Java 常见算法题汇总与解析
算法题是程序员面试中常见的一部分，也是提升编程能力的核心手段。本文将汇总一些 Java 中常见的算法题，并提供详细的解析和实现代码，帮助开发者更好地理解和掌握算法。
一、字符串相关算法
1.1 字符串反转
问题描述：
给定一个字符串，返回反转后的结果。
实现代码：
public class StringReverse {
public static String reverse(String str) {
return new StringBuilder(str).reverse().toString();
}
public static void main(String[] args) {
System.out.println(reverse("hello")); // 输出：olleh
}
}
1.2 判断回文字符串
问题描述：
判断一个字符串是否为回文字符串。
实现代码：
public class PalindromeCheck {
public static boolean isPalindrome(String str) {
int left = 0, right = str.length() - 1;
while (left < right) {
if (str.charAt(left) != str.charAt(right)) {
return false;
}
left++;
right--;
}
return true;
}
public static void main(String[] args) {
System.out.println(isPalindrome("level")); // 输出：true
System.out.println(isPalindrome("hello")); // 输出：false
}
}
二、数组相关算法
2.1 两数之和
问题描述：
给定一个数组和一个目标值，找到两个数的索引，使它们的和等于目标值。
实现代码：
import java.util.HashMap;
public class TwoSum {
public static int[] twoSum(int[] nums, int target) {
HashMap<Integer, Integer> map = new HashMap<>();
for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
int complement = target - nums[i];
if (map.containsKey(complement)) {
return new int[]{map.get(complement), i};
}
map.put(nums[i], i);
}
throw new IllegalArgumentException("No solution found");
}
public static void main(String[] args) {
int[] result = twoSum(new int[]{2, 7, 11, 15}, 9);
System.out.println("Indices: " + result[0] + ", " + result[1]);
}
}
2.2 移动零
问题描述：
将数组中的所有 0 移动到末尾，同时保持其他元素的相对顺序。
实现代码：
public class MoveZeroes {
public static void moveZeroes(int[] nums) {
int index = 0;
for (int num : nums) {
if (num != 0) {
nums[index++] = num;
}
}
while (index < nums.length) {
nums[index++] = 0;
}
}
public static void main(String[] args) {
int[] nums = {0, 1, 0, 3, 12};
moveZeroes(nums);
for (int num : nums) {
System.out.print(num + " "); // 输出：1 3 12 0 0
}
}
}
三、动态规划相关算法
3.1 斐波那契数列
问题描述：
计算斐波那契数列的第 n 项。
实现代码：
public class Fibonacci {
public static int fib(int n) {
if (n <= 1) return n;
int[] dp = new int[n + 1];
dp[0] = 0;
dp[1] = 1;
for (int i = 2; i <= n; i++) {
dp[i] = dp[i - 1] + dp[i - 2];
}
return dp[n];
}
public static void main(String[] args) {
System.out.println(fib(10)); // 输出：55
}
}
3.2 最大子序和
问题描述：
找到一个数组中连续子数组的最大和。
实现代码：
public class MaxSubArray {
public static int maxSubArray(int[] nums) {
int currentSum = nums[0];
int maxSum = nums[0];
for (int i = 1; i < nums.length; i++) {
currentSum = Math.max(nums[i], currentSum + nums[i]);
maxSum = Math.max(maxSum, currentSum);
}
return maxSum;
}
public static void main(String[] args) {
System.out.println(maxSubArray(new int[]{-2, 1, -3, 4, -1, 2, 1, -5, 4})); // 输出：6
}
}
四、树相关算法
4.1 二叉树的最大深度
问题描述：
计算二叉树的最大深度。
实现代码：
public class MaxDepth {
static class TreeNode {
int val;
TreeNode left;
TreeNode right;
TreeNode(int val) {
this.val = val;
}
}
public static int maxDepth(TreeNode root) {
if (root == null) return 0;
return 1 + Math.max(maxDepth(root.left), maxDepth(root.right));
}
public static void main(String[] args) {
TreeNode root = new TreeNode(1);
root.left = new TreeNode(2);
root.right = new TreeNode(3);
root.left.left = new TreeNode(4);
root.left.right = new TreeNode(5);
System.out.println(maxDepth(root)); // 输出：3
}
}
4.2 验证二叉搜索树
问题描述：
判断一棵树是否为二叉搜索树。
实现代码：
public class ValidateBST {
static class TreeNode {
int val;
TreeNode left;
TreeNode right;
TreeNode(int val) {
this.val = val;
}
}
public static boolean isValidBST(TreeNode root) {
return validate(root, null, null);
}
private static boolean validate(TreeNode node, Integer lower, Integer upper) {
if (node == null) return true;
if (lower != null && node.val <= lower) return false;
if (upper != null && node.val >= upper) return false;
return validate(node.left, lower, node.val) && validate(node.right, node.val, upper);
}
public static void main(String[] args) {
TreeNode root = new TreeNode(2);
root.left = new TreeNode(1);
root.right = new TreeNode(3);
System.out.println(isValidBST(root)); // 输出：true
}
}
通过本文的学习，相信你对 Java 中常见的算法题有了更清晰的认识和理解。这些算法涵盖了字符串、数组、动态规划和树的经典问题，适用于面试和实际开发。如果你有其他问题，欢迎在评论区讨论！
