涤生校招算法系列5：数组基本操作必掌握

Posted 2022-11-10 涤生大数据

     校招不同于社招，不管是科班的大数据/计算机相关类专业的，还是其他专业转行大数据的小伙伴。同样大数据校招面试也是更看重基础（尤其是中大厂），校招不仅需要掌握大数据相关技术，还需要掌握一些基础知识（如计算机基础，算法数据结构），校招面试内容杂而多，如何系统化备战?

     桐哥，壮哥，21年毕业研究生，目前在职快手，米哈游。俩人是校招收割机，校招拿到了美团，字节，快手，京东，滴滴，携程，小米，vivo,米哈游，好未来，小红书，garena,贝壳找房，招行，兴业银行等多家大中厂大数据校招Offer。现在趁着热乎劲，亲自带大家进行大数据校招学习。结合自身校招经历，亲自系列化总结大数据校招知识，剖析核心知识，系统化带大家备战校招，规划学习，考勤打卡。懒人模式--你只需要负责完成每天每周打卡学习即可，而不需要担心应该学习什么？

万里长征第一步，本周我们的小伙伴们在老师的带领下已经学习完了整个数组系列。

1. 刷题必需知识储备

1.掌握主流编程语言之一：C语言，C++,JAVA,或者Python等（建议使用java）
2.数组相关基础概念知识

2.数组基础知识概述

        数组，作为互联网行业校招算法考察的重点，其基本操作是必须掌握的。数组的特性是可以通过下标访问元素，直接定义的数组需要指定数组长度且定义后长度不能修改，本文目的主要帮助大家熟悉数组的操作，为较基础的题目。

         数组是在程序设计中，把具有相同类型的若干元素按有序的形式组织起来的一种形式。 数组 （Array）是有序的元素序列。若将有限个类型相同的变量的集合命名，那么这个名称为数组名。组成数组的各个变量称为数组的分量，也称为数组的元素。

         数组作为线性表的实现方式之一，数组中的元素在内存中是连续存储的，且每个元素占相同大小的内存。

        注意：在不同的编程语言中，数组的实现方式具有一定差别。比如 C++ 和 Java 中，数组中的元素类型必须保持一致，而 Python 中则可以不同。相比之下，Python 中的数组（称为 list）具有更多的高级功能。

 在笔面试过程中，一般需要重点掌握一维数组和二维数组的使用。

2.1一维数组

   数组是存储在连续内存空间上的相同类型类型的集合，其通过索引（脚标）快速访问每个元素的值。在大多数编程语言中，脚标（索引）从 0 算起。数组是由相同类型的数据元素构成的有限集合，一维数组可以看作一个线性表。一维数组的元素有1个下标。

划重点咯：

数组下标都是从0开始的。
数组在内存空间的地址是连续的。
删除或者增添元素时难免要移动其他元素的地址。

2.2二维数组

二维数组也可以看作一个线性表X=(X0，X1，X2，…，Xn-1)，只不过每一个数据元素Xi也是一个线性表。

二维数组的元素中有 2 个下标。如int a[3][2]的元素在内存中按行连续放置：

但无论是一维还是二维，数组是在内存中连续存储多个元素的结构，在内存中的分配也是连续的，数组中的元素通过数组下标进行访问，数组下标从0开始。

2.3 数组使用及优缺点

优点

1.按照索引查询元素速度快
2.按照索引遍历数组方便

缺点

1.数组的大小固定后就无法扩容了
2.数组只能存储一种类型的数据
3.添加，删除的操作慢，因为要移动其他的元素。

数组适用频繁查询，对存储空间要求不大，很少增加和删除的情况。这里的适用场景需要可以记忆一下，后续练习中会有体会哈。

3.数组基础题必掌握

        数组的特性是可以通过下标访问元素，直接定义的数组需要指定数组长度且定义后长度不能修改，本节题目主要帮助大家熟悉数组的操作，为较基础的题目

1.加一（力扣66）

给定一个由 整数 组成的 非空 数组所表示的非负整数，在该数的基础上加一。
最高位数字存放在数组的首位， 数组中每个元素只存储单个数字。
你可以假设除了整数 0 之外，这个整数不会以零开头。

示例 1：

输入：digits = [1,2,3]
输出：[1,2,4]
解释：输入数组表示数字 123。

思路：本题以数组的形式给定一个数字，数组中每个元素只存储单个数字。所以加1的操作自然是从数组的最后一位开始操作。主要考察数组的基本操作。

1.对数组最后一位开始加1操作；
2.需要判断是否进位操作-> 加1大于10则进位1，当前下标为0；加1小于10则不需要进位，直接+1即可；
3.继续对高位下标进行第2步操作

实现

import java.util.Arrays;

public class AddOne 
    public static void main(String[] args) 
        int[] nums = 1,2,3;
        System.out.println(Arrays.toString(plusOne(nums)));
    


    public static int[] plusOne(int[] digits) 
      for (int i = digits.length - 1; i > -1; i--) 
          //最后一个数字加一取余，如果相加小于10则不变，如果等于10则该位被赋值为0
          //从第二次循环到这里时，加一就意味着加的是前一位的进位
          digits[i] = (digits[i] + 1) % 10;
          //如果当前位加一取余之后不等于0的话，就意味着没有产生进位所以直接可以返回
          if (digits[i] != 0)
              return digits;
      
      //如果前面的代码没有返回，一直执行到了这一步，意味着输入数组的最高位也需要进位
      //那么直接new一个比原来数组长度加一的新数组，然后将下标0的位置赋值为1
      digits = new int[digits.length + 1];
      digits[0] = 1;
      return digits;
    

 

2.最大连续1的个数（力扣485）

给定一个二进制数组 nums ， 计算其中最大连续 1 的个数。

示例 1：
输入：nums = [1,1,0,1,1,1]
输出：3
解释：开头的两位和最后的三位都是连续 1 ，所以最大连续 1 的个数是 3.

思路：

同样考察数组的基本操作，对数组中连续的1进行计数，并取最大的连续值。

实现

public class findMaxOne 
    public static void main(String[] args) 
        int[] nums=1,1,0,1,1,1;  //1,1,0,1,1,1,2,1,1,1,1,1
        System.out.println(findMaxOne(nums));
    
    public static int findMaxOne(int[] nums) 
        int max = 0;
        int s = 0;
        for(int i = 0 ; i < nums.length ;i++)
            if(nums[i] == 1)
                //如果取出的值等于1 就 ++
                s++;
                //求最大计数值
                max = Math.max(max, s);
            else
                //遇到不是1就清零0 开始记数
                s = 0;
            
        
        return max;
    

3.杨辉三角（力扣118）

给定一个非负整数 numRows，生成「杨辉三角」的前 numRows 行。

示例 1:

输入: numRows = 5
输出: [[1],[1,1],[1,2,1],[1,3,3,1],[1,4,6,4,1]]

杨辉三角其实就是高中学过的二项式系数的性质，规律如下图。

思路：使用两个for循环遍历数组元素，在外层循环中初始化每一个第二层数组的大小。在内层循环中，先将两侧的数组元素赋值为1，其他数值通过公式计算，然后输出数组元素。

实现

以下代码中包含两种方法，第一种是基本数组处理的方法，第二种递归方法较为推荐解决该类问题。

package array;
import java.util.Scanner;
public class YangHui 
    public static void main(String[] args) 
        Scanner scanner=new Scanner(System.in);
        int sc=scanner.nextInt();
        System.out.println(yanhui_arr(sc));
        //采用递归方法
       /* for (int i = 1; i <= 6; i++) 
            for (int j = 1; j <= i; j++) 
                System.out.print(recursion(i, j) + " ");
            
            System.out.println("");
        */
    
    //数组循环方法
    public static String yanhui_arr(int sc)
        //初始一个二维数组
        int[][] nums=new int [sc][sc];
        for (int i = 0; i < sc; i++) 
            // 格式化输出（第一个数前面）,如"%20s"代表空20个空格
            System.out.format("%" + (sc - i) * 2 + "s", "");
            for (int j = 0; j <= i; j++) //i代表纵坐标，j代表横坐标
                if (j == 0 || j == i) // ||或者，即满足任意一个
                    //每一行第一个数和最后一个数都为1
                    nums[i][j] = 1;
                 else 
                    //杨辉三角的值等于其上一层两个值之和；a[i][j]代表数组坐标的位置，i代表纵坐标，j代表横坐标
                    //nums[i - 1][j - 1]代表上一层两个值中的前一个；nums[i - 1][j]代表上一层两个值中的后一个，注：索引都是从0开始
                    nums[i][j] = nums[i - 1][j - 1] + nums[i - 1][j];
                
                //分别输出i和j的值，i的值输出按原样输出，对于j就是按3位的固定位宽输出（不足4位，在前面补空格；超过4位，按实际位数输出）,
                //即输出宽度为4，不够的用空格填充，比如你的数本来宽2，就加2个空格；本来宽3，就加1个空格。
                System.out.format("%4d", nums[i][j]);
            
            System.out.println();//换行
        
        return "";
    
    //递归
    public static int recursion(int m, int n) 
        int ret = 0;
        //
        if ((n == 1) || (m == n)) 
            ret = 1;
        else
            //重点理解公式   f(n)=f(n-1)+f(n-2)
            ret=recursion(m-1,n)+recursion(m-1,n-1);
        
        return ret;