15道使用频率极高的基础算法题

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基础算法练习43道（详细讲解版，随时更新）本算法是基础算法，既然是基础算法，既可以用java语言编写，也可以用C等其它语言编写，所以我建议想学C语言的同学，可以去看我的博客《C语言各章节干货汇总、考研知识点归纳》，之后也可以用C语言编写，想用C练习的小伙伴，只需要将方法体中输入输出语句改为C语言输入输出语句即可，另外有些改不了的我会给出C算法的代码。阅读详情

15道使用频率极高的基础算法题

by obroot| posted: 2014年7月30日 http://www.obroot.com/15-the-basis-of-using-high-frequency-algorithm-problem/

15道常见的基础算法题：

1、合并排序，将两个已经排序的数组合并成一个数组，其中一个数组能容下两个数组的所有元素;
2、合并两个已经排序的单链表;
3、倒序打印一个单链表;
4、给定一个单链表的头指针和一个指定节点的指针，在O(1)时间删除该节点;
5、找到链表倒数第K个节点;
6、反转单链表;
7、通过两个栈实现一个队列;
8、二分查找;
9、快速排序;
10、获得一个int型的数中二进制中的个数;
11、输入一个数组，实现一个函数，让所有奇数都在偶数前面;
12、判断一个字符串是否是另一个字符串的子串;
13、把一个int型数组中的数字拼成一个串，这个串代表的数字最小;
14、输入一颗二叉树，输出它的镜像（每个节点的左右子节点交换位置）;
15、输入两个链表，找到它们第一个公共节点;

代码实现：

//链表节点
struct NodeL 
{
 int value;
 NodeL* next;
 NodeL(int value_=0,NodeL* next_=NULL):value(value_),next(next_){}
}; 
//二叉树节点
struct NodeT
{
 int value;
 NodeT* left;
 NodeT* right;
 NodeT(int value_=0,NodeT* left_=NULL,NodeT* right_=NULL):value(value_),left(left_),right(right_){}
};

1、合并排序，将两个已经排序的数组合并成一个数组，其中一个数组能容下两个数组的所有元素;

合并排序一般的思路都是创建一个更大数组C，刚好容纳两个数组的元素，先是一个while循环比较，将其中一个数组A比较完成，将另一个数组B中所有的小于前一个数组A的数及A中所有的数按顺序存入C中，再将A中剩下的数存入C中，但这里是已经有一个数组能存下两个数组的全部元素，就不用在创建数组了，但只能从后往前面存，从前往后存，要移动元素很麻烦。

//合并排序，将两个已经排序的数组合并成一个数组，其中一个数组能容下两个数组的所有元素
void MergeArray(int a[],int alen,int b[],int blen)
{
 int len=alen+blen-1; 
 alen--;
 blen--;
 while (alen>=0 && blen>=0)
 {
 if (a[alen]>b[blen])
 {
 a[len--]=a[alen--];
 }else{
 a[len--]=b[blen--]; 
 }
 }

 while (alen>=0)
 {
 a[len--]=a[alen--];
 } 
 while (blen>=0)
 {
 a[len--]=b[blen--];
 } 
}

void MergeArrayTest()
{
 int a[]={2,4,6,8,10,0,0,0,0,0};
 int b[]={1,3,5,7,9};
 MergeArray(a,5,b,5);
 for (int i=0;i<sizeof(a)/sizeof(a[0]);i++)
 {
 cout<<a[i]<<" ";
 }
}

2、合并两个单链表;

合并链表和合并数组，我用了大致相同的代码，就不多少了，那本书用的是递归实现。

//链表节点
struct NodeL 
{
 int value;
 NodeL* next;
 NodeL(int value_=0,NodeL* next_=NULL):value(value_),next(next_){}
}; 

//合并两个单链表
NodeL* MergeList(NodeL* head1,NodeL* head2)
{
 if (head1==NULL)
 return head2;
 if (head2==NULL)
 return head1;

 NodeL* head=NULL; 
 if (head1->value<head2->value)
 {
 head=head1;
 head1=head1->next;
 }else{
 head=head2;
 head2=head2->next;
 }
 NodeL* tmpNode=head;
 while (head1 && head2)
 {
 if (head1->value<head2->value)
 {
 head->next=head1;
 head1=head1->next;
 }else{
 head->next=head2;
 head2=head2->next;
 }
 head=head->next;
 }
 if (head1)
 {
 head->next=head1;
 }
 if (head2)
 {
 head->next=head2;
 } 
 return tmpNode;
}

void MergeListTest()
{
 NodeL* head1=new NodeL(1);
 NodeL* cur=head1;
 for (int i=3;i<10;i+=2)
 {
 NodeL* tmpNode=new NodeL(i);
 cur->next=tmpNode;
 cur=tmpNode;
 }
 NodeL* head2=new NodeL(2);
 cur=head2;
 for (int i=4;i<10;i+=2)
 {
 NodeL* tmpNode=new NodeL(i);
 cur->next=tmpNode;
 cur=tmpNode;
 }
 NodeL* head=MergeList(head1,head2);
 while (head)
 {
 cout<<head->value<<" ";
 head=head->next;
 }
}

3、倒序打印一个单链表;

递归实现，先递归在打印就变成倒序打印了，如果先打印在调用自己就是顺序打印了。

//倒序打印一个单链表
void ReversePrintNode(NodeL* head)
{
 if (head)
 {
 ReversePrintNode(head->next);
 cout<<head->value<<endl;
 } 
} 
void ReversePrintNodeTest()
{
 NodeL* head=new NodeL();
 NodeL* cur=head;
 for (int i=1;i<10;i++)
 {
 NodeL* tmpNode=new NodeL(i);
 cur->next=tmpNode;
 cur=tmpNode;
 }
 ReversePrintNode(head);
}

4、给定一个单链表的头指针和一个指定节点的指针，在O(1)时间删除该节点;

删除节点的核心还是将这个节点的下一个节点，代替当前节点。

//给定一个单链表的头指针和一个指定节点的指针，在O(1)时间删除该节点
void DeleteNode(NodeL* head,NodeL* delNode)
{
 if (!head || !delNode)
 {
 return;
 }

 if (delNode->next!=NULL)//删除中间节点
 {
 NodeL* next=delNode->next;
 delNode->next=next->next;
 delNode->value=next->value;
 delete next;
 next=NULL;
 }else if (head==delNode)//删除头结点
 {
 delete delNode;
 delNode=NULL;
 *head=NULL;
 }else//删除尾节点，考虑到delNode不在head所在的链表上的情况
 {
 NodeL* tmpNode=head;
 while (tmpNode && tmpNode->next!=delNode)
 {
 tmpNode=tmpNode->next;
 }
 if (tmpNode!=NULL)
 {
 delete delNode;
 delNode=NULL;
 tmpNode->next=NULL;
 }
 }
}

void DeleteNodeTest()
{
 int nodeCount=10;
 for (int K=0;K<nodeCount;K++)
 {
 NodeL* head=NULL;
 NodeL* cur=NULL;
 NodeL* delNode=NULL;
 for (int i=0;i<nodeCount;i++)
 {
 NodeL* tmpNode=new NodeL(i);
 if (i==0)
 {
 cur=head=tmpNode;
 }else{
 cur->next=tmpNode;
 cur=tmpNode; 
 }
 if (i==K)
 {
 delNode=tmpNode;
 } 
 }
 DeleteNode(head,delNode) ;
 } 
}

5、找到链表倒数第K个节点;

通过两个指针，两个指针都指向链表的开始，一个指针先向前走K个节点，然后再以前向前走，当先走的那个节点到达末尾时，另一个节点就刚好与末尾节点相差K个节点。

//找到链表倒数第K个节点
NodeL* FindKthToTail(NodeL* head,unsigned int k)
{
 if(head==NULL || k==0)
 return NULL;
 NodeL* tmpNode=head;
 for (int i=0;i<k;i++)
 {
 if (tmpNode!=NULL)
 {
 tmpNode=tmpNode->next;
 }else{
 return NULL;
 } 
 }
 NodeL* kNode=head;
 while (tmpNode!=NULL)
 {
 kNode=kNode->next;
 tmpNode=tmpNode->next;
 }
 return kNode;
}

void FindKthToTailTest()
{
 int nodeCount=10;
 for (int K=0;K<nodeCount;K++)
 {
 NodeL* head=NULL;
 NodeL* cur=NULL; 
 for (int i=0;i<nodeCount;i++)
 {
 NodeL* tmpNode=new NodeL(i);
 if (i==0)
 {
 cur=head=tmpNode;
 }else{
 cur->next=tmpNode;
 cur=tmpNode; 
 }
 }
 NodeL* kNode=FindKthToTail(head,K+3) ;
 if (kNode)
 {
 cout<<"倒数第 "<<K+3<<" 个节点是："<<kNode->value<<endl;
 }else{
 cout<<"倒数第 "<<K+3<<" 个节点不在链表中" <<endl;
 }
 } 
}

6、反转单链表;

按顺序一个个的翻转就是了。

//反转单链表
NodeL* ReverseList(NodeL* head)
{
 if (head==NULL)
 {
 return NULL;
 }
 NodeL* reverseHead=NULL;
 NodeL* curNode=head;
 NodeL* preNode=NULL;
 while (curNode!=NULL)
 {
 NodeL* nextNode=curNode->next;
 if (nextNode==NULL)
 reverseHead=curNode; 

 curNode->next=preNode;
 preNode=curNode;
 curNode=nextNode;
 }
 return reverseHead;
}

void ReverseListTest()
{
 for (int K=0;K<=10;K++)
 {
 NodeL* head=NULL;
 NodeL* cur=NULL; 
 for (int i=0;i<K;i++)
 {
 NodeL* tmpNode=new NodeL(i);
 if (i==0)
 {
 cur=head=tmpNode;
 }else{
 cur->next=tmpNode;
 cur=tmpNode; 
 }
 }

 cur=ReverseList( head);
 while (cur)
 {
 cout<<cur->value<<" ";
 cur=cur->next;
 }
 cout<<endl;
 }
 cout<<endl;
}

7、通过两个栈实现一个队列;

直接上代码

//通过两个栈实现一个队列
template<typename T>
class CQueue
{
public:
 void push(const T& val)
 {
 while (s2.size()>0)
 {
 s1.push(s2.top());
 s2.pop();
 }
 s1.push(val);
 }
 void pop()
 { 
 while (s1.size()>0)
 {
 s2.push(s1.top());
 s1.pop();
 }
 s2.pop();
 }

 T& front()
 { 
 while (s1.size()>0)
 {
 s2.push(s1.top());
 s1.pop();
 }
 return s2.top();
 }
 int size()
 {
 return s1.size()+s2.size();
 }
private:
 stack<T> s1;
 stack<T> s2;
};

void CQueueTest()
{
 CQueue<int> q;
 for (int i=0;i<10;i++)
 {
 q.push(i);
 }
 while (q.size()>0)
 {
 cout<<q.front()<<" ";
 q.pop();
 }
}

8、二分查找;

二分查找记住几个要点就行了，代码也就那几行，反正我现在是可以背出来了，start=0，end=数组长度-1，while(start<=end)，注意溢出。

//二分查找
int binarySearch(int a[],int len,int val)
{
 int start=0;
 int end=len-1;
 int index=-1;
 while (start<=end)
 {
 index=start+(end-start)/2;
 if (a[index]==val)
 {
 return index;
 }else if (a[index]<val)
 {
 start=index+1;
 }else
 {
 end=index-1;
 }
 }
 return -1;
}

9、快速排序;

来自百度百科，说不清楚

//快速排序
//之前有个面试叫我写快排，想都没想写了个冒泡,思路早忘了，这段代码来自百度百科
void Qsort(int a[],int low,int high)
{
 if(low>=high)
 {
 return;
 }
 int first=low;
 int last=high;
 int key=a[first];//用字表的第一个记录作为枢轴
 while(first<last)
 {
 while(first<last && a[last]>=key )--last;
 a[first]=a[last];//将比第一个小的移到低端
 while(first<last && a[first]<=key )++first;
 a[last]=a[first];//将比第一个大的移到高端
 }
 a[first]=key;//枢轴记录到位
 Qsort(a,low,first-1);
 Qsort(a,last+1,high);
}

void QsortTest()
{
 int a[]={1,3,5,7,9,2,4,6,8,0};
 int len=sizeof(a)/sizeof(a[0])-1;
 Qsort(a,0,len); 
 for(int i=0;i<=len;i++)
 {
 cout<<a[i]<<" ";
 } 
 cout<<endl;
}

10、获得一个int型的数中二进制中的个数;

核心实现就是while (num= num & (num-1))，通过这个数和比它小1的数的二进制进行&运算，将二进制中1慢慢的从后往前去掉，直到没有。

//获得一个int型的数中二进制中1的个数
int Find1Count(int num)
{
 if (num==0)
 {
 return 0;
 }
 int count=1;
 while (num= num & (num-1))
 {
 count++;
 }
 return count;
}

11、输入一个数组，实现一个函数，让所有奇数都在偶数前面;

两个指针，一个从前往后，一个从后往前，前面的指针遇到奇数就往后走，后面的指针遇到偶数就往前走，只要两个指针没有相遇，就奇偶交换。

//输入一个数组，实现一个函数，让所有奇数都在偶数前面
void RecordOddEven(int A[],int len)
{
 int i=0,j=len-1;
 while (i<j)
 {
 while (i<len && A[i]%2==1) 
 i++; 

 while (j>=0 && A[j]%2==0) 
 j--; 

 if (i<j)
 {
 A[i]^=A[j]^=A[i]^=A[j]; 
 }
 }
}

void RecordOddEvenTest()
{
 int A[]={1,2,3,4,5,6,7,8,9,0,11};
 int len=sizeof(A)/sizeof(A[0]);
 RecordOddEven( A , len);
 for (int i=0;i<len;i++)
 {
 cout<<A[i]<<" ";
 }
 cout<<endl;
 for (int i=0;i<len;i++)
 {
 A[i]=2;
 }
 RecordOddEven( A , len);
 for (int i=0;i<len;i++)
 {
 cout<<A[i]<<" ";
 }
 cout<<endl;
 for (int i=0;i<len;i++)
 {
 A[i]=1;
 }
 RecordOddEven( A , len);
 for (int i=0;i<len;i++)
 {
 cout<<A[i]<<" ";
 }
}

12、判断一个字符串是否是另一个字符串的子串;

我这里就是暴力的对比

//判断一个字符串是否是另一个字符串的子串
int substr(const char* source,const char* sub)
{
 if (source==NULL || sub==NULL)
 {
 return -1;
 }
 int souLen=strlen(source);
 int subLen=strlen(sub);
 if (souLen<subLen)
 {
 return -1;
 }

 int cmpCount=souLen-subLen;
 for (int i=0;i<=cmpCount;i++)
 {
 int j=0;
 for (;j<subLen;j++)
 {
 if (source[i+j]!=sub[j])
 {
 break;
 }
 }
 if (j==subLen)
 {
 return i ;
 }
 }
 return -1;
}

13、把一个int型数组中的数字拼成一个串，这个串代表的数字最小;

先将数字转换成字符串存在数组中，在通过qsort排序，在排序用到的比较函数中，将要比较的两个字符串进行组合，如要比较的两个字符串分别是A,B，那么组合成，A+B，和B+A，在比较A+B和B+A，返回strcmp(A+B, B+A)，经过qsort这么一排序,数组就变成从小到大的顺序了，组成的数自然是最小的。

//把一个int型数组中的数字拼成一个串，是这个串代表的数组最小
#define MaxLen 10 
int Compare(const void* str1,const void* str2)
{
 char cmp1[MaxLen*2+1];
 char cmp2[MaxLen*2+1];
 strcpy(cmp1,*(char**)str1);
 strcat(cmp1,*(char**)str2);

 strcpy(cmp2,*(char**)str2);
 strcat(cmp2,*(char**)str1);
 return strcmp(cmp1,cmp2);
} 
void GetLinkMin(int a[],int len)
{
 char** str=(char**)new int[len];
 for (int i=0;i<len;i++)
 {
 str[i]=new char[MaxLen+1];
 sprintf(str[i],"%d",a[i]); 
 }

 qsort(str,len,sizeof(char*),Compare);
 for (int i=0;i<len;i++)
 {
 cout<<str[i]<<" ";
 delete[] str[i] ;
 }
 delete[] str;
} 
void GetLinkMinTest()
{
 int arr[]={123,132,213,231,321,312};
 GetLinkMin(arr,sizeof(arr)/sizeof(int));
}

14、输入一颗二叉树，输出它的镜像（每个节点的左右子节点交换位置）;

递归实现，只要某个节点的两个子节点都不为空，就左右交换，让左子树交换，让右子树交换。

struct NodeT
{
 int value;
 NodeT* left;
 NodeT* right;
 NodeT(int value_=0,NodeT* left_=NULL,NodeT* right_=NULL):value(value_),left(left_),right(right_){}
};

//输入一颗二叉树，输出它的镜像（每个节点的左右子节点交换位置）
void TreeClass(NodeT* root)
{
 if( root==NULL || (root->left==NULL && root->right==NULL) ) 
 return; 
 NodeT* tmpNode=root->left;
 root->left=root->right;
 root->right=tmpNode;
 TreeClass(root->left);
 TreeClass(root->right); 
}

void PrintTree(NodeT* root)
{
 if(root)
 {
 cout<<root->value<<" ";
 PrintTree(root->left);
 PrintTree(root->right);
 } 
}

void TreeClassTest()
{
 NodeT* root=new NodeT(8);
 NodeT* n1=new NodeT(6);
 NodeT* n2=new NodeT(10);
 NodeT* n3=new NodeT(5);
 NodeT* n4=new NodeT(7);
 NodeT* n5=new NodeT(9);
 NodeT* n6=new NodeT(11);
 root->left=n1;
 root->right=n2;
 n1->left=n3;
 n1->right=n4;
 n2->left=n5;
 n2->right=n6;
 PrintTree(root);
 cout<<endl;
 TreeClass( root );
 PrintTree(root);
 cout<<endl;
}

15、输入两个链表，找到它们第一个公共节点;

如果两个链表有公共的节点，那么第一个公共的节点及往后的节点都是公共的。从后往前数N个节点（N=短链表的长度节点个数）,长链表先往前走K个节点（K=长链表的节点个数-N），这时两个链表都距离末尾N个节点，现在可以一一比较了，最多比较N次，如果有两个节点相同就是第一个公共节点，否则就没有公共节点。

//输入两个链表，找到它们第一个公共节点
int GetLinkLength(NodeL* head)
{ 
 int count=0;
 while (head)
 {
 head=head->next;
 count++;
 }
 return count;
}

NodeL* FindFirstEqualNode(NodeL* head1,NodeL* head2)
{
 if (head1==NULL || head2==NULL)
 return NULL;
 int len1=GetLinkLength(head1);
 int len2=GetLinkLength(head2);
 NodeL* longNode;
 NodeL* shortNode;
 int leftNodeCount;
 if (len1>len2)
 {
 longNode=head1;
 shortNode=head2;
 leftNodeCount=len1-len2;
 }else{
 longNode=head2;
 shortNode=head1;
 leftNodeCount=len2-len1;
 }
 for (int i=0;i<leftNodeCount;i++)
 {
 longNode=longNode->next;
 }
 while (longNode && shortNode && longNode!=shortNode)
 {
 longNode=longNode->next;
 shortNode=shortNode->next;
 }
 if (longNode)//如果有公共节点，必不为NULL
 {
 return longNode;
 }
 return NULL; 
}

void FindFirstEqualNodeTest()
{
 NodeL* head1=new NodeL(0);
 NodeL* head2=new NodeL(0);
 NodeL* node1=new NodeL(1);
 NodeL* node2=new NodeL(2);
 NodeL* node3=new NodeL(3);
 NodeL* node4=new NodeL(4);
 NodeL* node5=new NodeL(5);
 NodeL* node6=new NodeL(6);
 NodeL* node7=new NodeL(7);

 head1->next=node1;
 node1->next=node2;
 node2->next=node3;
 node3->next=node6;//两个链表相交于节点node6
 
 head2->next=node4;
 node4->next=node5;
 node5->next=node6;//两个链表相交于节点node6
 node6->next=node7;

 NodeL* node= FindFirstEqualNode(head1,head2);
 if (node)
 {
 cout<<node->value<<endl;
 }else{
 cout<<"没有共同节点"<<endl;
 }
}

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