最新「Java数据结构」- 堆(优先级队列),字节跳动技术整理

最后

ActiveMQ消息中间件面试专题

  • 什么是ActiveMQ?
  • ActiveMQ服务器宕机怎么办?
  • 丢消息怎么办?
  • 持久化消息非常慢怎么办?
  • 消息的不均匀消费怎么办?
  • 死信队列怎么办?
  • ActiveMQ中的消息重发时间间隔和重发次数吗?

ActiveMQ消息中间件面试专题解析拓展:

BAT面试文档:ActiveMQ+redis+Spring+高并发多线程+JVM


redis面试专题及答案

  • 支持一致性哈希的客户端有哪些?
  • Redis与其他key-value存储有什么不同?
  • Redis的内存占用情况怎么样?
  • 都有哪些办法可以降低Redis的内存使用情况呢?
  • 查看Redis使用情况及状态信息用什么命令?
  • Redis的内存用完了会发生什么?
  • Redis是单线程的,如何提高多核CPU的利用率?

BAT面试文档:ActiveMQ+redis+Spring+高并发多线程+JVM


Spring面试专题及答案

  • 谈谈你对 Spring 的理解
  • Spring 有哪些优点?
  • Spring 中的设计模式
  • 怎样开启注解装配以及常用注解
  • 简单介绍下 Spring bean 的生命周期

Spring面试答案解析拓展

BAT面试文档:ActiveMQ+redis+Spring+高并发多线程+JVM


高并发多线程面试专题

  • 现在有线程 T1、T2 和 T3。你如何确保 T2 线程在 T1 之后执行,并且 T3 线程在 T2 之后执行?
  • Java 中新的 Lock 接口相对于同步代码块(synchronized block)有什么优势?如果让你实现一个高性能缓存,支持并发读取和单一写入,你如何保证数据完整性。
  • Java 中 wait 和 sleep 方法有什么区别?
  • 如何在 Java 中实现一个阻塞队列?
  • 如何在 Java 中编写代码解决生产者消费者问题?
  • 写一段死锁代码。你在 Java 中如何解决死锁?

高并发多线程面试解析与拓展

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jvm面试专题与解析

  • JVM 由哪些部分组成?
  • JVM 内存划分?
  • Java 的内存模型?
  • 引用的分类?
  • GC什么时候开始?

JVM面试专题解析与拓展!

BAT面试文档:ActiveMQ+redis+Spring+高并发多线程+JVM

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根据堆数组中每个下标,我们可以得出以下结论.

  1. 已知双亲(parent)的下标,则:
  • 左孩子(left)下标 = 2 * parent + 1

  • 右孩子(right)下标 = 2 * parent + 2

  1. 已知孩子 (不区分左右) (child)下标,则:
  • 双亲(parent)下标 = (child - 1) / 2

准备工作


通过上面我们得知 , 堆是使用数组来存储元素的,只是逻辑上是一颗树,所以我们先构造出个 Heap 类,这个类 用来实现 堆 的操作

public class Heap {

public int[] elem; // 存储数据的数组

public int usedSize;// 记录当前堆中的有效数据

public Heap(int[] array) {

this.elem = array; // 构造参数为一个数组作为参数传进来

usedSize = array.length;// 这里假设数组元素全部为满的情况

}

}

向下调整


向下调整:将所有子树是堆,而整棵树本身不是堆的给调整成堆

前提:左右子树必须已经是一个堆才能调整

// 调整前

int[] array = {27,15,19,18,28,34,65,49,25,37};

向下调整算法执行过程

//调整后

int[] array = {15, 18, 19, 25, 28, 34, 65, 49, 27};

向下调整代码

//向下调整

/**

parent : 父节点下标

len : 数组长度

*/

public void adjustDown(int parent, int len) {

int child = 2 * parent + 1;//左子树

if (child < len){

//判断左右子树的值谁小

//判断右子树是否存在

if (child+1 < len && this.elem[child] > this.elem[child+1]){

child++;//更改成右子树

}

//判断根节点的值是否比孩子节点大

if(this.elem[parent] > this.elem[child]){

//交换

int tmp = this.elem[parent];

this.elem[parent] = this.elem[child];

this.elem[child] = tmp;

//将child节点更新成parent,继续向下调整

adjustDown(child,len);

}

}

}

建堆


通过刚才向下调整算法,我们可以知道,向下调整算法可以将一个子树是堆,而整棵树本身不是堆的给调整成堆,那么 如果给一个 子树也不是堆 的数据,该怎么去调成堆呢?

先给一组数据

// 建堆前

int[] array = {27,19,28,24,36,10,31};

如果需要将一个看过去只是个完全二叉树,但是不是一个堆的,我们就需要通过算法,把这个树重新构建,构建成一个堆,这个操作叫做 建堆, 这里作者是用建的是小堆 , 建大堆只需要将向下调整算法的比较改一下即可

思路:首先我们需要先找到最后一个父节点 , 前面介绍了下标关系 , 我们可以通过 数组最后一个下标 -1/ 2 找到最后一个父节点,然后从最后一个父节点开始 , 一直调整到根节点树.

// 根据思路 可以得知

int parent = (usedSize - 1) / 2; // 最后一个父节点的位置

上面说过,通过向下调整算法 ,可以将一个子树是堆,而整棵树本身不是堆的给调整成堆 , 所以 我们可以将最后一个父节点开始的子树,看成一个 子树是堆,而本身不是堆的二叉树

所以我们可以调用向下调整算法 , 将最后一个 子树 先调成小堆

adjustDown(parent,usedSize); // 调用刚写的向下调整算法调整最后一个子树

调整之后,我们可以看到最后一个子树已经是一个堆了

根据上面的一个子树调整过程 , 可以得知,只要将所有的子树构建成堆直到根节点,我们就可以将一颗完全二叉树构建成堆,而且从上图可以看到 **parent–**操作 就能获取到上一颗子树的根节点 , 所以可以使用循环控制 parent变量 进行建堆 , 代码如下:

public void createHeap() {

//parent 代表每颗子树的根节点

for (int parent = (this.usedSize - 1) / 2; parent >= 0; parent–) {

adjustDown(parent, this.usedSize);

}

}

// 建堆后

int[] array = {10, 19, 27, 24, 36, 28, 31};

接下来我们先看看 堆 的常用操作,堆和栈队列一样,不能随机访问元素, 建堆时建的是小堆,那么堆顶元素一定是这个集合中最小的元素,大堆也是同理

public void offer(int val); // 将指定的元素插入到堆中。

public int peek(); // 返回堆顶元素

public int pop(); // 删除元素并返回删除元素

public boolean isEmpty();// 判断堆是否为空

实现

======

添加元素


添加元素时,由于堆是数组存储元素,所以我们可以直接使用尾插法进行插入,但需要考虑,如果插入的元素 破坏了堆的结构,那么该怎么处理?

比如 , 目前是一个小堆,我添加的元素比当前堆的元素都小,那么该怎么处理

如果我们添加的元素破坏了堆的结构,这个时候使用 建堆 算法虽然可以重新调整成堆 , 但是建堆需要去遍历每个父节点 , 是有一定的时间开销,如果每次添加元素都建一次堆,那么此时的时间花销就不可小觑了 , 那么此时就有另一种调整算法 向上调整 可以减少时间复杂度

向上调整

向上调整执行流程

向上调整代码

public void adjustUp(int child){

int parent = (child - 1) / 2;

if(child > 0){

if(this.elem[child] > this.elem[parent]){

//交换

int tmp = this.elem[parent];

this.elem[parent] = this.elem[child];

this.elem[child] = tmp;

// 递归调用向上调整,将父节点作为参数传入

adjustUp(parent);

}

}

}

这样就可以通过向上调整的算法 , 就可以以更短的路径(不用遍历全部父节点),更短的时间去将添加的元素调整到对应的位置上.

添加元素代码

private boolean isFull(){ // 判断数组存放元素是不是已满

return this.elem.length == this.usedSize;

}

public void offer(int val){

if(this.isFull()){

this.elem = Arrays.copyOf(this.elem,this.elem.length * 2);// 扩容代码

}

this.elem[this.usedSize] = val;

adjustUp(this.usedSize - 1);

this.usedSize++;

}

删除元素


在出队列的时候,并不是直接删除堆顶元素 , 如果直接使用覆盖式方法进行删除的话,不能保证覆盖后的数据是否还是保留的堆的结构(不能确定)

最后

毕竟工作也这么久了 ,除了途虎一轮,也七七八八面试了不少大厂,像阿里、饿了么、美团、滴滴这些面试过程就不一一写在这篇文章上了。我会整理一份详细的面试过程及大家想知道的一些问题细节

美团面试经验

美团面试
字节面试经验
字节面试
菜鸟面试经验
菜鸟面试
蚂蚁金服面试经验
蚂蚁金服
唯品会面试经验
唯品会

因篇幅有限,图文无法详细发出

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了。我会整理一份详细的面试过程及大家想知道的一些问题细节

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