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lc206:链表反转:给你单链表的头节点 head ,请你反转链表,并返回反转后的链表。
class Solution {
public:ListNode* reverseList(ListNode* head) {if(head==nullptr||!head->next)return head;auto node1=head;auto node2=head->next;node2=reverseList(node2);node1->next->next=node1;node1->next=nullptr;return node2;}
};
lc70爬楼梯进阶,爬楼梯高级进阶:一次可以跳1-n阶台阶
爬楼梯原版:假设你正在爬楼梯。需要 n 阶你才能到达楼顶。每次你可以爬 1 或 2 个台阶。你有多少种不同的方法可以爬到楼顶呢?
原版:
class Solution {
public:int climbStairs(int n) {vector<int>dp(n+1);//dp[0]=0;if (n <= 1) return n;dp[1]=1;dp[2]=2;for(int i=3;i<=n;i++){dp[i] = dp[i - 1] + dp[i - 2];}return dp[n];}
};
扩展:(ACM)
#include <iostream>
using namespace std;// 爬楼梯问题的函数,输入 n 表示楼梯的阶数,返回方法数
int climbStairs(int n) {// 如果楼梯阶数小于等于2,直接返回 n,因为方法数就是 nif (n <= 2) {return n;}// 初始化第1阶和第2阶的爬楼梯方法数int dp1 = 1; // 表示到达第1阶的方法数int dp2 = 2; // 表示到达第2阶的方法数// 临时变量用于存储当前阶数的爬楼梯方法数int current = 0;// 动态规划,从第3阶开始计算到第n阶的爬楼梯方法数for (int i = 3; i <= n; i++) {// 当前阶数的方法数是前两阶方法数之和current = dp1 + dp2;// 更新 dp1 和 dp2,准备计算下一阶dp1 = dp2; // dp1 向前移动dp2 = current; // dp2 向前移动}// 最终返回 dp2,表示第n阶的方法数return dp2;
}int main() {int n;// 输入楼梯的阶数cout << "请输入楼梯的阶数:";cin >> n;// 调用函数计算方法数并输出结果int result = climbStairs(n);cout << "爬到第 " << n << " 阶楼梯的不同方法有:" << result << " 种。" << endl;return 0;
}
1.C++的多态实现原理是什么?
多态是:允许同一接口通过不同类型的对象进行不同的行为。通过虚函数和继承体系来实现,就是动态多态。
核心是:虚函数表、虚指针
声明了虚函数时,编译器会创建一个独立的虚函数表
。
包含了虚函数指针,指向具体实现的函数。
如果子类重写了,那对应的条目将会指向子类的函数实现。
调用虚函数的时候:
通过虚指针找到对应的虚函数表
再根据虚函数表中记录的函数地址,调用具体的函数
这就是运行时多态,它运行的时候确定调用哪个函数。
静态多态:函数重载(函数名相同 参数不同)和模板
2、多态分几种类型?
1.静态:函数重载+模板(允许函数和类以通用方式实现。编译器根据传递的类型生成具体的函数版本。)(泛型编程 不用指定具体类型 可以自动生成具体类型)
2.动态:继承和虚函数
3.多态的特点有哪些?
1.接口的统一:从基类的接口可以调用派生类的行为
2.运行时多态:动态绑定 根据实际类型确定要调用的函数
3.可扩展性+可维护性(高内聚低耦合)
4.虚函数表的开销还是可以挺小的
4.智能指针本质是什么?
我认为智能指针的本质就是一个一个的模板类,然后引入了RAII的机制,资源获取时就初始化,来管理动态分配的资源,确保不使用的时候就可以自动释放。避免内存泄漏。
1.封装了原本的指针,析构函数是自动调用,并且可以自动delete。
2.引用计数:对于特定的那两个 还得维护引用计数,当引用计数为0的时候就释放资源。weak_ptr不影响引用计数的弱引用。防止循环应用。
5.malloc是如何工作的?底层调度原理,是系统调用吗?
首先malloc是在堆
上分配内存,大小可以增长或者缩减。
只要调用malloc,就从堆里寻找大小合适的内存,返回其地址。
但是引入了内存池
,就是预申请,然后使用。避免系统调用。
如果出现内存碎片问题,就会用空闲链表(free list) 或 伙伴系统(buddy system)管理。
first-fit:在空闲链表中第一个够大的用
best-fit:选择最小能满足要求的
worst-fit:选择最大的块
malloc用到的系统调用:
1.brk和sbrk:调用用于分配小块内存(通常小于128KB)
2.mmap:用于分配大块内存。
malloc工作过程:
1.初始化空闲链表 初始化呢哦寸尺
2.检查内存池,足够大的就可以分配了
3.内存池不够了,用brk/sbrk or mmap向os申请新的
4.更新空闲链表
5.free就可以释放
6.malloc有哪些缺点?
1.malloc维护了空闲链表 时间开销 性能不佳
2.产生内存碎片
3.仅仅分配了而已,还没有初始化。还得自己初始化。
4.malloc必须搭配free,不然就会内存泄漏
5.还不能动态扩展
7.mmap是什么?
就是内存映射文件,把文件或者其他内容被映射到虚拟地址空间。
避免使用系统调用read和write,提高性能。
程序可以像访问普通内存一样访问文件。
mmap 的使用场景:
文件内容的直接访问:通过映射文件,可以避免数据在用户空间和内核空间之间的拷贝,提高效率。
动态内存分配:在需要分配大块内存时,可以使用 mmap 来避免传统的堆分配方法可能导致的内存碎片问题。
进程间共享内存:通过映射相同的文件,或者使用匿名映射,可以实现进程间的内存共享。
8.多线程会有什么问题?
1.竞争:多个线程同时访问或者修改
2.死锁:等待彼此释放资源的无限期等待。
3.资源的竞争,i/o 内存 cpu
4.执行顺序
5.线程安全
9.Mysql的存储引擎你知道那些?区别是什么
9.索引分别有什么结构?
1.B树
2.B+树 变种 叶子节点存值 叶子节点还有链表
3.哈希表 键值对 不能范围
4.跳表 logn 随机化实现平衡 动态变化的高效查找
10.B+树和B树有什么区别?
1.B+树所有数据存储在叶子节点中 内部节点只有索引信息。
2.B+树叶子节点之间还有链表链接 可以范围查找
3.B+树的插入删除简单
11.索引使用的时候有什么需要注意的?
- 选择合适的索引类型
根据查询需求选择:
对于范围查询(如 BETWEEN、LIKE 'abc%')和排序操作,B-Tree 索引是合适的选择。
对于等值查询(如 =),哈希索引可能更高效。
对于复杂的文本搜索,全文索引(Full-Text Index)适合。
对于需要处理空间数据的应用,R-Tree 索引是合适的选择。
- 索引的覆盖范围
选择适当的列进行索引:
通常将经常用于查询条件(WHERE 子句)、排序(ORDER BY)和连接(JOIN)操作的列进行索引。
避免对经常变化的列(如经常更新的字段)进行索引,因为频繁的更新会影响索引的性能。
- 索引的数量
避免过多的索引:
虽然索引可以提高查询性能,但每个索引都需要额外的存储空间,并且会增加插入、删除和更新操作的开销。
过多的索引可能会导致性能下降,因此应根据实际需要合理设置索引数量。
- 索引的维护
定期重建和优化索引:
索引在数据库的使用过程中可能会变得碎片化。定期重建和优化索引可以提升性能。
在 MySQL 中,可以使用 OPTIMIZE TABLE 语句来优化表和索引。
- 索引的覆盖
利用覆盖索引:
覆盖索引(Covering Index)是指索引包含了查询所需的所有列,这样数据库可以通过索引来满足查询,无需访问表的实际数据。
使用覆盖索引可以显著提高查询性能。
- 监控和评估
监控索引的性能:
定期使用数据库的性能监控工具来评估索引的使用情况和效率。
使用 EXPLAIN 语句来分析查询执行计划,检查索引的使用情况。
- 索引的选择性
考虑索引的选择性:
索引的选择性是指索引列的唯一值的比例。选择性高的索引(唯一值多)通常比选择性低的索引(重复值多)更有效。
对选择性低的列建立索引可能不会带来显著的性能提升。
- 联合索引
合理使用联合索引:
对于多个列的查询条件,联合索引可以显著提高性能。需要注意联合索引的列顺序,通常将选择性高的列放在前面。
在查询中使用的列顺序应与联合索引的列顺序相匹配。
- 避免覆盖不必要的列
避免创建不必要的索引:
确保索引用于实际需要的列,避免在不经常用于查询的列上创建索引。
检查和移除冗余或无效的索引,以减少维护开销和存储需求。
12.索引的缺点是什么?
- 增加存储开销
额外的存储空间:
每个索引都需要额外的存储空间。尤其是在索引涉及多个列时,存储开销会显著增加。
对于大表或有多个索引的表,存储开销可能变得相当可观。
- 影响写操作性能
插入、更新和删除的开销:
索引需要在数据插入、更新和删除时进行维护。这会导致额外的开销,因为数据库必须同时更新索引。
在高并发的环境下,频繁的写操作可能导致性能下降。
- 可能的维护复杂性
索引的维护:
对索引进行定期维护(如重建、优化)是必要的,以避免碎片化和性能下降。维护索引可能增加管理复杂性和系统开销。
需要监控和分析索引的性能,确保它们在实际应用中仍然有效。
- 可能的选择性降低
选择性低的索引:
对选择性较低的列(如包含大量重复值的列)建立索引,可能不会显著提高查询性能,甚至可能导致性能下降。
对这些列的索引可能会增加额外的存储开销,但带来的性能提升有限。
- 影响查询优化
查询优化的挑战:
在某些情况下,数据库优化器可能无法选择最优的索引,导致查询性能下降。
需要定期检查和调整索引策略,以确保查询优化器能够利用正确的索引。
- 对多表连接的影响
连接性能的影响:
虽然索引可以提高单表查询的性能,但在复杂的多表连接查询中,索引的效果可能会受到限制。
不恰当的索引策略可能导致连接操作的性能问题。
13.使用索引查询一定会变快么?
使用索引通常可以提高查询性能,但并不总是保证查询一定会变快。索引的效果取决于多个因素,包括数据分布、查询类型、索引设计以及数据库的实际执行情况。
-
数据选择性
选择性高的列:索引在选择性高的列上(即列中包含大量唯一值)通常能显著提高查询性能。例如,使用索引在员工表的员工ID列上进行查找。
选择性低的列:如果索引的列选择性低(即列中包含大量重复值),索引的效果可能有限。例如,在性别列上建立索引,可能不会显著提高查询性能,因为性别列的值重复较多。 -
查询类型
简单查询:对于简单的等值查询,索引通常能显著提高性能。例如,SELECT * FROM employees WHERE employee_id = 123。
复杂查询:对于复杂的查询,如多表连接、大量数据聚合或子查询,索引的效果可能受到限制。索引不能总是优化所有复杂查询,特别是在涉及大量数据处理时。 -
索引设计
索引选择:选择合适的索引类型(如 B-Tree、哈希索引、全文索引等)以及合理的索引组合对于提高查询性能至关重要。联合索引可能对多列查询更有效。
索引维护:索引需要定期维护以防止碎片化。未优化的索引可能会影响查询性能。 -
查询计划
数据库优化器会根据查询的执行计划选择是否使用索引。如果优化器判断使用索引不合适,可能会选择全表扫描。
使用 EXPLAIN 语句可以帮助分析查询的执行计划,检查索引是否被有效使用。 -
数据更新频率
索引会增加数据插入、更新和删除操作的开销。如果表的写操作频繁,索引的维护成本可能会抵消其查询性能的提升。
6. 索引的选择性和覆盖性
覆盖索引:使用覆盖索引(即索引包含查询所需的所有列)可以显著提高性能,因为数据库可以只访问索引而不需要回表查询。
索引优化:确保索引列的顺序和组合适应查询条件,以最大化索引的效率。
- 表大小
在小表上,索引可能不会有明显的性能提升,因为全表扫描的成本可能与使用索引的成本相当。