试验证(5分钟)");
        System.out.println("   - 用示例数据验证");
        System.out.println("   - 考虑边界情况");
        System.out.println("   - 分析复杂度");
    }
    
    // 常见数据结构选择
    public void dataStructureSelection() {
        System.out.println("=== 数据结构选择指南 ===");
        System.out.println("数组:随机访问,固定大小");
        System.out.println("链表:动态大小,插入删除方便");
        System.out.println("栈:LIFO,递归模拟,括号匹配");
        System.out.println("队列:FIFO,BFS,滑动窗口");
        System.out.println("哈希表:快速查找,去重,计数");
        System.out.println("堆:优先级,TopK问题");
        System.out.println("树:层次结构,搜索,遍历");
    }
    
    // 算法模式识别
    public void algorithmPatterns() {
        System.out.println("=== 算法模式识别 ===");
        System.out.println("双指针:有序数组,链表操作");
        System.out.println("滑动窗口:子数组/子串问题");
        System.out.println("快慢指针:链表环检测,中点查找");
        System.out.println("分治:归并排序,快速排序");
        System.out.println("动态规划:最优子结构,重叠子问题");
        System.out.println("贪心:局部最优,证明全局最优");
        System.out.println("回溯:排列组合,N皇后");
        System.out.println("BFS/DFS:图遍历,树遍历");
    }
}

总结

算法题是Java面试的重要组成部分,需要大量练习才能熟练掌握。面试中算法题的考察重点:

核心要点回顾:

  1. 基础数据结构:数组、链表、栈、队列的熟练操作
  2. 经典算法:排序、搜索、遍历算法的实现
  3. 解题思路:双指针、滑动窗口、动态规划等常见模式
  4. 代码质量:边界处理、异常情况、代码可读性
  5. 复杂度分析:时间复杂度和空间复杂度的准确分析

面试建议:

  • 多练习LeetCode高频题目,形成肌肉记忆
  • 掌握常见算法模式,能够快速识别题型
  • 注重代码质量,写出清晰易懂的代码
  • 学会分析复杂度,能够优化算法
  • 面试时要边写边解释思路

本章核心要点:

  • ✅ 数组和字符串的高频操作题
  • ✅ 链表的基础操作和进阶技巧
  • ✅ 二叉树的各种遍历方法
  • ✅ 动态规划的入门经典题目
  • ✅ 面试解题框架和模式识别

下一章预告: 系统设计算法题 - 设计数据结构、LRU缓存、一致性哈希等系统设计相关算法

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