笔试题

网易 8 月 3 号研发岗笔试的第一题,也是四道题中最简单的一道。这道题涉及到前缀和的应用,所以我想借这道题给大家讲一讲前缀和相关的一些知识,以后大家遇到这道题,就可以快速秒杀了。

问题描述
下面我描述下这道题,不过我给的描述是简化版的,实际上再做笔试题的时候,每道题的描述都巨长,一般都会根据实际场景来给出问题的,有些人可能阅读了十几分钟,然后不知道自己要干嘛,我这里给出最简化的版本。

有一个班级有 n 个人,给出 n 个元素,第 i 个元素代表 第 i 位同学的考试成绩,接下来进行 m 次询问,每次询问给出一个数值 t ,表示第 t 个同学,然后需要我们输出第 t 个同学的成绩超过班级百分之几的人,百分数 p 可以这样算:p = (不超过第 t 个同学分数的人数 ) / n * 100%。输出的时候保留到小数点后 6 位,并且需要四舍五入。
输入描述:第一行输入两个数 n 和 m,两个数以空格隔开,表示 n 个同学和 m 次询问。第二行输入 n 个数值 ni,表示每个同学的分数,第三行输入 m 个数值mi,表示每次询问是询问第几个同学。(注意,这里 2<=n,m<=100000,0<=ni<=150,1<=mi<=n)
输出描述:输出 m 行,每一行输出一个百分数 p,代表超过班级百分之几的人。
示例1:
输入 :
3 2
50 60 70
1 2
输出
33.333333%
66.666667%

第一题大致是这样,不过不是和原题完全一样哈,在输入和输出有小许区别,因为具体的输入输出我忘了。我这个描述说简化好像也挺长,不过原题就更加长了。

解答
那么这道题难吗?说实话不难,不过你可以先自己再脑子里想想怎么做比较好,或许在考场上 20分钟你还真不一
定做的出来。

有些人说,这还不简单,每次询问的时候,我都遍历一下所有人的成绩,这样的花时间复杂度是 O(n * m),显然,如果你这样做,那么是一定通不过的,一定会超时。一般暴力法能够通过 20% ~ 30% 的测试用力,如果一道题 20 分的话,能拿到 4~6 分。如果你实在没思路,那么暴力也是个不错的选择。

1、二分法

这道题我是用二分法做的,就是先对所有人的成绩进行排序,不过排序的时候我们需要开一个新的数组来存储。然后每次查询的时候可以通过二分查找进行匹配,由于用到了排序,需要花 O(nlogn) 的时间,m 次查询花的时间大致为 O(mlogn)。所以平均时间复杂度可以算是 O((m+n)logn)。这个时间复杂度通过所有测试
用例,代码如下(没学过java的也能看懂):

public class Main {
    // 主函数,相当于c语言的main方法
    public static void main(String[] args){
        Scanner in = new Scanner(System.in);
        int n = in.nextInt();
        int m = in.nextInt();
        // 存放成绩的数组
        int[] a = new int[n];
        // 存放排序过后的成绩
        int[] b = new int[n];
                // 输入 n 个人的成绩
        for(int i = 0; i < n; i++){
            a[i] = in.nextInt();
            b[i] = a[i];
        }
        // 排序
        Arrays.sort(b);
        // 进行查询
        for(int j = 0; j < m; j++){
            // 输入是要查询第几个同学
            int t = in.nextInt();
            // 把这个同学的分数拿出来
            int fen = a[t - 1];
            // 通过二分查找是排在第几位
            int sum = binarySearch(b, fen) - 1;
            double t = sum * 1.0 / n * 100;
            System.out.printf("%.6f\n", t);

        }
    }

    private static int binarySearch(int[] b, int fen){
        int l = 0;
        int r = b.length - 1;
        while(l <= r){
            int mid = l + (r - l) / 2;
            if(b[mid] > fen){
                r = mid - 1;
            }else if(b[mid] < fen){
                l = mid + 1;
            }else{
                    // 由于存在分数相同的人,所以还要往后查找
                while(mid < b.length && b[mid] == fen){
                    mid++;
                }
                return mid;
            }
        }
        return 0;
    }
}

这里说明一下,输出的时候我没有输出"%"号哈。

前缀和

不过这道题更好的做法是采用前缀和来做。题设中每个同学的分数不超过 150,不小于 0,那么我们可以用一个数组 arr,然后让 arr[i] 表示分数不超过 i 的人数。通过这种方式,我们可以把时间复杂度控制在 O(n+m)。直接看代码吧,会更好理解(这里我就不写输入的代码了,用a[]存放成绩,m[]存放m次询问):

void f(int a[], int m[]){
    int n = a.length;
    int[] arr = new int[151];
    //先统计分数为 i 的有多少人
    for(int i = 0; i < n; i++){
        arr[a[i]]++;
    }
    // 接着构造前缀和
    for(int i = 1; i < 151; i++){
        arr[i] = arr[i] + arr[i-1];
    }
    // 进行 m 次询问
    for(int i = 0; i < m.length; i++){
        // 取出成绩
        int score = a[m[i]-1];
        // 有多少人的成绩不超过 score的
        int sum = arr[score];
        System.out.printf("%.6f\n", sum * 1.0 / n * 100 );
    }
}

这种方法就叫做前缀和,用这种方法简单了很多。当然前缀和还有其他应用,例如:

如果给你一个数组 arr[],然后进行 m 次询问,每次询问输入两个数 i,j(i <= j)。要求你输出 arr[i] ~ arr[j] 这个区间的和。这个时候就可以使用前缀和的方式了。前缀和的构造也是很好构造的,例如 arr[] 变成前缀和的构造方式如下

for(int i = 1; i < arr.length; i++){
   arr[i] = arr[i] + arr[i-1];
}

前缀和看起来还是挺简单的,不过在做题中,或许会有意想不到的作用,例如这次的笔试,所以今天给大家讲解一下。

最后我再问你一个和前缀和类似的问题,给你一串长度为n的数列a1,a2,a3……an,要求对a[i]~a[j]进行m次操作:

操作一:将a[i]~a[j]内的元素都加上P

操作二:将a[i]~a[j]内的元素都减去P

最后再给出一个询问求a[i]-a[j]内的元素之和。

这个你会怎么做呢?这个时候就涉及到差分的知识了,不过它和前缀和类似,感兴趣的可以研究一下。

最后
这里关于笔试题有几点建议,由于笔试题大多数都需要我们处理输入输出,而像 leetcode,剑指 offer 都是不需要我们处理这些的,所以会不熟悉,所以我建议可以去刷下往年的真题熟悉一下。

还有就是大部分都是可以直接暴力的,然后能拿 20%~30%的分数,想了十分钟还是没好的思路的,建议直接暴力。

还有就是有时候笔试是不准你用本地 IDE 的,所以我建议平时刷题的时候,直接在网页打代码,别跑到本地 IDE 打好再粘贴过来。

前几天有个朋友去面试字节跳动,面试官问了他一道链表相关的算法题,不过他一时之间没做出来,就来问了我一下,感觉这道题还不错,拿来讲一讲。

题目
这其实是一道变形的链表反转题,大致描述如下

给定一个单链表的头节点 head,实现一个调整单链表的函数,使得每K个节点之间为一组进行逆序,并且从链表的尾部开始组起,头部剩余节点数量不够一组的不需要逆序。(不能使用队列或者栈作为辅助)

例如:
链表:1->2->3->4->5->6->7->8->null, K = 3。那么 6->7->8,3->4->5,1->2各位一组。调整后:1->2->5->4->3->8->7->6->null。其中 1,2不调整,因为不够一组。

解答
这道题的难点在于,是从链表的尾部开始组起的,而不是从链表的头部,如果是头部的话,那我们还是比较容易做的,因为你可以遍历链表,每遍历 k 个就拆分为一组来逆序。但是从尾部的话就不一样了,因为是单链表,不能往后遍历组起。不过这道题肯定是用递归比较好做,对递归不大懂的建议看我之前写的一篇文章 为什么你学不会递归?告别递归,谈谈我的一些经验 ,这篇文章写了关于递归的一些套路。

先做一道类似的反转题
在做这道题之前,我们不仿先来看看如果从头部开始组起的话,应该怎么做呢?例如:链表:1->2->3->4->5->6->7->8->null, K = 3。调整后:3->2->1->6->5->4->7->8->null。其中 7,8不调整,因为不够一组。

对于这道题,如果你不知道怎么逆序一个单链表,那么可以看一下我之前写的如何优雅着反转单链表

这道题我们可以用递归来实现,假设方法reverseKNode()的功能是将单链表的每K个节点之间逆序(从头部开始组起的哦);reverse()方法的功能是将一个单链表逆序。

那么对于下面的这个单链表,其中 K = 3。

我们把前K个节点与后面的节点分割出来:

图片说明

temp指向的剩余的链表,可以说是原问题的一个子问题。我们可以调用reverseKNode()方法将temp指向的链表每K个节点之间进行逆序。再调用reverse()方法把head指向的那3个节点进行逆序,结果如下:
图片说明

再次声明,如果对这个递归看不大懂的,建议看下我那篇递归的文章

接着,我们只需要把这两部分给连接起来就可以了。最后的结果如下:

图片说明

代码如下:

    //k个为一组逆序
    public ListNode reverseKGroup(ListNode head, int k) {
        ListNode temp = head;
        for (int i = 1; i < k && temp != null; i++) {
            temp = temp.next;
        }
        //判断节点的数量是否能够凑成一组
        if(temp == null)
            return head;

        ListNode t2 = temp.next;
        temp.next = null;
        //把当前的组进行逆序
        ListNode newHead = reverseList(head);
        //把之后的节点进行分组逆序
        ListNode newTemp = reverseKGroup(t2, k);
        // 把两部分连接起来
        head.next = newTemp;

        return newHead;
    }

    //逆序单链表
    private static ListNode reverseList(ListNode head) {
        if(head == null || head.next == null)
            return head;
        ListNode result = reverseList(head.next);
        head.next.next = head;
        head.next = null;
        return result;
    }

回到本题

这两道题可以说是及其相似的了,只是一道从头部开始组起,这道从头部开始组起的,也是 leetcode 的第 25 题。而面试的时候,经常会进行变形,例如这道字节跳动的题,它变成从尾部开始组起,可能你一时之间就不知道该怎么弄了。当然,可能有人一下子就反应出来,把他秒杀了。

其实这道题很好做滴,你只需要先把单链表进行一次逆序,逆序之后就能转化为从头部开始组起了,然后按照我上面的解法,处理完之后,把结果再次逆序即搞定。两次逆序相当于没逆序。

例如对于链表(其中 K = 3)
图片说明

我们把它从尾部开始组起,每 K 个节点为一组进行逆序。步骤如下

1、先进行逆序

图片说明

逆序之后就可以把问题转化为从头部开始组起,每 K 个节点为一组进行逆序。

2、处理后的结果如下

图片说明

3、接着在把结果逆序一次,结果如下

图片说明

代码如下

public ListNode solve(ListNode head, int k) {
    // 调用逆序函数
    head = reverse(head);
    // 调用每 k 个为一组的逆序函数(从头部开始组起)
    head = reverseKGroup(head, k);
    // 在逆序一次
    head = reverse(head);
    return head;

}

类似于这种需要先进行逆序的还要两个链表相加,这道题字节跳动的笔试题也有出过,如下图的第二题

图片说明

这道题就需要先把两个链表逆序,再节点间相加,最后在合并了。

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