java学习|??肝完了，一天掌握数据结构和算法面试题，吊打面试官，建议收藏?? 数据结构|数据机构与算法|面试

最近有小伙伴面试，对数据结构和算法比较头疼，我整理了一波资料，帮助大家快速掌握数据结构和算法的面试，感觉有用的小伙伴，点赞支持哦！
文末附硬核面试资料！
不叨叨，直接上干货。
目录
Q1：数据结构和算法的知识点整理：
Q2：链表，队列和栈的区别
Q3: 简述快速排序过程
Q4：快速排序算法的原理
Q5:简述各类算法时间复杂度、空间复杂度、稳定性对比
Q6：什么是 AVL 树？
Q7：什么是红?树？
Q8：AVL 树和红?树的区别？
Q9：B 树和B+ 树的区别？
Q10：排序有哪些分类？
Q11：直接插?排序的原理？
Q12：希尔排序的原理？
Q13：直接选择排序的原理？
Q14：堆排序的原理？
Q15：冒泡排序的原理？
Q16：快速排序的原理？
Q17：循环和递归，你说下有什么不同的点？
Q18：排序算法怎么选择？
Q1：数据结构和算法的知识点整理：
数据结构和算法的需要掌握的知识点，我的好朋友启舰整理的：

Q2：链表，队列和栈的区别
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链表是一种物理存储单元上非连续的一种数据结构，看名字我们就知道他是一种链式的结构，就像一群人手牵着手一样。链表有单向的，双向的，还有环形的。
队列是一种特殊的线性表，他的特殊性在于我们只能操作他头部和尾部的元素，中间的元素我们操作不了，我们只能在他的头部进行删除，尾部进行添加。就像大家排队到银行取钱一样，先来的肯定要排到前面，后来的只能排在队尾，所有元素都要遵守这个操作，没有VIP会员，所以走后门插队的现象是不可能存在的，他是一种先进先出的数据结构。我们来看一下队列的数据结构是什么样的。
栈也是一种特殊的线性表，他只能对栈顶进行添加和删除元素。栈有入栈和出栈两种操作，他就好像我们把书一本本的摞起来，最先放的书肯定是摞在下边，最后放的书肯定是摞在了最上面，摞的时候不允许从中间放进去，拿书的时候也是先从最上面开始拿，不允许从下边或中间抽出来。
Q3: 简述快速排序过程 1）选择一个基准元素,通常选择第一个元素或者最后一个元素,
2）通过一趟排序将待排序的记录分割成独立的两部分，其中一部分记录的元素值均比基准元素值小。另一部分记录的元素值比基准值大。
3）此时基准元素在其排好序后的正确位置
4）然后分别对这两部分记录用同样的方法继续进行排序，直到整个序列有序。
Q4：快速排序算法的原理
是对冒泡排序的?种改进，不稳定，平均/最好时间复杂度 O(nlogn)，元素基本有序时最坏时间复杂度O(n2)，空间复杂度 O(logn)。

?先选择?个基准元素，通过?趟排序将要排序的数据分割成独?的两部分，?部分全部?于等于基准元素，?部分全部?于等于基准元素，再按此?法递归对这两部分数据进?快速排序。
快速排序的?次划分从两头交替搜索，直到 low 和 high 指针重合，?趟时间复杂度 O(n)，整个算法的时间复杂度与划分趟数有关。

最好情况是每次划分选择的中间数恰好将当前序列等分，经过 log(n) 趟划分便可得到?度为 1 的?表，这样时间复杂度 O(nlogn)。

最坏情况是每次所选中间数是当前序列中的最?或最?元素，这使每次划分所得?表其中?个为空表，这样?度为 n 的数据表需要 n 趟划分，整个排序时间复杂度 O(n2)。

Q5:简述各类算法时间复杂度、空间复杂度、稳定性对比

排序算法	平均时间复杂度	最坏时间复杂度	空间复杂度	是否稳定
冒泡排序	O（n2）O（n2）	O（n2）O（n2）	O（1）O（1）	是
选择排序	O（n2）O（n2）	O（n2）O（n2）	O（1）O（1）	不是
直接插入排序	O（n2）O（n2）	O（n2）O（n2）	O（1）O（1）	是
归并排序	O(nlogn)O(nlogn)	O(nlogn)O(nlogn)	O（n）O（n）	是
快速排序	O(nlogn)O(nlogn)	O（n2）O（n2）	O（logn）O（logn）	不是
堆排序	O(nlogn)O(nlogn)	O(nlogn)O(nlogn)	O（1）O（1）	不是
希尔排序	O(nlogn)O(nlogn)	O（ns）O（ns）	O（1）O（1）	不是
计数排序	O(n+k)O(n+k)	O(n+k)O(n+k)	O(n+k)O(n+k)	是
基数排序	O(N?M)O(N?M)	O(N?M)O(N?M)	O(M)O(M)	是

Q6：什么是 AVL 树？

java学习|??肝完了，一天掌握数据结构和算法面试题，吊打面试官，建议收藏??

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AVL 树是平衡?叉查找树，增加和删除节点后通过树形旋转重新达到平衡。右旋是以某个节点为中?，将它沉?当前右?节点的位置，?让当前的左?节点作为新树的根节点，也称为顺时针旋转。同理左旋是以某个节点为中?，将它沉?当前左?节点的位置，?让当前的右?节点作为新树的根节点，也称为逆时针旋转。

Q7：什么是红?树？
红?树是 1972 年发明的，称为对称?叉 B 树，1978 年正式命名红?树。主要特征是在每个节点上增加?个属性表示节点颜?，可以红?或??。

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红?树和 AVL 树类似，都是在进?插?和删除时通过旋转保持?身平衡，从?获得较?的查找性能。与 AVL 树相?，红?树不追求所有递归?树的?度差不超过 1，保证从根节点到叶尾的最?路径不超过最短路径的 2 倍，所以最差时间复杂度是 O(logn)。
【java学习|??肝完了，一天掌握数据结构和算法面试题，吊打面试官，建议收藏??】红?树通过重新着?和左右旋转，更加?效地完成了插?和删除之后的?平衡调整。红?树在本质上还是?叉查找树，它额外引?了 5 个约束条件： ① 节点只能是红?或??。 ② 根节点必须是??。 ③ 所有 NIL 节点都是??的。 ④ ?条路径上不能出现相邻的两个红?节点。 ⑤ 在任何递归?树中，根节点到叶?节点的所有路径上包含相同数?的??节点。

这五个约束条件保证了红?树的新增、删除、查找的最坏时间复杂度均为O(logn)。如果?个树的左?节点或右?节点不存在，则均认定为??。红?树的任何旋转在 3 次之内均可完成。

Q8：AVL 树和红?树的区别？
红?树的平衡性不如 AVL 树，它维持的只是?种?致的平衡，不严格保证左右?树的?度差不超过 1。这导致节点数相同的情况下，红?树的?度可能更?，也就是说平均查找次数会?于相同情况的 AVL 树。

在插?时，红?树和 AVL 树都能在?多两次旋转内恢复平衡，在删除时由于红?树只追求?致平衡，因此红?树?多三次旋转可以恢复平衡，? AVL 树最多需要 O(logn) 次。AVL 树在插?和删除时，将向上回溯确定是否需要旋转，这个回溯的时间成本最差为 O(logn)，?红?树每次向上回溯的步?为 2，回溯成本低。因此?对频繁地插?与删除红?树更加合适。

Q9：B 树和B+ 树的区别？

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B 树中每个节点同时存储 key 和 data，? B+ 树中只有叶?节点才存储 data，?叶?节点只存储 key。InnoDB 对 B+ 树进?了优化，在每个叶?节点上增加了?个指向相邻叶?节点的链表指针，形成了带有顺序指针的 B+ 树，提?区间访问的性能。

B+ 树的优点在于： ① 由于 B+ 树在?叶?节点上不含数据信息，因此在内存?中能够存放更多的key，数据存放得更加紧密，具有更好的空间利?率，访问叶?节点上关联的数据也具有更好的缓存命中率。 ② B+树的叶?结点都是相连的，因此对整棵树的遍历只需要?次线性遍历叶?节点即可。? B 树则需要进?每?层的递归遍历，相邻的元素可能在内存中不相邻，所以缓存命中性没有 B+树好。但是 B 树也有优点，由于每个节点都包含 key 和 value，因此经常访问的元素可能离根节点更近，访问也更迅速。

Q10：排序有哪些分类？

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排序可以分为内部排序和外部排序，在内存中进?的称为内部排序，当数据量很?时?法全部拷?到内存需要使?外存，称为外部排序。

内部排序包括?较排序和??较排序，?较排序包括插?/选择/交换/归并排序，??较排序包括计数/基数/桶排序。

插?排序包括直接插?/希尔排序，选择排序包括直接选择/堆排序，交换排序包括冒泡/快速排序。

Q11：直接插?排序的原理？
稳定，平均/最差时间复杂度 O(n2)，元素基本有序时最好时间复杂度 O(n)，空间复杂度 O(1)。
每?趟将?个待排序记录按其关键字的??插?到已排好序的?组记录的适当位置上，直到所有待排序记录全部插?为?。

直接插?没有利?到要插?的序列已有序的特点，插?第 i 个元素时可以通过?分查找找到插?位置insertIndex，再把 i~insertIndex 之间的所有元素后移?位，把第 i 个元素放在插?位置上。

Q12：希尔排序的原理？
?称缩?增量排序，是对直接插?排序的改进，不稳定，平均时间复杂度 O(n^1.3^)，最差时间复杂度O(n2)，最好时间复杂度 O(n)，空间复杂度 O(1)。

把记录按下标的?定增量分组，对每组进?直接插?排序，每次排序后减?增量，当增量减? 1 时排序完毕。

Q13：直接选择排序的原理？
不稳定，时间复杂度 O(n2)，空间复杂度 O(1)。

每次在未排序序列中找到最?元素，和未排序序列的第?个元素交换位置，再在剩余未排序序列中重复该操作直到所有元素排序完毕。

Q14：堆排序的原理？
是对直接选择排序的改进，不稳定，时间复杂度 O(nlogn)，空间复杂度 O(1)。

将待排序记录看作完全?叉树，可以建??根堆或?根堆，?根堆中每个节点的值都不?于它的?节点值，?根堆中每个节点的值都不?于它的?节点值。

以?根堆为例，在建堆时?先将最后?个节点作为当前节点，如果当前节点存在?节点且值?于?节点，就将当前节点和?节点交换。在移除时?先暂存根节点的值，然后?最后?个节点代替根节点并作为当前节点，如果当前节点存在?节点且值?于?节点，就将其与值较?的?节点进?交换，调整完堆后返回暂存的值。

Q15：冒泡排序的原理？
稳定，平均/最坏时间复杂度 O(n2)，元素基本有序时最好时间复杂度 O(n)，空间复杂度 O(1)。

?较相邻的元素，如果第?个?第?个?就进?交换，对每?对相邻元素做同样的?作，从开始第?对到结尾的最后?对，每?轮排序后末尾元素都是有序的，针对 n 个元素重复以上步骤 n -1 次排序完毕。

当序列已经有序时仍会进?不必要的?较，可以设置?个标志记录是否有元素交换，如果没有直接结束?较。
Q16：快速排序的原理？

是对冒泡排序的?种改进，不稳定，平均/最好时间复杂度 O(nlogn)，元素基本有序时最坏时间复杂度O(n2)，空间复杂度 O(logn)。

?先选择?个基准元素，通过?趟排序将要排序的数据分割成独?的两部分，?部分全部?于等于基准元素，?部分全部?于等于基准元素，再按此?法递归对这两部分数据进?快速排序。
快速排序的?次划分从两头交替搜索，直到 low 和 high 指针重合，?趟时间复杂度 O(n)，整个算法的时间复杂度与划分趟数有关。

最好情况是每次划分选择的中间数恰好将当前序列等分，经过 log(n) 趟划分便可得到?度为 1 的?表，这样时间复杂度 O(nlogn)。

最坏情况是每次所选中间数是当前序列中的最?或最?元素，这使每次划分所得?表其中?个为空表，这样?度为 n 的数据表需要 n 趟划分，整个排序时间复杂度 O(n2)。

Q17：循环和递归，你说下有什么不同的点？
递归算法：
优点：代码少、简介。
缺点：它的运行需要较多次数的函数调用，如果调用层数比较深，需要增加额外的堆栈处理，比如参数传递需要压栈等操作，会对执行效率有一定影响。但是，对于某些问题，如果不使用递归，那将是极端难看的代码。
循环算法：
优点：速度快，结构简单。
缺点：并不能解决所有的问题。有的问题适合使用递归而不是循环。如果使用循环并不困难的话，最好使用循环。

Q18：排序算法怎么选择？

数据量规模较?，考虑直接插?或直接选择。当元素分布有序时直接插?将??减少?较和移动记录的次数，如果不要求稳定性，可以使?直接选择，效率略?于直接插?。

数据量规模中等，选择希尔排序。

数据量规模较?，考虑堆排序（元素分布接近正序或逆序）、快速排序（元素分布随机）和归并排序稳定性）。?般不使?冒泡。

好了，整理结束，小伙伴们点赞、收藏、评论，一键三连走起呀，下期见~~