【图解】记一次手撕算法面试:字节跳动的面试官把我四连击了

字节跳动这家公司,应该是所有秋招的公司中,对算法最重视的一个了,每次面试基本都会让你手撕算法,今天这篇文章就记录下当时被问到的几个算法题,并且每个算法题我都详细着给出了最优解,下面再现当时的面试场景。看完一定让你有所收获

一、小牛试刀:有效括号

大部分情况下,面试官都会问一个不怎么难的问题,不过你千万别太开心,因为这道题往往可以拓展出更多有难度的问题,或者一道题看起来很简单,但是给出最优解,确实很不容易的。这道题是这样的

给定一个只包括 '(',')'的字符串,判断字符串是否有效。注:空字符串属于有效字符串

示例 1: 输入: "(())" 输出: true 实例 2: 输入: "())(" 输出: false

第一眼看到这道题,我去,这么简单,稳了(因为一面的时候,刚刚被面试官怼过勇者斗恶龙的DP题,在 leetcdoe 属于 hard 级别)。

其实这道题的 leetcode 第 20 题的简化版,属于 easy 级别

于是我也不假思索直接用来解决了,相信 99% 都会用栈解决吧?这里我稍微说以下过程吧,步骤如下:

1、在遍历字符串的过程中,遇到 "(" 就让它入栈,遇到 ")" 就判断下栈里面有没有 "(" :

(1)、如果有,则把处于栈顶的 "(" 弹出,相当于和 ")" 进行匹配,然后继续往后遍历字符串 (2)、如果没有,则匹配失败。相当于字符串的最前面出现了 ")",显然这是不合理的。

2、当字符串遍历完成,判断栈是否为空,如果为空则表示字符串有效,否则无效。

为了兼顾小白,我该给你们画了个图演示,,,,我太良心了。

在这里插入图片描述

代码如下所示(Java,不过不是学Java也能看懂)

public static boolean isValid(String s){ if(s == null || s.length() < 1) return true; int n = s.length();// 字符串长度 // 创建一个栈来装字符 Stack<Character> stack = new Stack<>(); // 遍历字符串 for(int i = 0; i < n; i++){ // 获取字符串的第 i 个字符 char c = s.charAt(i); if(c == '('){ stack.push(c); }else{ if(stack.isEmpty()) return false; else stack.pop(); } } // 判断是否为空 if(stack.isEmpty()) return true; return false; } 二、优化

接着面试官说我这道题的空间复杂度是 O(n),问我能优化一下吗?

说实话,如果你做过 leetcode 的第 20 题,可能你的脑子会被定向也不一定,因为那道题用栈来处理就是最优解的了。不过这道题属于简化版,其实可以把空间复杂度优化成 O(1),大家可以想一下哦。

由于我们栈里面存放的都是同一种字符 "(" ,其实我们可以用一个变量来取代栈的,这个变量就记录 "(" 的个数,遇到 "(" 变量就加 1,遇到 ")" 变量就减 1,栈为空就相当于变量的值为 0。

当时脑子有点不知为啥,就马上相当这个方法了,于是一分钟就修改好了代码,如下:

public static boolean isValid(String s){ if(s == null || s.length() < 1) return true; int n = s.length();// 字符串长度 // 用来记录遇到的 "(" 的个数 int sum = 0; // 遍历字符串 for(int i = 0; i < n; i++){ // 获取字符串的第 i 个字符 char c = s.charAt(i); if(c == '('){ sum++; }else{ if(sum == 0) return false; else sum--; } } return sum == 0 ? true : false; }

这样子的话,时间复杂度为 O(n),空间复杂度为 O(1)。

三、最长有效括号

接着面试官就继续就这道题继续加大难度,问题改为如下

给定一个只包含 '(' 和 ')' 的字符串,找出最长的包含有效括号的子串的长度。

示例 1: 输入: "(()" 输出: 2 解释: 最长有效括号子串为 "()" 示例 2: 输入: ")()())" 输出: 4 解释: 最长有效括号子串为 "()()"

其实这道题就是 leetcode 的原题,第 32 题,难度为 hard。

这道题由于我之前做过,微微一笑,假装用严肃的表情思考一下,然后马上给出了思路,刚开始我是用暴力法的。

1、暴力法

暴力法其实很简单,就是最开始把第一个字符当做最长有效括号的首字符来遍历字符串,接着把第二个字符当做最长有效括号的首字符来遍历字符串,接着把第三个字符......

例如对于 s = "( ) ) ( ( ) )"。

把第一个字符作为首字符,则 max = 2 (遇到第三个字符 ')' 就匹配不了了)
把第二个字符作为首字符,则 max = 0 (一开始就是 ')',显然啥也匹配不了)
把第三个字符作为首字符,则 max = 0
把第四个字符作为首字符,则 max = 4
.....
这种做法的时间复杂度为 O(n^2),空间复杂度为 O(1)

基本上面那道题一样,只是做了 n 次遍历。

接着面试官问,还能优化吗?

早就知道会问优化的了,我自己之前也做过这道题,于是假装思考了一下,马上给出了优化。

2、优化

这道题的优化版本我们仍然是用栈来做,不过入栈的时候,不是让 "(" 入栈,而是让 "(" 的下标入栈。步骤如下:

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