AI笔试面试题库-Python题目解析4

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官网链接:

https://www.julyedu.com/question/big/kp_id/28/ques_id/928


 
  

1、请用Python手写实现插入排序。

解析:

 
  

插入排序(Insertion Sort)的工作原理是通过构建有序序列,对于未排序数据,
在已排序序列中从后向前扫描,找到相应位置并插入。 算法执行步骤: (1)从第一个元素开始,该元素可以认为已经被排序; (2)取出下一个元素,在已经排序的元素序列中从后向前扫描; (3)如果被扫描的元素(已排序)大于新元素,则将被扫描元素后移一位; (4)重复步骤(3),直到找到已排序的元素小于或者等于新元素的位置; (5)将新元素插入到该位置后; (6)重复步骤(2)-(5)。

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Python实现 def insert_sort(ary):    n = len(ary)    for i in range(1,n):        if ary[i] < ary[i-1]:            temp = ary[i]            #待插入的下标            index = i                      #从i-1 循环到 0 (包括0)            for j in range(i-1,-1,-1):                  if ary[j] > temp :                    ary[j+1] = ary[j]                    #记录待插入下标                    index = j                  else :                    break            ary[index] = temp    return ary

 
  


2、请用Python手写实现快速排序。

解析:

 
  

步骤: (1)从数列中挑出一个元素,称为 “基准”(pivot); (2)重新排序数列,所有元素比基准值小的摆放在基准前面,所有元素比基准值
   大的摆在基准的后面(相同的数可以到任一边)。在这个分区退出之后,该基
   准就处于数列的中间位置。这个称为分区(partition)操作; (3)递归地(recursive)把小于基准值元素的子数列和大于基准值元素的子数列排序。 换言之 快速排序时基于分治模式处理的, 对一个典型子数组A[p...r]排序的分治过程为三个步骤: (1)分解: A[p..r]被划分为俩个(可能空)的子数组A[p ..q-1]和A[q+1 ..r],使得 A[p ..q-1] <= A[q] <= A[q+1 ..r]; (2)解决:通过递归调用快速排序,对子数组A[p ..q-1]和A[q+1 ..r]排序; (3)合并。 QUICKSORT(A, p, r) 1 if p < r 2    then q ← PARTITION(A, p, r)   //关键 3         QUICKSORT(A, p, q - 1) 4         QUICKSORT(A, q + 1, r) 数组划分 快速排序算法的关键是PARTITION过程,它对A[p..r]进行就地重排: PARTITION(A, p, r) 1  x ← A[r] 2  i ← p - 1 3  for j ← p to r - 1 4       do if A[j] ≤ x 5             then i ← i + 1 6                  exchange A[i] <-> A[j] 7  exchange A[i + 1] <-> A[r] 8  return i + 1 下图是一个例子  
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这是另外一个可视化图
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Python实现 def quick_sort(ary):    return qsort(ary,0,len(ary)-1) def qsort(ary,left,right):    #快排函数,ary为待排序数组,left为待排序的左边界,right为右边界    if left >= right : return ary    key = ary[left]     #取最左边的为基准数    lp = left           #左指针    rp = right          #右指针    while lp < rp :        while ary[rp] >= key and lp < rp :            rp -= 1        while ary[lp] <= key and lp < rp :            lp += 1        ary[lp],ary[rp] = ary[rp],ary[lp]    ary[left],ary[lp] = ary[lp],ary[left]    qsort(ary,left,lp-1)    qsort(ary,rp+1,right)    return ary

 
  


3、请用Python手写实现堆排序。

解析:

 
  

堆排序在 top K 问题中使用比较频繁。堆排序是采用二叉堆的数据结构来
实现的,虽然实质上还是一维数组。二叉堆是一个近似完全二叉树 。 二叉堆具有以下性质: 父节点的键值总是大于或等于(小于或等于)任何一个子节点的键值。 每个节点的左右子树都是一个二叉堆(都是最大堆或最小堆)。 步骤: (1)构造最大堆(Build_Max_Heap):若数组下标范围为0~n,考虑到单独一个
    元素是大根堆,则从下标n/2开始的元素均为大根堆。于是只要从n/2-1开
    始,向前依次构造大根堆,这样就能保证,构造到某个节点时,它的左右
    子树都已经是大根堆。 (2)堆排序(HeapSort):由于堆是用数组模拟的。得到一个大根堆后,数组
    内部并不是有序的。因此需要将堆化数组有序化。思想是移除根节点,并
    做最大堆调整的递归运算。第一次将heap[0]与heap[n-1]交换,再对
    heap[0...n-2]做最大堆调整。第二次将heap[0]与heap[n-2]交换,
    再对heap[0...n-3]做最大堆调整。重复该操作直至heap[0]和heap[1]
    交换。由于每次都是将最大的数并入到后面的有序区间,故操作完后
    整个数组就是有序的了。 (3)最大堆调整(Max_Heapify):该方法是提供给上述两个过程调用的。
    目的是将堆的末端子节点作调整,使得子节点永远小于父节点。
   
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Python实现
def heap_sort(ary) :    n = len(ary)    #最后一个非叶子节点    first = int(n/2-1)          #构造大根堆    for start in range(first,-1,-1) :            max_heapify(ary,start,n-1)    #堆排,将大根堆转换成有序数组    for end in range(n-1,0,-1):                  ary[end],ary[0] = ary[0],ary[end]        max_heapify(ary,0,end-1)    return ary #最大堆调整:将堆的末端子节点作调整,使得子节点永远小于父节点 #start为当前需要调整最大堆的位置,end为调整边界 def max_heapify(ary,start,end):    root = start    while True :        #调整节点的子节点        child = root*2 +1                      if child > end : break        if child+1 <= end and ary[child] < ary[child+1] :            #取较大的子节点            child = child+1        #较大的子节点成为父节点                    if ary[root] < ary[child] :                #交换            ary[root],ary[child] = ary[child],ary[root]                root = child        else :            break

 
  


4、请用Python手写实现归并排序。

解析:

 
  

归并排序是采用分治法的一个非常典型的应用。归并排序的思想就是先递归
分解数组,再合并数组。 先考虑合并两个有序数组,基本思路是比较两个数组的最前面的数,谁小就
先取谁,取了后相应的指针就往后移一位。然后再比较,直至一个数组为空,
最后把另一个数组的剩余部分复制过来即可。 再考虑递归分解,基本思路是将数组分解成left和right,如果这两个数组
内部数据是有序的,那么就可以用上面合并数组的方法将这两个数组合并排
序。如何让这两个数组内部是有序的?可以再二分,直至分解出的小组只含
有一个元素时为止,此时认为该小组内部已有序。然后合并排序相邻二个小
组即可。

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Python实现 def merge_sort(ary):    if len(ary) <= 1 : return ary    num = int(len(ary)/2)       #二分分解    left = merge_sort(ary[:num])    right = merge_sort(ary[num:])    return merge(left,right)    #合并数组 def merge(left,right):    '''合并操作,    将两个有序数组left[]和right[]合并成一个大的有序数组'''    #left与right数组的下标指针    l,r = 0,0              result = []    while l

 
  


5、请创建一个函数检查一个词是否具有回文结构,使用 Python 进行编写。

解析:

 
  

def huiwen(str): if len(str)==1: return True else: return str[0]==str[-1] and huiwen(str[1:-1])

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