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1 | | -学习笔记 |
| 1 | +# 算法训练营第二周 学习笔记 |
| 2 | +##### 问题 |
| 3 | +## 第2周 第5课 | 哈希表、映射、集合 |
| 4 | +- 哈希表 Hash table |
| 5 | + - 定义:哈希表(Hash table),也叫散列表,是根据关键码值(Key value)而直接进行访问的数据结构。它通过把关键码值映射到表中一个位置来访问记录,以加快查找的速度。这个映射函数叫作散列函数(Hash Function),存放记录的数组叫作哈希表(或散列表)。 |
| 6 | + - 工程实践: |
| 7 | + - 电话号码簿 |
| 8 | + - 用户信息表 |
| 9 | + - 缓存(LRU Cache) |
| 10 | + - 键值对存储(Redis) |
| 11 | + - 散列函数的特点: |
| 12 | + - 确定性 |
| 13 | + - 散列碰撞(collision) |
| 14 | + - 不可逆性 |
| 15 | + - 混淆特性 |
| 16 | + - Map: key-value对,key不重复 |
| 17 | + - Set:不重复元素的集合 |
| 18 | +## 第2周 第6课 | 树、二叉树、二叉搜索树的实现特性 |
| 19 | + >链表Linked List是特殊化的Tree,Tree是特殊化的图Graph。 |
| 20 | +- 树 Tree |
| 21 | +- 二叉树 Binary Tree:每个节点最多有两个子树的树结构。 |
| 22 | + - 二叉树遍历 |
| 23 | + - 前序(Pre-order):根-左-右 |
| 24 | + - 中序(In-order):左-根-右 |
| 25 | + - 后序(Post-order):左-右-根 |
| 26 | + - 示例代码: |
| 27 | +``` |
| 28 | +Python |
| 29 | +class TreeNode: |
| 30 | + def __init__(self, val): |
| 31 | + self.val = val |
| 32 | + self.left, self.right = None, None |
| 33 | + |
| 34 | + def preorder(self, root): |
| 35 | + if root: |
| 36 | + self.traverse_path.append(root.val) |
| 37 | + self.preorder(root.left) |
| 38 | + self.preorder(root.right) |
| 39 | + |
| 40 | + def inorder(self, root): |
| 41 | + if root: |
| 42 | + self.inorder(root.left) |
| 43 | + self.traverse_path.append(root.val) |
| 44 | + self.inorder(root.right) |
| 45 | +
|
| 46 | + def postorder(self, root): |
| 47 | + if root: |
| 48 | + self.postorder(root.left) |
| 49 | + self.postorder(root.right) |
| 50 | + self.traverse_path.append(root.val) |
| 51 | +``` |
| 52 | +- 二叉搜索树 Binary Search Tree |
| 53 | + - 定义:也称二叉排序树、有序二叉树(Ordered Binary Tree)、排序二叉树(Sorted Binary Tree),是指一颗空树或者具有下列性质的二叉树: |
| 54 | + - 左子树上所有节点的值均小于它的根节点的值; |
| 55 | + - 右子树上所有节点的值均大于它的根节点的值; |
| 56 | + - 以此类推:左、右子树也分别为二叉查找树(重复性)。 |
| 57 | + - 中序遍历:升序遍历 |
| 58 | +## 第2周 第6课 | 堆和二叉堆、图 |
| 59 | +- 堆 Heap |
| 60 | + - 定义:可以迅速找到一堆树中的最大或最小值的数据结构。 |
| 61 | + - 将根节点最大的堆叫作大顶堆或大根堆,根节点最小的堆叫作小顶堆或小根堆。常见的堆有二叉堆、菲波那切堆等。 |
| 62 | + - 假设是大顶堆,则常见操作(API): |
| 63 | + - find-max: O(1) |
| 64 | + - delete-max: O(logN) |
| 65 | + - insert(create): O(logN) or O(1) |
| 66 | + - [不同实现的比较](https://en.wikipedia.org/wiki/Heap_(data_structure)) |
| 67 | + - [堆的实现代码](https://shimo.im/docs/Lw86vJzOGOMpWZz2/read) |
| 68 | +- 二叉堆 Binary Heap |
| 69 | + - 二叉堆性质:通过完全二叉树来实现(注意:不是二叉搜索树) |
| 70 | + - 完全二叉树是指根和叶子节点都是满的,除了最下面一级。 |
| 71 | + - 一棵二叉树中,只有最下面两层结点的度可以小于2,并且最下一层的叶结点集中在靠左的若干位置上。这样的二叉树称为完全二叉树。 |
| 72 | + - 二叉堆(大顶)它满足下列性质: |
| 73 | + - 是一棵完全树; |
| 74 | + - 树中任意节点的值总是>=其子节点的值。 |
| 75 | + - 二叉堆实现细节: |
| 76 | + - 二叉堆一般都通过“数组”来实现 |
| 77 | + - 假设“第一个元素”在数组中的索引为0的话,则父节点和子节点的位置关系如下: |
| 78 | + - 根节点(顶堆元素)是:a[0] ; |
| 79 | + - (01)索引为i的左孩子的索引是(2*i+1); |
| 80 | + - (02)索引为i的右孩子的索引是(2*i+2); |
| 81 | + - (03)索引为i的父节点的索引是floor((i-1)/2),floor()函数向下取整。 |
| 82 | + - Insert 插入操作 O(logN) |
| 83 | + - 新元素一律先插入到堆的尾部 |
| 84 | + - HeapifyUp :依次向上调整整个堆的结构(一直到根即可) |
| 85 | + - Delete Max - 删除操作O(logN) |
| 86 | +>注意:二叉堆是堆(优先队列Priority_queue)的一种常见且简单的实现;但是并不是最优的实现。 |
| 87 | +- 图的实现和特性 |
| 88 | + - 图的属性和分类 |
| 89 | + - 图的属性 |
| 90 | + - Graph(V, E) |
| 91 | + - V-vertex:点 |
| 92 | + 1. 度 - 入度和出度 |
| 93 | + 2. 点与点之间:连通与否 |
| 94 | + - E - edge:边 |
| 95 | + 1. 有向和无向(单行线) |
| 96 | + 2. 权重(边长) |
| 97 | + - 基于图相关的算法 |
| 98 | + - DFS代码 - 递归写法 |
| 99 | +``` |
| 100 | +visited = set() # 和树中的DFS最大区别 |
| 101 | +
|
| 102 | +def dfs(node, visited): |
| 103 | + if node in visited: # terminator |
| 104 | + # already visited |
| 105 | + return |
| 106 | + visited.add(node) |
| 107 | + # process current node here. |
| 108 | + ... |
| 109 | + for next_node in node.children(): |
| 110 | + if not next_node in visited: |
| 111 | + dfs(next_node, visited) |
| 112 | +``` |
| 113 | +- BFS代码 |
| 114 | +``` |
| 115 | +def BFS(graph, start, end): |
| 116 | + queue = [] |
| 117 | + queue.append([start]) |
| 118 | + |
| 119 | + visited = set() # 和树中的BFS的最大区别 |
| 120 | + |
| 121 | + while queue: |
| 122 | + node = queue.pop() |
| 123 | + visited.add(node) |
| 124 | + process(node) |
| 125 | + nodes = generate_related_nodes(node) |
| 126 | + queue.push(nodes) |
| 127 | +``` |
| 128 | + |
| 129 | + |
| 130 | + |
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