Java面试题集（136-150）

「爱情、让人受尽委屈。」 2021-09-22 03:34 302阅读 0赞

**Java程序员面试题集（136-150）**

**摘要：这一部分主要是数据结构和算法相关的面试题目，虽然只有15道题目，但是包含的信息量还是很大的，很多题目背后的解题思路和算法是非常值得玩味的。**

**136、给出下面的二叉树先序、中序、后序遍历的序列？**

**![Center][]**

答：先序序列：ABDEGHCF；中序序列：DBGEHACF；后序序列：DGHEBFCA。

补充：二叉树也称为二分树，它是树形结构的一种，其特点是每个结点至多有二棵子树，并且二叉树的子树有左右之分，其次序不能任意颠倒。二叉树的遍历序列按照访问根节点的顺序分为先序（先访问根节点，接下来先序访问左子树，再先序访问右子树）、中序（先中序访问左子树，然后访问根节点，最后中序访问右子树）和后序（先后序访问左子树，再后序访问右子树，最后访问根节点）。如果知道一棵二叉树的先序和中序序列或者中序和后序序列，那么也可以还原出该二叉树。

例如，已知二叉树的先序序列为：xefdzmhqsk，中序序列为：fezdmxqhks，那么还原出该二叉树应该如下图所示：

![20140101232936218][]

**137、你知道的排序算法都哪些？用Java写一个排序系统。**

答：稳定的排序算法有：插入排序、选择排序、冒泡排序、鸡尾酒排序、归并排序、二叉树排序、基数排序等；不稳定排序算法包括：希尔排序、堆排序、快速排序等。

下面是关于排序算法的一个列表：

![20140101233020390][]

下面按照策略模式给出一个排序系统，实现了冒泡、归并和快速排序。

Sorter.java

package com.jackfrued.util;
     
    import java.util.Comparator;
     
    /**
     * 排序器接口(策略模式: 将算法封装到具有共同接口的独立的类中使得它们可以相互替换)
     * @author骆昊
     *
     */
    public interface Sorter {
      
       /**
        * 排序
        * @param list 待排序的数组
        */
       public <T extends Comparable<T>> void sort(T[] list);
      
       /**
        * 排序
        * @param list 待排序的数组
        * @param comp 比较两个对象的比较器
        */
       public <T> void sort(T[] list, Comparator<T> comp);
    }

BubbleSorter.java

package com.jackfrued.util;
     
    import java.util.Comparator;
     
    /**
     * 冒泡排序
     * @author骆昊
     *
     */
    public class BubbleSorter implements Sorter {
     
       @Override
       public <T extends Comparable<T>> void sort(T[] list) {
          boolean swapped = true;
          for(int i = 1; i < list.length && swapped;i++) {
            swapped= false;
            for(int j = 0; j < list.length - i; j++) {
               if(list[j].compareTo(list[j+ 1]) > 0 ) {
                  T temp = list[j];
                  list[j]= list[j + 1];
                  list[j+ 1] = temp;
                  swapped= true;
               }
            }
          }
       }
     
       @Override
       public <T> void sort(T[] list,Comparator<T> comp) {
          boolean swapped = true;
          for(int i = 1; i < list.length && swapped; i++) {
            swapped = false;
            for(int j = 0; j < list.length - i; j++) {
               if(comp.compare(list[j], list[j + 1]) > 0 ) {
                  T temp = list[j];
                  list[j]= list[j + 1];
                  list[j+ 1] = temp;
                  swapped= true;
               }
            }
          }
       } 
    }

MergeSorter.java

package com.jackfrued.util;
     
    import java.util.Comparator;
     
    /**
     * 归并排序
     * 归并排序是建立在归并操作上的一种有效的排序算法。
     * 该算法是采用分治法（divide-and-conquer）的一个非常典型的应用，
     * 先将待排序的序列划分成一个一个的元素，再进行两两归并，
     * 在归并的过程中保持归并之后的序列仍然有序。
     * @author骆昊
     *
     */
    public class MergeSorter implements Sorter {
     
       @Override
       public <T extends Comparable<T>> void sort(T[] list) {
          T[] temp = (T[]) new Comparable[list.length];
          mSort(list,temp, 0, list.length- 1);
       }
      
       private <T extends Comparable<T>> void mSort(T[] list, T[] temp, int low, int high) {
          if(low == high) {
            return ;
          }
          else {
            int mid = low + ((high -low) >> 1);
            mSort(list,temp, low, mid);
            mSort(list,temp, mid + 1, high);
            merge(list,temp, low, mid + 1, high);
          }
       }
      
       private <T extends Comparable<T>> void merge(T[] list, T[] temp, int left, int right, int last) {
            int j = 0; 
            int lowIndex = left; 
            int mid = right - 1; 
            int n = last - lowIndex + 1; 
            while (left <= mid && right <= last){ 
                if (list[left].compareTo(list[right]) < 0){ 
                    temp[j++] = list[left++]; 
                } else { 
                    temp[j++] = list[right++]; 
                } 
            } 
            while (left <= mid) { 
                temp[j++] = list[left++]; 
            } 
            while (right <= last) { 
                temp[j++] = list[right++]; 
            } 
            for (j = 0; j < n; j++) { 
                list[lowIndex + j] = temp[j]; 
            } 
       }
     
       @Override
       public <T> void sort(T[] list, Comparator<T> comp) {
          T[]temp = (T[])new Comparable[list.length];
          mSort(list,temp, 0, list.length- 1, comp);
       }
      
       private <T> void mSort(T[] list, T[] temp, int low, int high, Comparator<T> comp) {
          if(low == high) {
            return ;
          }
          else {
            int mid = low + ((high -low) >> 1);
            mSort(list,temp, low, mid, comp);
            mSort(list,temp, mid + 1, high, comp);
            merge(list,temp, low, mid + 1, high, comp);
          }
       }
      
       private <T> void merge(T[] list, T[]temp, int left, int right, int last, Comparator<T> comp) {
            int j = 0; 
            int lowIndex = left; 
            int mid = right - 1; 
            int n = last - lowIndex + 1; 
            while (left <= mid && right <= last){ 
                if (comp.compare(list[left], list[right]) <0) { 
                    temp[j++] = list[left++]; 
                } else { 
                    temp[j++] = list[right++]; 
                } 
            } 
            while (left <= mid) { 
                temp[j++] = list[left++]; 
            } 
            while (right <= last) { 
                temp[j++] = list[right++]; 
            } 
            for (j = 0; j < n; j++) { 
                list[lowIndex + j] = temp[j]; 
            } 
       }
     
    }

QuickSorter.java

package com.jackfrued.util;
     
    import java.util.Comparator;
     
    /**
     * 快速排序
     * 快速排序是使用分治法（divide-and-conquer）依选定的枢轴
     * 将待排序序列划分成两个子序列，其中一个子序列的元素都小于枢轴，
     * 另一个子序列的元素都大于或等于枢轴，然后对子序列重复上面的方法，
     * 直到子序列中只有一个元素为止
     * @author Hao
     *
     */
    public class QuickSorter implements Sorter {
     
       @Override
       public <T extends Comparable<T>> void sort(T[] list) {
          quickSort(list, 0, list.length- 1);
       }
     
       @Override
       public <T> void sort(T[] list, Comparator<T> comp) {
          quickSort(list, 0, list.length- 1, comp);
       }
     
       private <T extends Comparable<T>> void quickSort(T[] list, int first, int last) {
          if (last > first) {
            int pivotIndex = partition(list, first, last);
            quickSort(list, first, pivotIndex - 1);
            quickSort(list, pivotIndex, last);
          }
       }
      
       private <T> void quickSort(T[] list, int first, int last,Comparator<T> comp) {
          if (last > first) {
            int pivotIndex = partition(list, first, last, comp);
            quickSort(list, first, pivotIndex - 1, comp);
            quickSort(list, pivotIndex, last, comp);
          }
       }
     
       private <T extends Comparable<T>> int partition(T[] list, int first, int last) {
          T pivot = list[first];
          int low = first + 1;
          int high = last;
     
          while (high > low) {
            while (low <= high && list[low].compareTo(pivot) <= 0) {
               low++;
            }
            while (low <= high && list[high].compareTo(pivot) >= 0) {
               high--;
            }
            if (high > low) {
               T temp = list[high];
               list[high]= list[low];
               list[low]= temp;
            }
          }
     
          while (high > first&& list[high].compareTo(pivot) >= 0) {
            high--;
          }
          if (pivot.compareTo(list[high])> 0) {
            list[first]= list[high];
            list[high]= pivot;
            return high;
          }
          else {
            return low;
          }
       }
     
       private <T> int partition(T[] list, int first, int last, Comparator<T> comp) {
          T pivot = list[first];
          int low = first + 1;
          int high = last;
     
          while (high > low) {
            while (low <= high&& comp.compare(list[low], pivot) <= 0) {
               low++;
            }
            while (low <= high&& comp.compare(list[high], pivot) >= 0) {
               high--;
            }
            if (high > low) {
               T temp = list[high];
               list[high] = list[low];
               list[low]= temp;
            }
          }
     
          while (high > first&& comp.compare(list[high], pivot) >= 0) {
            high--;
          }
          if (comp.compare(pivot,list[high]) > 0) {
            list[first]= list[high];
            list[high]= pivot;
            return high;
          }
          else {
            return low;
          }
       }
      
    }

**138、写一个二分查找（折半搜索）的算法。**

答：折半搜索，也称二分查找算法、二分搜索，是一种在有序数组中查找某一特定元素的[搜索算法][Link 1]。搜素过程从数组的中间元素开始，如果中间元素正好是要查找的元素，则搜素过程结束；如果某一特定元素大于或者小于中间元素，则在数组大于或小于中间元素的那一半中查找，而且跟开始一样从中间元素开始比较。如果在某一步骤数组为空，则代表找不到。这种搜索算法每一次比较都使搜索范围缩小一半。

package com.jackfrued.util;
     
    import java.util.Comparator;
     
    public class MyUtil {
     
       public static <T extends Comparable<T>> int binarySearch(T[] x, T key) {
          return binarySearch(x, 0, x.length- 1, key);
       }
      
       public static <T> int binarySearch(T[] x, T key, Comparator<T> comp) {
          int low = 0;
          int high = x.length - 1;
          while (low <= high) {
              int mid = (low + high) >>> 1;
              int cmp = comp.compare(x[mid], key);
              if (cmp < 0) {
                low = mid + 1;
              }
              else if (cmp > 0) {
                high = mid - 1;
              }
              else {
                return mid;
              }
          }
          return -1;
       }
      
       private static <T extends Comparable<T>> int binarySearch(T[] x, int low, int high, T key) {
          if(low <= high) {
              int mid = low + ((high -low) >> 1);
              if(key.compareTo(x[mid]) == 0) {
                  return mid;
              }
              else if(key.compareTo(x[mid])< 0) {
                  return binarySearch(x,l ow, mid - 1, key);
              }
              else {
                  return binarySearch(x, mid + 1, high, key);
              }
          }
          return -1;
       }
    }

说明：两个版本一个用递归实现，一个用循环实现。需要注意的是计算中间位置时不应该使用(high+ low) / 2的方式，因为加法运算可能导致整数越界，这里应该使用一下三种方式之一：low+ (high – low) / 2或low + (high – low) >> 1或（low + high） >>> 1（注：>>>是逻辑右移，不带符号位的右移）

**139、统计一篇英文文章中单词个数。**

答：

import java.io.FileReader;
     
    public class WordCounting {
     
       public static void main(String[] args) {
         try(FileReader fr = new FileReader("a.txt")) {
            int counter = 0;
            boolean state = false;
            int currentChar;
            while((currentChar= fr.read()) != -1) {
              if(currentChar== ' ' || currentChar == '\n'
                 || currentChar == '\t' || currentChar == '\r') {
                 state = false;
              }
              else if(!state) {
                 state = true;
                 counter++;
              }
            }
            System.out.println(counter);
         }
         catch(Exceptione) {
            e.printStackTrace();
         }
       }
    }

补充：这个程序可能有很多种写法，这里选择的是Dennis M. Ritchie和Brian W. Kernighan老师在他们不朽的著作《The C Programming Language》中给出的代码，向两位老师致敬。下面的代码也是如此。

**140、输入年月日，计算该日期是这一年的第几天。**

答：

import java.util.Scanner;
     
    public class DayCounting {
     
       public static void main(String[] args) {
          int[][] data = {
               {31,28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31},
               {31,29, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31}
          };
          Scanner sc = newScanner(System.in);
          System.out.print("请输入年月日(1980 11 28): ");
          int year = sc.nextInt();
          int month = sc.nextInt();
          int date = sc.nextInt();
          int[] daysOfMonth = data[(year % 4 == 0 && year % 100 != 0 || year % 400 == 0)?1 : 0];
          int sum = 0;
          for(int i = 0; i < month -1; i++) {
            sum += daysOfMonth[i];
          }
          sum += date;
          System.out.println(sum);
          sc.close();
       }
    }

**141、约瑟夫环：15个基督教徒和15个非教徒在海上遇险，必须将其中一半的人投入海中，其余的人才能幸免于难，于是30个人围成一圈，从某一个人开始从1报数，报到9的人就扔进大海，他后面的人继续从1开始报数，重复上面的规则，直到剩下15个人为止。结果由于上帝的保佑，15个基督教徒最后都幸免于难，问原来这些人是怎么排列的，哪些位置是基督教徒，哪些位置是非教徒。**

答：

public class Josephu {
       private static final int DEAD_NUM = 9;
      
       public static void main(String[] args) {
          boolean[] persons = new boolean[30];
          for(int i = 0; i < persons.length; i++) {
            persons[i] = true;
          }
         
          int counter = 0;
          int claimNumber = 0;
          int index = 0;
          while(counter < 15) {
            if(persons[index]) {
               claimNumber++;
               if(claimNumber == DEAD_NUM) {
                  counter++;
                  claimNumber= 0;
                  persons[index]= false;
               }
            }
            index++;
            if(index >= persons.length) {
               index= 0;
             }
          }
          for(boolean p : persons) {
            if(p) {
               System.out.print("基");
            }
            else {
               System.out.print("非");
            }
          }
       }
    }

**142、回文素数：所谓回文数就是顺着读和倒着读一样的数(例如：11，121，1991…)，回文素数就是既是回文数又是素数(只能被1和自身整除的数)的数。编程找出11～9999之间的回文素数。**

答：

public class PalindromicPrimeNumber {
     
       public static void main(String[] args) {
          for(int i = 11; i <= 9999; i++) {
            if(isPrime(i) && isPalindromic(i)) {
               System.out.println(i);
            }
          }
       }
      
       public static boolean isPrime(int n) {
          for(int i = 2; i <= Math.sqrt(n); i++) {
             if(n % i == 0) {
               return false;
            }
          }
          return true;
       }
      
       public static boolean isPalindromic(int n) {
          int temp = n;
          int sum = 0;
          while(temp > 0) {
            sum= sum * 10 + temp % 10;
            temp/= 10;
          }
          return sum == n;
       }
    }

**143、全排列：给出五个数字12345的所有排列。**

答：

public class FullPermutation {
     
       public static void perm(int[] list) {
          perm(list,0);
       }
     
       private static void perm(int[] list, int k) {
          if (k == list.length) {
            for (int i = 0; i < list.length; i++) {
               System.out.print(list[i]);
            }
             System.out.println();
          }else{
            for (int i = k; i < list.length; i++) {
               swap(list, k, i);
               perm(list, k + 1);
               swap(list, k, i);
            }
          }
       }
     
       private static void swap(int[] list, int pos1, int pos2) {
          int temp = list[pos1];
          list[pos1] = list[pos2];
          list[pos2] = temp;
       }
     
       public static void main(String[] args) {
          int[] x = {1, 2, 3, 4, 5};
          perm(x);
       }
    }

**144、对于一个有N个整数元素的一维数组，找出它的子数组（数组中下标连续的元素组成的数组）之和的最大值。**

答：下面给出几个例子（最大子数组用粗体表示）：

1) 数组：\{ 1, -2, **3**,**5**, -3, 2 \}，结果是：8

2) 数组：\{ 0, -2, **3**, **5**, **-1**,  **2** \}，结果是：9

3) 数组：\{ -9, **-2**,-3, -5, -3 \}，结果是：-2

可以使用动态规划的思想求解：

public class MaxSum {
     
       private static int max(int x, int y) {
          return x > y? x: y;
       }
      
       public static int maxSum(int[] array) {
          int n = array.length;
          int[] start = new int[n];
          int[] all = new int[n];
          all[n - 1] = start[n - 1] = array[n - 1];
          for(int i = n - 2; i >= 0;i--) {
            start[i] = max(array[i], array[i] + start[i + 1]);
            all[i] = max(start[i], all[i + 1]);
          }
          return all[0];
       }
      
       public static void main(String[] args) {
          int[] x1 = { 1, -2, 3, 5,-3, 2 };
          int[] x2 = { 0, -2, 3, 5,-1, 2 };
          int[] x3 = { -9, -2, -3,-5, -3 };
          System.out.println(maxSum(x1));   // 8
          System.out.println(maxSum(x2));   // 9
          System.out.println(maxSum(x3));   //-2
       }
    }

**145、用递归实现字符串倒转**

答：

public class StringReverse {
     
       public static String reverse(String originStr) {
          if(originStr == null || originStr.length()== 1) {
              return originStr;
          }
          return reverse(originStr.substring(1))+ originStr.charAt(0);
       }
      
       public static void main(String[] args) {
          System.out.println(reverse("hello"));
       }
    }

**146、输入一个正整数，将其分解为素数的乘积。**

答：

public class DecomposeInteger {
     
       private static List<Integer> list = newArrayList<Integer>();
      
       public static void main(String[] args) {
           System.out.print("请输入一个数: ");
           Scanner sc = newScanner(System.in);
           int n = sc.nextInt();
           decomposeNumber(n);
           System.out.print(n + " = ");
           for(int i = 0; i < list.size() - 1; i++) {
               System.out.print(list.get(i) + " * ");
           } 
          System.out.println(list.get(list.size() - 1));
       }
      
       public static void decomposeNumber(int n) {
          if(isPrime(n)) {
            list.add(n);
            list.add(1);
          }
          else {
            doIt(n, (int)Math.sqrt(n));
          }
       }
      
       public static void doIt(int n, int div) {
          if(isPrime(div) && n % div == 0) {
            list.add(div);
            decomposeNumber(n / div);
          }
          else {
            doIt(n, div - 1);
          }
       }
     
       public static boolean isPrime(int n) {
          for(int i = 2; i <= Math.sqrt(n);i++) {
            if(n % i == 0) {
               return false;
            }
          }
          return true;
       }
    }

**147、一个有n级的台阶，一次可以走1级、2级或3级，问走完n级台阶有多少种走法。**

答：可以通过递归求解。

public class GoSteps {
     
       public static int countWays(int n) { 
            if(n < 0) { 
                return 0; 
            } 
            else if(n == 0) { 
                return 1; 
            } 
            else { 
                return countWays(n - 1) + countWays(n - 2) + countWays(n -3); 
            } 
       } 
         
       public static void main(String[] args) { 
            System.out.println(countWays(5));   // 13  
       } 
    }

**148、写一个算法判断一个英文单词的所有字母是否全都不同（不区分大小写）。**

答：

public class AllNotTheSame {
     
       public static boolean judge(String str) {
          String temp = str.toLowerCase();
          int[] letterCounter = new int[26];
          for(int i = 0; i <temp.length(); i++) {
            int index = temp.charAt(i)- 'a';
            letterCounter[index]++;
            if(letterCounter[index] > 1) {
               return false;
            }
          }
          return true;
       }
      
       public static void main(String[] args) {
          System.out.println(judge("hello"));
          System.out.print(judge("smile"));
       }
    }

**149、有一个已经排好序的整数数组，其中存在重复元素，请将重复元素删除掉，例如，A= \[1, 1, 2, 2, 3\]，处理之后的数组应当为A= \[1, 2, 3\]。**

答：

import java.util.Arrays;
     
    public class RemoveDuplication {
     
       public static int[] removeDuplicates(int a[]) { 
            if(a.length <= 1) { 
                return a; 
            } 
            int index = 0; 
            for(int i = 1; i < a.length; i++) { 
                if(a[index] != a[i]) { 
                    a[++index] = a[i]; 
                } 
            } 
            int[] b = new int[index + 1]; 
            System.arraycopy(a, 0, b, 0, b.length); 
            return b; 
       } 
         
       public static void main(String[] args) { 
            int[] a = {1, 1, 2, 2, 3}; 
            a = removeDuplicates(a); 
            System.out.println(Arrays.toString(a)); 
       } 
    }

**150、给一个数组，其中有一个重复元素占半数以上，找出这个元素。**

答：

public class FindMost {
     
       public static <T> T find(T[] x){
          T temp = null;
          for(int i = 0, nTimes = 0; i< x.length;i++) {
              if(nTimes == 0) {
                  temp= x[i];
                  nTimes= 1;
              }
              else {
                  if(x[i].equals(temp)) {
                      nTimes++;
                  }
                  else {
                      nTimes--;
                  }
              }
          }
          return temp;
       }
      
       public static void main(String[] args) {
          String[]strs = {"hello","kiss","hello","hello","maybe"};
          System.out.println(find(strs));
       }
    }

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[20140101233020390]: /images/20210920/02a3476802ba4461b566fe96953a7c9c.png
[Link 1]: http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=%E6%90%9C%E7%B4%A2%E7%AE%97%E6%B3%95&action=edit&redlink=1