计算机专业面试常见基础数据结构与算法概述

一、数据结构与算法的基本概念

数据结构是计算机存储、组织数据的。它是计算机科学的基础，也是计算机专业面试中的高频。数据结构分为线性结构和非线性结构两大类。

线性结构包括：数组、链表、栈、队列等。数组是一种基本的数据结构，由一系列元素组成，每个元素都有唯一的索引。链表是一种通过指针连接的节点组成的线性结构，它可以动态地扩展和缩减。栈是一种后进先出（LIFO）的数据结构，而队列是一种先进先出（FIFO）的数据结构。

非线性结构包括：树、图、集合等。树是一种层次结构，由节点和边组成，每个节点只有一个父节点和一个或多个子节点。图是一种由节点和边组成的集合，分为无向图和有向图。集合是一种包含不重复元素的数据结构。

算法是解决特定的步骤集合，它是对求解过程的一种。算法分为两大类：确定性算法和非确定性算法。确定性算法在相同的输入下，总是得到相同的输出。非确定性算法在相同的输入下，可能得到不同的输出。

二、常见的数据结构及其应用

1. 数组

数组是一种基本的数据结构，它具有特点：

（1）元素连续存储，方便进行随机访问；

（2）数组的大小在创建时确定，不能动态扩展或缩减；

（3）数组可以通过索引快速访问任意元素。

数组常用于实现其他数据结构，如栈、队列等。在计算机科学中，数组广泛应用于各种算法，如排序、查找等。

2. 链表

链表是一种通过指针连接的节点组成的线性结构，具有特点：

（1）元素非连续存储，动态扩展和缩减；

（2）通过指针访问元素，访问速度较慢；

（3）插入和删除操作方便。

链表常用于实现队列、栈等数据结构。在计算机科学中，链表广泛应用于各种算法，如链表排序、链表查找等。

3. 栈

栈是一种后进先出（LIFO）的数据结构，具有特点：

（1）元素连续存储；

（2）只能从栈顶进行插入和删除操作；

（3）插入和删除操作方便。

栈常用于实现递归算法、函数调用等。在计算机科学中，栈广泛应用于各种算法，如逆序输出、括号匹配等。

4. 队列

队列是一种先进先出（FIFO）的数据结构，具有特点：

（1）元素连续存储；

（2）只能从队首进行删除操作，从队尾进行插入操作；

（3）插入和删除操作方便。

队列常用于实现事件处理、打印队列等。在计算机科学中，队列广泛应用于各种算法，如广度优先搜索（BFS）等。

三、常见算法及其时间复杂度

1. 排序算法

排序算法是计算机科学中的基础算法，主要分为几种：

（1）冒泡排序：时间复杂度为O(n^2)，空间复杂度为O(1)；

（2）选择排序：时间复杂度为O(n^2)，空间复杂度为O(1)；

（3）插入排序：时间复杂度为O(n^2)，空间复杂度为O(1)；

（4）快速排序：时间复杂度为O(nlogn)，空间复杂度为O(logn)；

（5）归并排序：时间复杂度为O(nlogn)，空间复杂度为O(n)。

2. 查找算法

查找算法用于在数据结构中查找特定元素，主要分为几种：

（1）顺序查找：时间复杂度为O(n)，空间复杂度为O(1)；

（2）二分查找：时间复杂度为O(logn)，空间复杂度为O(1)。

3. 高效算法

高效算法主要包括几种：

（1）贪心算法：在每一步选择最优解，以期得到全局最优解；

（2）分治算法：将分解为更小的子递归解决子再合并结果；

（3）动态规划：通过将分解为子并存储已解决的子的解，避免重复计算。

四、

数据结构与算法是计算机专业的基础，也是面试中的高频。掌握常见的数据结构和算法，对于面试和实际编程工作都具有重要意义。本文介绍了数据结构与算法的基本概念、常见数据结构及其应用、常见算法及其时间复杂度，希望对读者有所帮助。在面试过程中，要熟练掌握这些基础知识，并能够灵活运用。