Q: 不同數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點？

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

優(yōu)點

缺點

數(shù)組(Array)

快速訪問，如果知道下標，就可以非常快地存取

查找慢， 插入或刪除慢， 大小固定

有序數(shù)組(OrderedArray)

比無序的數(shù)組查找快

插入或刪除慢，大小固定

棧(Stack)

提供后進先出方式的存取

存取其他項很慢

隊列(Queue)

提供先進先出方式的存取

存取其他項很慢

鏈表(LinkedList)

插入快，刪除快

查找慢

二叉樹(BinaryTree)

查找、插入、刪除都快(如果樹保持平衡)

刪除算法復(fù)雜

紅-黑樹(RBTree)

查找、插入、刪除都快。樹總是平衡的

算法復(fù)雜

2-3-4樹(2-3-4Tree)

查找、插入、刪除都快。樹總是平衡的。類似的樹對磁盤存儲有用

算法復(fù)雜

哈希表(HashTable)

如果關(guān)鍵字已知則存取極快。插入快

刪除慢，如果不知道關(guān)鍵字則存取很慢，對存儲空間使用不充分

堆(Heap)

插入、刪除快，對最大數(shù)據(jù)項的存取很快

對其他數(shù)據(jù)項存取慢

圖(Graph)

對現(xiàn)實世界建模

有些算法慢且復(fù)雜

Q: 算法的概述？

A:許多算法直接適用於上面的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，都需要知道如何：

1) 插入一個新的數(shù)據(jù)項

2) 刪除某一特定的數(shù)據(jù)項

3) 尋找某一個特定的數(shù)據(jù)項

4) 如何迭代地訪問各個數(shù)據(jù)項

5) 排序

Q: 為什么面向?qū)ο缶幊瘫让嫦蜻^程編程要好一些？

A:面向過程編程，如C、Pascal或早期版本的Basic在處理大型的復(fù)雜問題時有些力不從心，為什么會這樣呢？有兩類問題：一是程序與現(xiàn)實世界缺乏相應(yīng)關(guān)系；二是程序內(nèi)部的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了問題。

A:對現(xiàn)實世界建模的無能為力

使用過程語言對現(xiàn)實世界問題進行抽象及概念化十分困難：方法執(zhí)行任務(wù)，而數(shù)據(jù)存儲信息，但是現(xiàn)實世界中的事物是對兩者同時進行操作的。

例如，爐子上的自動調(diào)溫器例子，如果用過程語言來寫這個程序，可能會以兩個函數(shù)turnOn()和turnOff()即爐開和爐閉來完成，但是還會有兩個全局變量currentTemp和desiredTemp，即現(xiàn)在的溫度和希望的溫度。

然而這些函數(shù)和變量並沒有形成任何編程對象，在程序中不會出現(xiàn)任何可以稱之為自動調(diào)溫器的單元，這個單元的唯一概念僅存在程序員的腦海中。

對於大型的程序，有可能包括上百個類似調(diào)溫器的實體，面向過程語言對這種情況將會使程序變得極為混亂，錯誤頻繁出現(xiàn)，有時甚至不可能實現(xiàn)方案，因此需要一種可以更好地將程序中的事物與現(xiàn)實中的事物相匹配的語言。

A:粗糙的組織結(jié)構(gòu)

解決程序的內(nèi)部組織是一個更微妙而且事關(guān)重大的問題。面向?qū)ο蟊粍澐譃橐粋€一個的函數(shù)，這種基於函數(shù)組織形式的一個巨大問題是它僅僅考慮了函數(shù)，而沒有重視數(shù)據(jù)。當不得不面對數(shù)據(jù)時，它沒有過多的選擇。簡而言之，數(shù)據(jù)可以是一個特定的函數(shù)的局部變量，也可以使所有函數(shù)都可以存取的全局變量，就是無法規(guī)定一個變量只允許某些函數(shù)存取而不允許另一些函數(shù)存取。

如果一個變量要想被多個函數(shù)存取到，就必須為全局變量，但是全局變量會在不經(jīng)意間被程序的任何一個函數(shù)存取，這就導(dǎo)致了頻繁的程序錯誤。

Q: 什么是軟件工程？

A:軟件工程研究是許多程序員參與的大型復(fù)雜的計算機程序的創(chuàng)建方法。它強調(diào)是程序的整體設(shè)計和如何依照最終用戶需求而進行設(shè)計的問題。

A:軟件工程關(guān)系一個軟件項目的整個生命周期，包括分析、設(shè)計、驗證、編碼、測試、生產(chǎn)和維護各個階段。

Q: C++和Java的幾處不同？

A:這里只列出可以幫助C++程序員看懂示例的Java特性

A:沒有指針

Java和C++的最大區(qū)別在於Java沒有指針，其實，Java只是擺脫了顯示表露的指針，指針依舊是以存儲地址的形式隱藏在程序的深處，有時甚至可以說在Java中，所有的東西都是指針。

1) 引用(reference)

Java對基本數(shù)據(jù)類型的處理與對象的處理不同

int nVar; // an int variable called nVar

BankAccount bankAccount; // reference to a BankAccount object

在第一行語句中，一個被稱為nVar的存儲地址保存了一個數(shù)值127，然而，bankAccount這個存儲地址並沒有保存BankAccount對象的數(shù)據(jù)，這個名稱bankAccount是對象的引用，它並不是對象本身。

實際上，如果bankAccount沒有被預(yù)先賦值的話，它就不會稱為引用。在賦值為某個對象之前，它保存了一個被稱為null的特殊對象的引用。同樣，nVar在它被賦值之前也不會保存數(shù)值。如果嘗試使用一個被賦值的變量，編譯器會報錯。

在C++中

BankAccount bankAccount;

實際上在棧里創(chuàng)建了一個對象，它留出了所有這個對象的數(shù)據(jù)的空間。而在Java中，這條語句只創(chuàng)建了一個放置某一對象的存儲地址的空間。可以將Java引用認為是普通變量語法中的指針。

2) 賦值

Java中的賦值操作符與C++中的不一樣。

在C++中，這條語句：

bankAccount2 = bankAccount1;

將一個名為bankAccount1的對象的所有數(shù)據(jù)都拷貝到另一個名為bankAccount2的對象中。然而在Java中，這條語句的賦值語是向bankAccount2拷貝了bankAccount1指向的存儲地址，現(xiàn)在bankAccount1和bankAccount2實際指的是同一個對象，它們都是這個對象的引用。

如果對賦值操作符理解不深的話，上面的語句會讓人感到困惑。

如果想對一個對象中復(fù)制數(shù)據(jù)到另一個對象中，必須保證在一開始就有兩個不同的對象，然后分別拷貝每個字段，等號是不起復(fù)制的作用的。

3) new操作符

在Java中任何創(chuàng)建對象的工作必須使用new。但是new在Java中返回一個引用，而不像C++中返回一個指針。下面是創(chuàng)建對象的一個方法：

BankAccount bankAccount = null;

bankAccount = new BankAccount();

取消指針意味著一個更安全的系統(tǒng)。程序員不可能找到bankAccount的真實地址，也就不可能意外地破壞它。

用new向堆申請空間后，如何去釋放那些不再使用的空間？在C++中，可以使用delete。在Java中，則根本不需要對釋放空間擔心。Java每隔一段時間就會查看每一塊由new開辟的內(nèi)存，看指向它的有效引用是否依舊存在，如果這個引用不存在，系統(tǒng)會自動將這塊空間歸入空閑內(nèi)存區(qū)。這個過程被稱為垃圾回收。

幾乎所有的程序員在使用C++過程中都會有忘記刪除存儲空間的經(jīng)歷，這會導(dǎo)致“內(nèi)存泄漏”(memory leak)從而消耗系統(tǒng)資源，使程序處於不穩(wěn)定的狀態(tài)，甚至會導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰。內(nèi)存泄漏在Java中不可能出現(xiàn)(或至少幾乎沒有)。

4) 參數(shù)

在C++中，指針經(jīng)常被用來在函數(shù)間傳遞對象，從而避免拷貝一個大對象的系統(tǒng)開銷。在Java中，對象經(jīng)常以引用的形式傳遞，這種方法同樣地避免了對象的拷貝：

void f1() {

BankAccount bankAccount = new BankAccount(270.00);

f2(bankAccount);

}

void f2(BankAccount ba) {}

上面的代碼中引用bankAccount和ba都指向同一個對象，而在C++中，ba則是從bankAccount拷貝而來的另一個對象。

然而，簡單的基本數(shù)據(jù)類型總是通過它的值來傳遞。

5) 相等與同一

在Java中，對基本數(shù)據(jù)類型，可以通過相等操作符(==)來判斷兩個變量是否含有相同的值：

int a = 12;

int b = a;

if (a == b) {

System.out.println("they are equal");

}

這同C/C++語法。

但是在Java中，由於關(guān)系操作符使用引用，所以它們在涉及到對象的判斷時有些不同。 當使用相等操作符(==)判斷類時，實際上判斷的是類的引用是否一致，即它們是否指向的是同一個對象：

BankAccount ba1 = new BankAccount(250.00);

BankAccount ba2 = ba1;

if (ba1 == ba2) {

System.out.println("they are identical");

}

在C++中，這個操作符會判斷兩個對象是否含有相同的數(shù)據(jù)。如果在Java中要判斷兩個對象是否含有相同的數(shù)據(jù)，則使用Object類的equals()方法：

BankAccount ba1 = new BankAccount(250.00);

BankAccount ba2 = new BankAccount(250.00);

if (ba1 == ba2) {

System.out.println("they are equal");

}

A:重載操作符

Java中沒有重載操作符，在C++中可以重新定義+、*、=及大多數(shù)其他操作符，以便使它們在特定的類中達到不同的效果。在Java中，任何類似的重新定義都是不可能的，而可以使用命名的方法，如add()或其他名字。

A:基本數(shù)據(jù)類型

Java八種基本數(shù)據(jù)類型

參考

《Java數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法》Robert Lafore 著，第1章 - 綜述

總結(jié)

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