作者介绍：10年大厂数据\经营分析经验，现任大厂数据部门负责人。
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在数据结构面试中，候选者通常会遇到一系列问题，这里是高频出现的问题，经常会被问道的是涉及不同数据结构的区别，看你是否有经验以及结构化
1. 数组与链表的区别
基础概念
- 数组：
- 固定大小，连续内存分配。
- 支持随机访问，通过索引快速访问元素（O(1)时间复杂度）。
- 插入和删除操作较慢（平均O(n)时间复杂度），因为可能需要元素移动。
- 链表：
- 动态大小，非连续内存分配。
- 不支持随机访问，访问任何元素需要O(n)时间复杂度。
- 插入和删除操作快速（O(1)时间复杂度），特别是在已知节点的情况下。
对比图
示意图
数组： [ 1 ][ 2 ][ 3 ][ 4 ][ 5 ] ^ ^ ^ ^ ^ 0x00 0x04 0x08 0x0C 0x10 <- 内存地址（示例） 链表： [ 1 ] -> [ 2 ] -> [ 3 ] -> [ 4 ] -> [ 5 ] -> NULL ^ ^ ^ ^ ^ 0x00 0x08 0x15 0x21 0x35 <- 内存地址（示例）
2. 栈和队列的区别
基础概念
- 栈（Stack）：
- 后进先出（LIFO）原则。
- 用于解决如递归、回溯等问题。
- 主要操作：
push()，pop()，查看顶元素。
- 队列（Queue）：
- 先进先出（FIFO）原则。
- 用于缓存、任务排队等场景。
- 主要操作：
enqueue()，dequeue()，查看前端元素。
对比图
示意图
栈： [ 4 ] [ 3 ] [ 2 ] <- top (pop/push) [ 1 ] 队列： front -> [ 1 ] -> [ 2 ] -> [ 3 ] -> [ 4 ] -> rear (enqueue at rear, dequeue from front)
3. 二叉树的遍历方法
基础概念
- 前序遍历：根 - 左 - 右
- 中序遍历：左 - 根 - 右
- 后序遍历：左 - 右 - 根
- 层次遍历：按层遍历树结构，通常使用队列实现。
示意图
[ 1 ] / \ [ 2 ] [ 3 ] / \ / [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] 前序遍历: 1 2 4 5 3 6 中序遍历: 4 2 5 1 6 3 后序遍历: 4 5 2 6 3 1
4. 图的表示方法
基础概念
- 邻接矩阵：二维数组，适合表示密集图。
- 邻接列表：链表数组，适合表示稀疏图。
- 选择方法基于图的稠密或稀疏程度以及频繁执行的操作类型。
对比图
示意图
图：0 --- 1 邻接矩阵： 0 1 0 [ 0, 1 ] 1 [ 1, 0 ] 邻接列表： 0 -> [ 1 ] 1 -> [ 0 ]
5. 哈希表的工作原理及碰撞解决办法
基础概念
- 工作原理：使用哈希函数将键转换为数组索引。
- 碰撞解决：
- 链地址法：每个桶存储一个链表。
- 开放地址法：发现碰撞时，寻找下一个空闲的桶。
- 双散列：使用两个哈希函数。
对比图
示意图
哈希表数组： [ ][ ][ ][ ] -> [ key: "apple", value: 5 ] 链地址法解决冲突： [ ][ ][ ][ ] -> [ "apple", 5 ] -> [ "banana", 3 ] -> NULL
6. 动态规划与贪心算法的区别
基础概念
- 动态规划：将复杂问题分解为小问题，解决小问题后，用这些解构建大问题的解。适用于有重叠子问题和最优子结构的问题。
- 贪心算法：在每一步选择中都采取在当前状态下最好或最优（即最有利）的选择，从而希望导致结果是全局最好或最优的解答。
对比图
示意图
动态规划：构建解决方案的 "决策树" 并使用备忘录 (memoization) 20 / \ 11 9 / \ ... 5 6 贪心算法：选择每一步的局部最优解，不回溯 20 \ 9 \ ...
7. 常见的排序算法及其复杂度
基础概念
8. 什么是红黑树？
基础概念
- 一种自平衡二叉搜索树。
- 每个节点包含一个颜色属性（红或黑）。
- 设计这种结构的目的是在插入和删除操作后，通过旋转和重新着色以保持树的平衡。
示意图
红黑树示例： [B]10 / \ [R]5 [R]20 / \ / \ [B]3 [B]7 [B]15 [B]30
9. 解释B树和B+树的区别
基础概念
- B树：一种平衡的多路搜索树，常用于数据库索引。
- B+树：B树的变种，所有值都存在叶子节点，内部节点只存储键的副本，广泛用于数据库和操作系统的文件系统。
对比图
示意图
B树结构： B+树结构： [20] [20] / \ / \ [10] [30] [10] [30] / \ / \ [5,10] [20,30] [40]
10. 什么是AVL树？
基础概念
示意图
AVL树示例： 30 / \ 20 40 / \ 10 25
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