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Java面试题-算法篇十七

170,堆和栈在内存中的区别是什么?

概念:

栈(stack)是为执行线程留出的内存空间。当函数被调用的时候,栈顶为 局部变量 和一些 bookkeeping
数据预留块。当函数执行完毕,块就没有用了,可能在下次的函数调用的时候再被使用。栈通常用后进先出的方式预留空间;因此最近的保留块通常最先被释放。这么做可以使跟踪堆栈变的简单;从栈中释放块只不过是指针的偏移而已。

堆(heap)是为动态分配预留的内存空间。和栈不一样,从堆上分配和重新分配块没有固定模式;你可以在任何时候分配和释放它。这样使得跟踪哪部分堆已经被分配和被释放变的异常复杂;有许多定制的堆分配策略用来为不同的使用模式下调整堆的性能。

区别:

内存分配:

栈:由编译器自动分配和释放,存放函数的参数、局部变量、临时变量、函数返回地址等。

堆:一般人为分配和释放,对 Java 而言由系统释放回收,但对于C++等,必须手动释放,如果没有手动释放会引起内存泄漏。

系统响应:

栈:只要栈的剩余空间大于所申请的空间,系统将为程序提供内存,否则将报异常提示栈溢出。

堆:在记录空闲内存地址的 链表 中寻找一个空间大于所申请空间的堆结点,然后将该结点从空闲结点链表中删除,并将该结点的空间分配给程序。

大小限制:

栈:在Windows下,栈是向低地址扩展的数据结构,是一块连续的内存的区域。这句话的意思是栈顶的地址和栈的最大容量是系统预先规定好的,在
windows下,栈的大小是2M,如果申请的空间超过栈的剩余空间时,将提示overflow。因此,能从栈获得的空间较小。

堆:堆是向高地址扩展的数据结构,是不连续的内存区域。这是由于系统是用链表来存储的空闲内存地址的,自然是不连续的,而链表的遍历方向是由低地址向高地址。堆的大小受限于计算机系统中有效的虚拟内存。

结论:堆获得的空间比较灵活,也比较大。

分配效率:

栈:由系统自动分配,速度较快,无法人为控制。

堆:由new分配的内存,一般速度比较慢,而且容易产生内存碎片,不过用起来最方便。

存储内容:

栈:在栈中,第一个进栈的是主函数下一条指令的地址,然后是函数的各个参数,在大多数编译器中,参数是由右往左入栈,然后是函数中的局部变量。注意,静态变量不入栈。出栈则刚好顺序相反。

堆:一般在堆的头部用一个字节存放堆的大小,具体内容受人为控制。

171,求出1000之内的所有水仙花数

概念:

水仙花数指的是一个三位整数,它的各位数字的立方和等于这个数本身.。

解法:

public class NumberOfDaffodils { 
 public static void main(String[] args) { 
 // TODO Auto-generated method stub 
 int hundred, ten, bits; 
 System.out.println("水仙花数为:"); 
 for (int i = 100; i <= 999; i++) 
 { 
 hundred = i / 100; 
 ten = i % 100 / 10; 
 bits = i % 10; 
 if (i == hundred * hundred * hundred + ten * ten * ten + bits * bits * bits) 
 { 
 System.out.print(i + " "); 
 } 
 } 
 } 
} 

172,比较一下几种常用的 排序算法 ,简单的写一下你知道的几种排序算法?

比较:

1.稳定性比较

插入排序、 冒泡排序 、二叉树排序、二路 归并排序 及其他线形排序是稳定的

选择排序 希尔排序 快速排序 、堆排序是不稳定的

2.时间复杂性比较

插入排序、冒泡排序、选择排序的时间复杂性为O(n2)

其它非线形排序的时间复杂性为O(nlog2n)

线形排序的时间复杂性为O(n);

3.辅助空间的比较

线形排序、二路归并排序的辅助空间为O(n);

其它排序的辅助空间为O(1);

4.其它比较

*插入、冒泡排序的速度较慢,但参加排序的序列局部或整体有序时,这种排序能达到较快的速度,但是在这种情况下,快速排序反而慢了。

*当n较小时,对稳定性不作要求时宜用选择排序,对稳定性有要求时宜用插入或冒泡排序。

*若待排序的记录的关键字在一个明显有限范围内时,且空间允许是用桶排序。

*当n较大时,关键字元素比较随机,对稳定性没要求宜用快速排序。

*当n较大时,关键字元素可能出现本身是有序的,对稳定性有要求时,空间允许的情况下宜用归并排序。

*当n较大时,关键字元素可能出现本身是有序的,对稳定性没有要求时宜用堆排序。

常见的排序算法:

选择排序

public class SelectionSort { public void selectionSort(int[] array) { int temp; for (int i = 0; i < array.length - 1; i++) { for (int j = i + 1; j <= array.length - 1; j++) { if (array[i] > array[j]) { // 注意和冒泡排序的区别,这里是i和j比较。
 temp = array[i];
 array[i] = array[j];
 array[j] = temp;
 }
 } // 打印每趟排序结果
 for (int m = 0; m <= array.length - 1; m++) {
 System.out.print(array[m] + "t");
 }
 System.out.println();
 }
 } public static void main(String[] args) {
 SelectionSort selectionSort = new SelectionSort(); int[] array = { 5, 69, 12, 3, 56, 789, 2, 5648, 23 };
 selectionSort.selectionSort(array); 
 for (int m = 0; m <= array.length - 1; m++) {
 System.out.print(array[m] + "t");
 }
 }
} 

插入排序

public class InsertSort { public void insertSort(int[] array, int first, int last) { int temp, i, j; for (i = first + 1; i <= last - 1; i++) {
 temp = array[i];
 j = i - 1;  while  (j >= first && array[j] > temp) {
 array[j + 1] = array[j];
 j--;
 }
 array[j + 1] = temp; // 打印每次排序结果
 for (int m = 0; m <= array.length - 1; m++) {
 System.out.print(array[m] + "t");
 }
 System.out.println();
 }
 } public static void main(String[] args) {
 InsertSort insertSort = new InsertSort(); int[] array = { 5, 69, 12, 3, 56, 789, 2, 5648, 23 };
 insertSort.insertSort(array, 0, array.length); 
 for (int i = 0; i <= array.length - 1; i++) {
 System.out.print(array[i] + "t");
 }
 }
} 

快速排序

public class QuickSort { public int partition(int[] sortArray, int low, int height) { int key = sortArray[low]; while (low < height) { while (low < height && sortArray[height] >= key)
 height--;
 sortArray[low] = sortArray[height]; while (low < height && sortArray[low] <= key)
 low++;
 sortArray[height] = sortArray[low];
 }
 sortArray[low] = key; // 打印每次排序结果
 for (int i = 0; i <= sortArray.length - 1; i++) {
 System.out.print(sortArray[i] + "t");
 }
 System.out.println(); return low;
 } public void sort(int[] sortArray, int low, int height) { if (low < height) { int result = partition(sortArray, low, height);
 sort(sortArray, low, result - 1);
 sort(sortArray, result + 1, height);
 }
 } public static void main(String[] args) {
 QuickSort quickSort = new QuickSort(); int[] array = { 5, 69, 12, 3, 56, 789, 2, 5648, 23 }; for (int i = 0; i <= array.length - 1; i++) {
 System.out.print(array[i] + "t");
 }
 System.out.println();
 quickSort.sort(array, 0, 8); 
 for (int i = 0; i <= array.length - 1; i++) {
 System.out.print(array[i] + "t");
 }
 }
} 

希尔排序

public class ShellSort { public void shellSort(int[] array, int n) { int i, j, gap; int temp; for (gap = n / 2; gap > 0; gap /= 2) { for (i = gap; i < n; i++) { for (j = i - gap; j >= 0 && array[j] > array[j + gap]; j -= gap) {
 temp = array[j];
 array[j] = array[j + gap];
 array[j + gap] = temp;
 } // 打印每趟排序结果
 for (int m = 0; m <= array.length - 1; m++) {
 System.out.print(array[m] + "t");
 }
 System.out.println();
 }
 }
 } public static void main(String[] args) {
 ShellSort shellSort = new ShellSort(); int[] array = { 5, 69, 12, 3, 56, 789, 2, 5648, 23 };
 shellSort.shellSort(array, array.length); 
 for (int m = 0; m <= array.length - 1; m++) {
 System.out.print(array[m] + "t");
 }
 }
} 

就先列到这里了,谁还有其他算法的示例或者有这些算法的其他更优解,欢迎留言讨论!

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文章来源:智云一二三科技

文章标题:Java面试题-算法篇十七

文章地址:https://www.zhihuclub.com/181426.shtml

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