数据结构与算法必备的 50 个代码实现

WilcoxScott 发布于1年前

数据结构和算法是程序员的内功心法和基本功。无论是人工智能还是其它计算机科学领域,掌握扎实的数据结构和算法知识,往往会助力不少!今天给大家推荐一份不错的数据结构与算法资源。特点是:全代码实现!

这份资源的作者王争老师是前 Google 工程师,5 万+人跟着学的《数据结构和算法之美》专栏作者。他总结了程序员必备的 50 个数据结构与算法,以及相应的代码实现。开源地址为:

https://github.com/wangzheng0822/algo ​ github.com

我们来看一下这必备的 50 个数据结构与算法究竟包含了哪些内容。

数组

  • 问题:实现一个支持动态扩容的数组
  • 问题:实现一个大小固定的有序数组,支持动态增删改操作
  • 问题:实现两个有序数组合并为一个有序数组

链表

  • 问题:实现单链表、循环链表、双向链表,支持增删操作
  • 问题:实现单链表反转
  • 问题:实现两个有序的链表合并为一个有序链表
  • 问题:实现求链表的中间结点

  • 问题:用数组实现一个顺序栈
  • 问题:用链表实现一个链式栈
  • 问题:编程模拟实现一个浏览器的前进、后退功能

队列

  • 问题:用数组实现一个顺序队列
  • 问题:用链表实现一个链式队列
  • 问题:实现一个循环队列

递归

  • 问题:编程实现斐波那契数列求值f(n)=f(n-1)+f(n-2)
  • 问题:编程实现求阶乘n!
  • 问题:编程实现一组数据集合的全排列

排序

  • 问题:实现归并排序、快速排序、插入排序、冒泡排序、选择排序
  • 问题:编程实现O(n)时间复杂度内找到一组数据的第K大元素

二分查找

  • 问题:实现一个有序数组的二分查找算法
  • 问题:实现模糊二分查找算法(比如大于等于给定值的第一个元素)

散列表

  • 问题:实现一个基于链表法解决冲突问题的散列表
  • 问题:实现一个LRU缓存淘汰算法

字符串

  • 问题:实现一个字符集,只包含a~z这26个英文字母的Trie树
  • 问题:实现朴素的字符串匹配算法

二叉树

  • 问题:实现一个二叉查找树,并且支持插入、删除、查找操作
  • 问题:实现查找二叉查找树中某个节点的后继、前驱节点
  • 问题:实现二叉树前、中、后序以及按层遍历

  • 问题:实现一个小顶堆、大顶堆、优先级队列
  • 问题:实现堆排序
  • 问题:利用优先级队列合并K个有序数组
  • 问题:求一组动态数据集合的最大Top K

  • 问题:实现有向图、无向图、有权图、无权图的邻接矩阵和邻接表表示方法
  • 问题:实现图的深度优先搜索、广度优先搜索
  • 问题:实现Dijkstra算法、A*算法
  • 问题:实现拓扑排序的Kahn算法、DFS算法

回溯

  • 问题:利用回溯算法求解八皇后问题
  • 问题:利用回溯算法求解0-1背包问题

分治

  • 问题:利用分治算法求一组数据的逆序对个数

动态规划

  • 问题:0-1背包问题
  • 问题:最小路径和
  • 问题:编程实现莱文斯坦最短编辑距离
  • 问题:编程实现查找两个字符串的最长公共子序列
  • 问题:编程实现一个数据序列的最长递增子序列

以上所有的数据结构与算法都配备相应的程序代码。一大特点是代码配备多种编程语言,例如 Python、C、Java、Go、Scala 等。

数据结构与算法必备的 50 个代码实现

举例来说,关于常见的排序算法,例如冒泡排序、插入排序、选择排序,作者给出了相应的 Python 代码实现:

"""
Bubble sort, insertion sort and selection sort
冒泡排序、插入排序、选择排序
Author: Wenru
"""

from typing import List


# 冒泡排序
def bubble_sort(a: List[int]):
length = len(a)
if length <= 1:
return

for i in range(length):
made_swap = False
for j in range(length - i - 1):
if a[j] > a[j + 1]:
a[j], a[j + 1] = a[j + 1], a[j]
made_swap = True
if not made_swap:
break


# 插入排序
def insertion_sort(a: List[int]):
length = len(a)
if length <= 1:
return

for i in range(1, length):
value = a[i]
j = i - 1
while j >= 0 and a[j] > value:
a[j + 1] = a[j]
j -= 1
a[j + 1] = value


# 选择排序
def selection_sort(a: List[int]):
length = len(a)
if length <= 1:
return

for i in range(length):
min_index = i
min_val = a[i]
for j in range(i, length):
if a[j] < min_val:
min_val = a[j]
min_index = j
a[i], a[min_index] = a[min_index], a[i]


def test_bubble_sort():
test_array = [1, 1, 1, 1]
bubble_sort(test_array)
assert test_array == [1, 1, 1, 1]
test_array = [4, 1, 2, 3]
bubble_sort(test_array)
assert test_array == [1, 2, 3, 4]
test_array = [4, 3, 2, 1]
bubble_sort(test_array)
assert test_array == [1, 2, 3, 4]


def test_insertion_sort():
test_array = [1, 1, 1, 1]
insertion_sort(test_array)
assert test_array == [1, 1, 1, 1]
test_array = [4, 1, 2, 3]
insertion_sort(test_array)
assert test_array == [1, 2, 3, 4]
test_array = [4, 3, 2, 1]
insertion_sort(test_array)
assert test_array == [1, 2, 3, 4]


def test_selection_sort():
test_array = [1, 1, 1, 1]
selection_sort(test_array)
assert test_array == [1, 1, 1, 1]
test_array = [4, 1, 2, 3]
selection_sort(test_array)
assert test_array == [1, 2, 3, 4]
test_array = [4, 3, 2, 1]
selection_sort(test_array)
assert test_array == [1, 2, 3, 4]


if __name__ == "__main__":
array = [5, 6, -1, 4, 2, 8, 10, 7, 6]
bubble_sort(array)
print(array)

array = [5, 6, -1, 4, 2, 8, 10, 7, 6]
insertion_sort(array)
print(array)

array = [5, 6, -1, 4, 2, 8, 10, 7, 6]
selection_sort(array)
print(array)

当然,还有其它编程语言的代码实现,这里就不一一列举了!

目前,这份资源已经在 GitHub 上收获了 6000 星了。是一份不错的数据结构与算法参考代码。值得一看。最后再附上地址:

wangzheng0822/algo ​ github.com 数据结构与算法必备的 50 个代码实现

更多AI干货请关注公众号: AI有道 (ID:redstonewill)

查看原文: 数据结构与算法必备的 50 个代码实现

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