Java 程序员必须掌握的 8 道数据结构面试题，你会几道？ _Java

瑞士计算机科学家Niklaus Wirth在1976年写了一本书，名为《算法+数据结构=编程》。
40多年后，这个等式仍被奉为真理。这就是为什么在面试过程中，需要考察软件工程师对数据结构的理解。
几乎所有的问题都需要面试者对数据结构有深刻的理解。无论你是初入职场的新兵（刚从大学或者编程培训班毕业），还是拥有几十年经验的职场老鸟。
有些面试题会明确提及某种数据结构，例如，“给定一个二叉树。”而另一些则隐含在面试题中，例如，“我们希望记录每个作者相关的书籍数量。”
即便是对于一些非常基础的工作来说，学习数据结构也是必须的。那么，就让我们先从一些基本概念开始入手。
什么是数据结构？
简单地说，数据结构是以某种特定的布局方式存储数据的容器。这种“布局方式”决定了数据结构对于某些操作是高效的，而对于其他操作则是低效的。首先我们需要理解各种数据结构，才能在处理实际问题时选取最合适的数据结构。
为什么我们需要数据结构？
数据是计算机科学当中最关键的实体，而数据结构则可以将数据以某种组织形式存储，因此，数据结构的价值不言而喻。
无论你以何种方式解决何种问题，你都需要处理数据——无论是涉及员工薪水、股票价格、购物清单，还是只是简单的电话簿问题。
数据需要根据不同的场景，按照特定的格式进行存储。有很多数据结构能够满足以不同格式存储数据的需求。
常见的数据结构
首先列出一些最常见的数据结构，我们将逐一说明：
数组
栈
队列
链表
树
图
字典树（这是一种高效的树形结构，但值得单独说明）
散列表（哈希表）
数组
数组是最简单、也是使用最广泛的数据结构。栈、队列等其他数据结构均由数组演变而来。下图是一个包含元素（1，2，3和4）的简单数组，数组长度为4 。

文章插图
每个数据元素都关联一个正数值，我们称之为索引，它表明数组中每个元素所在的位置。大部分语言将初始索引定义为零。关注JAVA技术栈微信公众号，回复"面试"获取更多博主精心整理的面试题。
以下是数组的两种类型：
一维数组（如上所示）
多维数组（数组的数组）
数组的基本操作
Insert——在指定索引位置插入一个元素
Get——返回指定索引位置的元素
Delete——删除指定索引位置的元素
Size——得到数组所有元素的数量
面试中关于数组的常见问题
寻找数组中第二小的元素
找到数组中第一个不重复出现的整数
合并两个有序数组
重新排列数组中的正值和负值
栈
著名的撤销操作几乎遍布任意一个应用。但你有没有思考过它是如何工作的呢？这个问题的解决思路是按照将最后的状态排列在先的顺序，在内存中存储历史工作状态（当然，它会受限于一定的数量）。这没办法用数组实现。但有了栈，这就变得非常方便了。
可以把栈想象成一列垂直堆放的书。为了拿到中间的书，你需要移除放置在这上面的所有书。这就是LIFO（后进先出）的工作原理。
下图是包含三个数据元素（1，2和3）的栈，其中顶部的3将被最先移除：

文章插图
栈的基本操作
Push——在顶部插入一个元素
Pop——返回并移除栈顶元素
isEmpty——如果栈为空，则返回true
Top——返回顶部元素，但并不移除它
面试中关于栈的常见问题
使用栈计算后缀表达式
对栈的元素进行排序
判断表达式是否括号平衡
队列
与栈相似，队列是另一种顺序存储元素的线性数据结构。栈与队列的最大差别在于栈是LIFO（后进先出），而队列是FIFO，即先进先出。
一个完美的队列现实例子：售票亭排队队伍。如果有新人加入，他需要到队尾去排队，而非队首——排在前面的人会先拿到票，然后离开队伍。
下图是包含四个元素（1，2，3和4）的队列，其中在顶部的1将被最先移除：