数据结构-考前记忆清单
仅供个人复习
1.kmp算法
对于匹配串(长一点的那个),其在匹配过程中i指针不发生回溯只有向前
对于模式串(要在匹配串中找到的串叫做模式串)
如何构造next数组
我们对于一个串"aabaab"进行构造,我们默认next数组从1开始记号
我们默认next数组1 和2都直接填0和1
我们直接从第三个位置开始构造
当我们构造第三个元素“b”的next数组我们可以这样看
我们就看第三个元素前面的所有元素构成的串是什么样
前缀:除了最后一个字符以外的所有字符串组成
后缀:除了第一个字符意外的所有字符串组成
前缀:{a}
后缀:{a}
匹配了一个a,该串长度为a
所以3处填写1+1=2
对于第四个位置,我们看前三个位置
前缀:{a,aa}
后缀:{b, ab}
无匹配
所以4处填写1+0
对于第五个位置
前缀:{a,aa,aab}
后缀:{a,ab,aba}
1+1=2
对于第六个位置
前缀:{a,aa,aab,aaba}
后缀:{a,aa,baa,abaa}
所以第六个位置
1+2(最长的匹配串)=3
| 序号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| next数组内容 | 0 | 1 | 2 | 1 | 2 | 3 |
| nextval | 0 | 0 | 2 | 0 | 0 | 2 |
| 串的内容记为s[j] | a | a | b | a | a | b |
改进后的nextval数组的内容只需要看,当指向模式串的最高位的j指针回溯后指向的元素是否还和原来相同即可
如果相同则nextval[j]=next[next[j]]直到nextval[j]里的元素不同于s[j]
比如第二个位置的next指向1这个位置的元素,但这两个元素同样是a,所以nextval里的数据就会找到原本next指向的位置的next的内容,即找到原本next指向的是1,我们发现s[1]=a=s[j=2]所以我们会将next[1]里的数据填充到nextval[j]中
具体看王道书117页
计算滑动了多少位置只需要用j-next[j]
如果使用nextval那么就只需要计算j-nextval[j]
kmp数组计算滑动位置直接用j-nextval的值就可以

1.树
树中一个孩子的分支的个数称为节点的度
树中最多度的孩子的度被称为树的度
边,两个结点之间相连接的一个线段就叫做边
路径长度:经过多少条边
树的节点数n:等于所有节点的度数之和+1(每一度就代表有一个节点被唯一指向,除了根节点每个节点都会被唯一一个度指向)
高度为h的m叉树:
1.在第h层最多有m^(h-1)个节点
2.总共有1+m+m².........m^(h-1)=等比数列求和公式
度为m,具有n个节点的树最小高度计算方法:
(前h-1层的节点数总和,等比数列求和公式)<n<=
(h高度的树最多可能的节点数)
然后开logm次方进行h的计算即可
度为m,具有n个节点的树最大高度计算方法:
除了最后一个非叶子节点外,其余节点度数都为1
有h-1(除了叶节点那一层前面的所有层)+m=n
推导得到h=n-m+1
2.二叉树
对于一颗完全二叉树来说,最后一个分支节点为n/2向下取整
若i>n/2则为叶节点
假定节点总数为n 度数为1或者2的结点为
有如下结论
1.节点总数为n=n1+n2+1。 证明:若一个节点有一个孩子则会产生一个分支,即一个节点会被一个分支所指向,除了根节点之外。那么,度数为1的节点其就对应了一个分支,度数为2的节点就对应了2个分支,所以n1+2n2就等于所有所有的被指向的节点(除了根节点外)所以需要加上1
2.假定一节点编号为[n/2]向下取整,若i<=[n/2]向下取整的都是分支节点,否则为叶节点
3.若某节点的编号为i且其只有左孩子或者为叶节点,则编号大于i的节点都是叶节点
4.若n为奇数,则每个分支节点都有左右孩子,若为偶数则最大的那个分支节点(即n/2)只有左孩子,因为根节点只有一个,对于二叉树来讲,n=n1+2n2+1 因为2n2必定为偶数,则n若为奇数则2n+1必为奇数,也就是说n1=0同理可证n为偶数的情况
5.当i>1时,其双亲节点为[i/2]向下取整
6.节点i所在的深度为[log2i]向下取整+1
7.n0=n2+1 由n0+n1+n2=2n2+n1+1推导得出
8.对于一个二叉链表存储的二叉树,若总共又n个节点,那么其有2n个指针域,其中n个结点除了头结点以外,每个节点都会被一个指针所指向,共有n-1个指针域被使用,所以空指针域为2n-(n-1)=n+1

卡特兰数

堆排序的构建和删除的比较过程
当插入新元素:一路向北进行比较
当删除元素时:尾部替换首部,一路向南自上而下进行比较
当调整堆时:自上而下
构建堆时:一旦发生了违反堆规则的序列就直接调整
堆排序的两种情况
在已有数组的情况建堆是自上而下,直到符合定义
如果从数组为空的情况建堆则是自下而上,直到符合定义

k叉归并树能否严格构成
下图的公式
补充的归并段
以及是否需要补充是重点

快排模板

散列表的平均查找长度计算

快速排序判断序列是否合理的性质

AVL树的性质

关键路径是权值之和最大的路径
仅有一条关键路径时,减少关键活动的时间会缩短工程的工期;存在多条关键路径时,缩短一条关键活动的时间不一定会缩短工程的 工期,缩短了路径长度的那条关键路径不一定还是关键路径。
B树的插入分裂过程如下


活动余量的计算
装填因子概念

易错点:递归算法要占用空间复杂度,存储在递归栈里面
散列表逻辑删除的元素被失败查找遍历到也需要往后跳而不是直接结束查找
注意这里的后跳指的是循环查找,这是一个非常容易出错的地方,一般来说查找到和表长相同就会停止查找


折半查找树的最多比较次数

中缀表达式转为逆波兰式即后缀表达式的手算方法
-
中缀表达式 (Infix Expression):就是我们日常看到的数学公式,操作符在两个操作数中间。
-
你给出的
本身就是中缀表达式。x+y∗(z−u)/vx+y∗(z−u)/v
-
-
后缀表达式 (Postfix Expression):也叫逆波兰表达式 (RPN),操作符在操作数后面,不需要括号来表示优先级。
下面我将严格按照**“栈 (Stack)”模拟法**,一步步带你手算将中缀转为后缀的过程。
核心规则(手算必背)
我们需要两个区域:
-
栈 (Stack):用来暂时存放操作符(+ - * / ()。
-
输出 (Output):用来存放结果。
扫描规则:
-
遇到操作数 (x, y, z...):直接写入输出。
-
遇到左括号 (:直接入栈。
-
遇到右括号 ):不断弹出栈顶符号并写入输出,直到弹出左括号 ( 为止(括号本身不输出)。
-
遇到运算符 (+ - * /):
-
如果栈为空,或栈顶是 (,直接入栈。
-
如果当前运算符优先级 高于 栈顶运算符:直接入栈。
-
如果当前运算符优先级 小于或等于 栈顶运算符:弹出栈顶元素写入输出,然后继续比较,直到满足入栈条件。
-
-
扫描结束:将栈中剩余符号依次弹出写入输出。
优先级参考: * / > + - > (
手算流程演示
表达式:
x+y∗(z−u)/vx+y∗(z−u)/v
| 步骤 | 扫描到的字符 | 动作说明 | 栈 (Stack) <br>(栈底
栈顶) | 输出 (Output) |
| 1 | x | 操作数,直接输出 | 空 | x |
| 2 | + | 栈为空,入栈 | + | x |
| 3 | y | 操作数,直接输出 | + | x y |
| 4 | * | * 优先级高于 +,入栈 | + * | x y |
| 5 | ( | 左括号,直接入栈 | + * ( | x y |
| 6 | z | 操作数,直接输出 | + * ( | x y z |
| 7 | - | 栈顶是 (,直接入栈 | + * ( - | x y z |
| 8 | u | 操作数,直接输出 | + * ( - | x y z u |
| 9 | ) | 遇到右括号,弹出直到 ( | + * | x y z u - (注: -被弹出, (被丢弃) |
| 10 | / | 遇到 /,比较栈顶 *。优先级相等(同级),遵循先来后到,先弹出栈顶 *,再将 / 入栈 | + / | x y z u - * |
| 11 | v | 操作数,直接输出 | + / | x y z u - * v |
| 12 | (结束) | 扫描完毕,弹出栈中剩余所有 | 空 | x y z u - * v / + |
邻接多重表的数据结构

十字链表和邻接多重表


败者树记录的是最小关键字的归并段,而不是值

邻接表数据结构

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