• C语言面试题(拓展)


    1、字符串中获取最长无重复字符子串。

    要在字符串中找到最长的无重复字符的子串,可以使用滑动窗口技术。滑动窗口通过两个指针来表示当前窗口的起始和结束位置,并且维护一个哈希表来记录字符及其最后出现的位置,以此来确保字符不重复。

    以下是用C语言实现的代码:

    #include 
    #include 
    ​
    #define MAX_CHARS 256
    ​
    int longestUniqueSubsttr(char *str) {
        int n = strlen(str);
            int current_len = 1;  // 当前子串的长度
        int max_len = 1;      // 结果
        int prev_index;       //前一个索引
    ​
        int *visited = (int *)malloc(sizeof(int) * MAX_CHARS);
    ​
        for (int i = 0; i < MAX_CHARS; i++) {
            visited[i] = -1;
        }
    ​
        visited[(int)str[0]] = 0;
    ​
        for (int i = 1; i < n; i++) {
            prev_index = visited[(int)str[i]];
    ​
            if (prev_index == -1 || i - current_len > prev_index) {
                current_len++;
            } else {
                if (current_len > max_len) {
                    max_len = current_len;
                }
                current_len = i - prev_index;
            }
    ​
            visited[(int)str[i]] = i;
        }
    ​
        if (current_len > max_len) {
            max_len = current_len;
        }
    ​
        free(visited);
    ​
        return max_len;
    }
    ​
    int main() {
        char str[] = "abcabcbb";
        printf("最长无重复字符子串的长度是 %d\n", longestUniqueSubsttr(str));
        return 0;
    }

    解释:

    1. 初始化

      • visited 数组用于存储每个字符的最后出现位置,大小为 MAX_CHARS(ASCII 字符集)。

      • 初始化 visited 数组为 -1,表示所有字符初始时都未出现过。

    2. 遍历字符串

      • 对于每个字符,检查它是否在当前窗口内已出现。

      • 使用 prev_index 保存字符上次出现的位置。

      • 如果字符未出现或者不在当前窗口内,当前窗口长度 current_len 加 1。

      • 如果字符在当前窗口内已出现,更新最大长度 max_len,并重置 current_len 为当前窗口的新长度。

    3. 更新哈希表

      • 更新当前字符在 visited 中的位置。

    4. 返回结果

      • 返回最长无重复字符子串的长度。

    这个算法的时间复杂度是 O(n),因为每个字符在最坏情况下也只会被访问两次(一次被加入窗口,一次被移出窗口),空间复杂度是 O(1),因为 visited 数组的大小是固定的。

    2、求给定数组中出现频率最高的前n个数。

    为了找到给定数组中出现频率最高的前n个数,我们需要以下步骤:

    1. 统计每个元素的出现次数:使用一个哈希表(可以用C语言中的结构体数组来实现)。

    2. 将元素及其出现次数存储在一个结构体数组中

    3. 对结构体数组按出现次数进行排序

    4. 输出前n个频率最高的元素

    下面是完整的C语言实现代码:

    #include 
    #include 
    ​
    typedef struct {
        int value;
        int count;
    } ElementCount;
    ​
    int compare(const void *a, const void *b) {
        ElementCount *elemA = (ElementCount *)a;
        ElementCount *elemB = (ElementCount *)b;
        return elemB->count - elemA->count;
    }
    ​
    void findTopNFrequent(int arr[], int size, int n) {
        ElementCount *elementCounts = malloc(size * sizeof(ElementCount));
        int distinctElements = 0;
    ​
        // 初始化元素计数器
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            elementCounts[i].value = 0;
            elementCounts[i].count = 0;
        }
    ​
        // 统计每个元素的出现次数
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            int found = 0;
            for (int j = 0; j < distinctElements; j++) {
                if (elementCounts[j].value == arr[i]) {
                    elementCounts[j].count++;
                    found = 1;
                    break;
                }
            }
            if (!found) {
                elementCounts[distinctElements].value = arr[i];
                elementCounts[distinctElements].count = 1;
                distinctElements++;
            }
        }
    ​
        //按照出现次数降序排序元素
        qsort(elementCounts, distinctElements, sizeof(ElementCount), compare);
    ​
        // 打印前n个元素
        for (int i = 0; i < n && i < distinctElements; i++) {
            printf("Element: %d, Count: %d\n", elementCounts[i].value, elementCounts[i].count);
        }
    ​
        free(elementCounts);
    }
    ​
    int main() {
        int arr[] = {1, 3, 1, 3, 2, 1, 4, 5, 2, 3, 3, 4, 5, 4, 4, 4, 5};
        int size = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
        int n = 3;
    ​
        findTopNFrequent(arr, size, n);
    ​
        return 0;
    }

    解释:

    1. 定义结构体 ElementCount

      • value 存储数组元素的值。

      • count 存储该元素的出现次数。

    2. 统计每个元素的出现次数

      • 遍历数组 arr,如果 elementCounts 中已存在该元素,则增加其 count

      • 如果不存在,则将该元素及其 count 初始化为1,并记录到 elementCounts 中。

    3. 排序

      • 使用 qsortelementCounts 数组按 count 从大到小排序。

    4. 输出前n个频率最高的元素

      • 遍历排序后的 elementCounts,输出前n个元素。

    5. 释放内存

      • 释放动态分配的内存 elementCounts

    通过这种方法,我们可以有效地找到数组中出现频率最高的前n个数。

    3、100只骆驼,100筐土豆,大骆驼背3筐,中骆驼背2筐,2只小骆驼背1筐,问有多少种组合,思路?

    要解决这个问题,我们需要计算所有可能的组合方式,使得100只骆驼总共能运送100筐土豆。我们可以通过设立不同的变量表示不同类型骆驼的数量,然后利用这些变量设立方程来解决问题。具体思路如下:

    变量定义

    • ( x ) 表示大骆驼的数量(每只大骆驼可以背3筐土豆)。

    • ( y ) 表示中骆驼的数量(每只中骆驼可以背2筐土豆)。

    • ( z ) 表示小骆驼的数量(每2只小骆驼可以背1筐土豆,所以一只小骆驼相当于0.5筐)。

    设立方程

    我们有以下两个约束条件:

    1. 骆驼总数为100只: [ x + y + z = 100 ]

    2. 背的土豆总数为100筐: [ 3x + 2y + 0.5z = 100 ]

    解方程

    从第一个方程我们可以得到: [ z = 100 - x - y ]

    将 ( z ) 代入第二个方程: [ 3x + 2y + 0.5(100 - x - y) = 100 ]

    解简化这个方程: [ 3x + 2y + 50 - 0.5x - 0.5y = 100 ] [ 2.5x + 1.5y = 50 ] [ 5x + 3y = 100 ]

    现在我们只需要解这个方程就能得到所有的可能组合。具体步骤如下:

    1. 逐一尝试 ( x ) 的值从0到100之间的所有整数,判断是否有对应的 ( y ) 和 ( z ) 满足方程。

    2. 确保 ( x, y, z ) 都是非负整数。

    实现代码

    我们可以使用简单的C语言代码来计算所有满足条件的组合。

    #include 
    ​
    int main() {
        int x, y, z;
        int count = 0;
    ​
        for (x = 0; x <= 100; x++) {
            for (y = 0; y <= 100; y++) {
                z = 100 - x - y;
                if (z >= 0 && (5 * x + 3 * y == 100)) {
                    printf("大骆驼: %d, 中骆驼: %d, 小骆驼: %d\n", x, y, z);
                    count++;
                }
            }
        }
    ​
        printf("组合的总数: %d\n", count);
    ​
        return 0;
    }

    解释代码

    1. 双重循环:外部循环遍历大骆驼的数量 ( x ),内部循环遍历中骆驼的数量 ( y )。

    2. 计算小骆驼的数量 ( z ):根据 ( z = 100 - x - y ) 计算。

    3. 判断条件:检查 ( z ) 是否为非负整数,并且检查方程 ( 5x + 3y = 100 ) 是否成立。

    4. 输出结果:如果条件满足,输出对应的 ( x, y, z ) 的值并计数。

    这段代码会输出所有可能的骆驼组合,并且打印出组合的总数。

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  • 原文地址:https://blog.csdn.net/wjx09251023/article/details/139483548