c++数据结构算法复习基础--1

发布于:2024-02-27 ⋅ 阅读:(88) ⋅ 点赞:(0)

一、大体复习内容

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复习思路;
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二、数据结构算法-常见复杂度汇总介绍-性能对比-图表展示

数据结构:

相互之间存在一种或者多种特定关系的数据元素的集合。在逻辑上可以分为线性结构散列结构树形结构图形结构等等。

数据结构说的是组织数据的一种方式,一种结构。

算法:

求解具体问题的步骤描述,代码上表现出来是解决特定问题的一组有限的指令序列。

它讲究的是有一输入,有一组有限的指令序列去做某一件事情,然后最后一个输出,数据结构是存储数据,组织数据的一种方式结构

算法复杂度:

时间和空间复杂度,衡量算法效率,算法在执行过程中,随着数据规模n的增长,算法执行所花费的时间和空间的增长速度。

复杂度分为两个,一个是时间复杂度,一个是空间复杂度,衡量算法效率的,算法在执行过程中,随着数据规模N的增长执行,算法执行所花费的时间和空间的增长速度,所以杂度并不是,准确的去计算我们这个算法所花费的时间和空间的,这个时间就是算法执行的时间空间就是算法执行过程中所需要占用的额外的内存控件,这里边儿控件指的是内存,也就是说复杂度,并不是准确的去计算这个算法执行过程中花费的时间有多长,所需占用的内存有多大。

常见的时间复杂度:

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三、线性表-数组-常用操作接口-复杂度分析

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1、数组特点:

内存是连续的

优点

下标访问(随机访问) 时间复杂度是O(1)。
末尾位置增加删除元素时间复杂度是O(1)。
访问元素前后相邻位置的元素非常方便

缺点

非末尾位置增加删除元素需要进行大量的数据移动。
搜索的时间复杂度
	无序数组-线性搜索O(n)·
	有序数组-二分搜索O(logn)。
数组扩容消耗比较大
	扩容

2、内存分布

对于我们C和C++的程序,程序运行以后叫做进程,进程在内存上的布局,它的内存可用内存主要分为三个部分:

数据段(.data   ----  存放全局变量,系统分配,系统释放,其生命周期是整个程序的生命周期
堆(heap   --- C语言里边通过malloc free ,c++边儿通过new跟delete来去自己去开辟,自己去释放的,
栈(stack  --- 随着函数进来分配内存,函数出一括号,内存释放

3、数组代码输出

相关接口:

class Array
{
public:
	//构造
	Array(int size = 10); 
	//析构
	~Array();

public:
	//末尾增加元素
	void push_back(int val);
	//末尾删除元素
	void pop_back();
	//按位置增加元素
	void insert(int pos,int val);
	//按元素值删除
	void erase(int val);
	//元素查询
	int find(int val);

private:
	int * mpArr;  //指向可扩容的数组内存
	int mCap_;	  //数组的容量
	int mCur;	  //数组有效元素的个数
};

代码实现

#include <iostream>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
using namespace std;


//数组实现
class Array
{
public:
	Array(int size = 10):mCur(0),mCap(size)
	{
		mpArr = new int[mCap]();
	}
	~Array()
	{
		if(mpArr != nullptr)//用处不大,不能保证指针不为空,指针指向的内存是否是有效内存,想要开发者来保证
			delete []mpArr;
		mpArr = nullptr;//防止野指针
	}

public:
	//末尾增加元素
	void push_back(int val)
	{
		if(mCur == mCap)//数组满了,扩容 -- 在原有的基础上再定义新的内存,这个内存大小是原有内存的两倍,进行数据拷贝,释放原堆内存
		{
			expand(2 * mCap);
		}
		mpArr[mCur++] = val; 
	}
	//末尾删除元素
	void pop_back()
	{
		if(mCur == 0)
		{
			return;
		}
		mCur--;
	}
	//按位置增加元素
	void insert(int pos,int val)
	{
		if(pos < 0 || pos > mCur)
		{
			return;//throw "pos invalid!"
		}

		if(mCur == mCap)
		{
			expand(2 * mCap);
		}

		//移动元素
		for (int i= mCur;i > pos; i--)
		{
			mpArr[i] = mpArr[i-1];
		}

		mpArr[pos] = val;
		mCur++;
	}
	//按位置删除
	void erase(int pos)
	{
		if(pos < 0 || pos > mCur)
		{
			return;//throw "pos invalid!"
		}

		//移动元素
		for (int i= pos + 1;i < mCur; i++)
		{
			mpArr[i-1] = mpArr[i];
		}

		mCur--;
	}
	//按照元素值查询,返回下标
	int find(int val)
	{
		for(int i=0; i < mCur; i++)
		{
			if(mpArr[i] == val)
			{
				return i;
			}
		}
		return -1;
	}
	//打印数据
	void show()const
	{
		for(int i=0; i < mCur; i++)
		{
			cout << mpArr[i] << " ";
		}
		cout << endl;
	}

private:
	//内部数组扩容接口
	void expand(int size)
	{
		int* p = new int(size);
		memcpy(p,mpArr,sizeof(int) * mCap);
		delete[]mpArr;

		mpArr = p;
		mCap = size;
	}

private:
	int *mpArr;  //指向可扩容的数组内存
	int mCap;	  //数组的容量
	int mCur;	  //数组有效元素的个数
};

测试

int main()
{
	Array arr;

	srand(time(0));//生成随机数
	for(int i = 0;i < 10;i++)
	{
		arr.push_back(rand() % 100);
	}

	//测试

	arr.show();
	
	arr.pop_back();
	arr.show();

	arr.insert(0,100);
	arr.show();

	arr.insert(10,200);
	arr.show();

	int pos = arr.find(100);
	if(pos != -1)
	{
		arr.erase(pos);
		arr.show;
	}
}

运行结果:

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四、线性表-数组-笔试面试常见问题-基于数组的双指针思想

1、元素逆序问题

#include <iostream>
#include <string.h>
using namespace std;

//逆序字符串
void Reverse(char arr[],int size)
{
	char* p = arr;
	char* q = arr + size - 1;
	while (p < q)
	{
		char ch = *p;
		*p = *q;
		*q = ch;
		p++;
		q--;
	}
}

int main()
{
	char arr[] = "kyrie_sakura";
	Reverse(arr,strlen(arr));
	cout << arr << endl;
}

运行结果:
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2、奇偶数调整问题:整形数组,把偶数调整到数组的左边,把奇数调整到数组的右边

#include <iostream>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
#include <string.h>
using namespace std;

//奇偶数调整问题:整形数组,把偶数调整到数组的左边,把奇数调整到数组的右边
void AdjustArray(int arr[],int size)
{
	int* p = arr;
	int* q = arr + size -1;
	while(p < q)
	{
		//p->奇数
		while(p < q)
		{
			if((*p & 0x1) == 0)
			{
				break;
			}
			p++;
		}
		//q<-偶数
		while(p < q)
		{
			if((*q & 0x1) == 1)
			{
				break;
			}
			q--;
		}

		//p奇数,q偶数
		if(p < q)
		{
			int tmp = *p;
			*p = *q;
			*q = tmp;
			p++;
			q--;
		}
	}
}

代码测试:

int main()
{
	int arr[10] = {0};
	srand(time(0));
	for(int i = 0; i < 10; i++)
	{
		arr[i] = rand() % 100;
	}

	for(int v:arr)
	{
		cout << v << " ";
	}
	cout << endl;

	AdjustArray(arr,10);

	for(int v:arr)
	{
		cout << v << " ";
	}
	cout << endl;
}

测试结果

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