c++数据结构算法复习基础--1-编程知识

一、大体复习内容

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复习思路；

二、数据结构算法-常见复杂度汇总介绍-性能对比-图表展示

数据结构:

相互之间存在一种或者多种特定关系的数据元素的集合。在逻辑上可以分为线性结构，散列结构、树形结构，图形结构等等。

数据结构说的是组织数据的一种方式，一种结构。

算法:

求解具体问题的步骤描述，代码上表现出来是解决特定问题的一组有限的指令序列。

它讲究的是有一输入，有一组有限的指令序列去做某一件事情，然后最后一个输出，数据结构是存储数据，组织数据的一种方式结构

算法复杂度:

时间和空间复杂度，衡量算法效率，算法在执行过程中，随着数据规模n的增长，算法执行所花费的时间和空间的增长速度。

复杂度分为两个，一个是时间复杂度，一个是空间复杂度，衡量算法效率的，算法在执行过程中，随着数据规模N的增长执行，算法执行所花费的时间和空间的增长速度，所以杂度并不是，准确的去计算我们这个算法所花费的时间和空间的，这个时间就是算法执行的时间，空间就是算法执行过程中所需要占用的额外的内存控件，这里边儿控件指的是内存，也就是说复杂度，并不是准确的去计算这个算法执行过程中花费的时间有多长，所需占用的内存有多大。

常见的时间复杂度:

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三、线性表-数组-常用操作接口-复杂度分析

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1、数组特点:

内存是连续的

优点

下标访问（随机访问) 时间复杂度是O(1)。
末尾位置增加删除元素时间复杂度是O(1)。
访问元素前后相邻位置的元素非常方便

缺点

非末尾位置增加删除元素需要进行大量的数据移动。
搜索的时间复杂度无序数组-线性搜索O(n)·有序数组-二分搜索O(logn)。
数组扩容消耗比较大扩容

2、内存分布

对于我们C和C++的程序，程序运行以后叫做进程，进程在内存上的布局，它的内存可用内存主要分为三个部分：

数据段（.data   ----  存放全局变量，系统分配，系统释放，其生命周期是整个程序的生命周期
堆（heap   --- C语言里边通过malloc free ，c++边儿通过new跟delete来去自己去开辟，自己去释放的，
栈（stack  --- 随着函数进来分配内存，函数出一括号，内存释放

3、数组代码输出

代码实现

#include <iostream>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
using namespace std;//数组实现
class Array
{
public:Array(int size = 10):mCur(0),mCap(size){mpArr = new int[mCap]();}~Array(){if(mpArr != nullptr)//用处不大，不能保证指针不为空，指针指向的内存是否是有效内存，想要开发者来保证delete []mpArr;mpArr = nullptr;//防止野指针}public://末尾增加元素void push_back(int val){if(mCur == mCap)//数组满了,扩容 -- 在原有的基础上再定义新的内存，这个内存大小是原有内存的两倍，进行数据拷贝，释放原堆内存{expand(2 * mCap);}mpArr[mCur++] = val; }//末尾删除元素void pop_back(){if(mCur == 0){return;}mCur--;}//按位置增加元素void insert(int pos,int val){if(pos < 0 || pos > mCur){return;//throw "pos invalid!"}if(mCur == mCap){expand(2 * mCap);}//移动元素for (int i= mCur;i > pos; i--){mpArr[i] = mpArr[i-1];}mpArr[pos] = val;mCur++;}//按位置删除void erase(int pos){if(pos < 0 || pos > mCur){return;//throw "pos invalid!"}//移动元素for (int i= pos + 1;i < mCur; i++){mpArr[i-1] = mpArr[i];}mCur--;}//按照元素值查询,返回下标int find(int val){for(int i=0; i < mCur; i++){if(mpArr[i] == val){return i;}}return -1;}//打印数据void show()const{for(int i=0; i < mCur; i++){cout << mpArr[i] << " ";}cout << endl;}private://内部数组扩容接口void expand(int size){int* p = new int(size);memcpy(p,mpArr,sizeof(int) * mCap);delete[]mpArr;mpArr = p;mCap = size;}private:int *mpArr;  //指向可扩容的数组内存int mCap;	  //数组的容量int mCur;	  //数组有效元素的个数
};

测试

int main()
{Array arr;srand(time(0));//生成随机数for(int i = 0;i < 10;i++){arr.push_back(rand() % 100);}//测试arr.show();arr.pop_back();arr.show();arr.insert(0,100);arr.show();arr.insert(10,200);arr.show();int pos = arr.find(100);if(pos != -1){arr.erase(pos);arr.show;}
}

运行结果：

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四、线性表-数组-笔试面试常见问题-基于数组的双指针思想

1、元素逆序问题

#include <iostream>
#include <string.h>
using namespace std;//逆序字符串
void Reverse(char arr[],int size)
{char* p = arr;char* q = arr + size - 1;while (p < q){char ch = *p;*p = *q;*q = ch;p++;q--;}
}int main()
{char arr[] = "kyrie_sakura";Reverse(arr,strlen(arr));cout << arr << endl;
}

运行结果：
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2、奇偶数调整问题：整形数组，把偶数调整到数组的左边，把奇数调整到数组的右边

#include <iostream>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
#include <string.h>
using namespace std;//奇偶数调整问题：整形数组，把偶数调整到数组的左边，把奇数调整到数组的右边
void AdjustArray(int arr[],int size)
{int* p = arr;int* q = arr + size -1;while(p < q){//p->奇数while(p < q){if((*p & 0x1) == 0){break;}p++;}//q<-偶数while(p < q){if((*q & 0x1) == 1){break;}q--;}//p奇数，q偶数if(p < q){int tmp = *p;*p = *q;*q = tmp;p++;q--;}}
}

代码测试：

int main()
{int arr[10] = {0};srand(time(0));for(int i = 0; i < 10; i++){arr[i] = rand() % 100;}for(int v:arr){cout << v << " ";}cout << endl;AdjustArray(arr,10);for(int v:arr){cout << v << " ";}cout << endl;
}