سوالات تخصصی مصاحبه مهندس نرم افزار (الگوریتم ها)

دانستن در مورد الگوریتم‌ها برای یک مهندس نرم‌افزار بسیار مهم و حیاتی است، اگر چه میزان اهمیت آن بستگی به نوع کار و نیاز پروژه دارد. در این پست سعی میکنم سوالات فنی که ممکن است در یک مصاحبه ی شغلی از شما به عنوان یک مهندس نرم افزار با موضوع الگوریتم ها بپرسند را لیست کنم. همچنین جواب هایی را هم به صورت خلاصه برای آن ها قرار می دهم اگرچه که نیاز است شما دانش عمیق تری نسبت به این موضوع داشته باشید و به جواب های کوتاه این پست کفایت نکنید چرا که ممکن است مصاحبه کننده هر یک از جواب های شما را به چالش بکشد و از شما توضیح بیشتری بخواهد یا پاسخ شما را در مواجهه با وضعیت های متفاوت تر بداند:تفاوت بین الگوریتم DFS و BFS چیست؟الگوریتم DFS (عمق اول) به طور پیش‌فرض به عمق یک گراف حرکت می‌کند و تا زمانی که دیگر مسیری برای پیش رفت نداشته باشد، ادامه می‌دهد. از طرف دیگر، الگوریتم BFS (سطح اول) ابتدا به تمام همسایگان یک گره می‌رود و سپس به تمام همسایگان آن‌ها. و به همین ترتیب ادامه می‌دهد.الگوریتم مرتب‌سازی QuickSort چگونه کار می‌کند؟QuickSort یک الگوریتم مرتب‌سازی مبتنی بر تقسیم و حل است. ابتدا یک pivot انتخاب می‌شود و عناصر از داده ورودی به دو بخش تقسیم می‌شوند: کوچکتر یا مساوی pivot و بزرگتر از pivot. سپس مرتباً برای هر بخش، مرحله تقسیم و حل تکرار می‌شود تا لیست به صورت کامل مرتب شود.توضیح دهید چگونه الگوریتم Dijkstra کار می‌کند.الگوریتم دیکسترا Dijkstra برای یافتن کوتاه‌ترین مسیرها در گراف‌های وزن‌دار استفاده می‌شود. این الگوریتم با شروع از یک گره مبدأ، به تمام گره‌ها وزن نامعلوم اختصاص می‌دهد و به تدریج وزن‌ها را با مقادیر دقیق‌تر به روز می‌کند. این فرآیند تا زمانی ادامه پیدا می‌کند که تمام گره‌ها به عنوان نهایی علامت‌گذاری شوند و کوتاه‌ترین مسیرها محاسبه شوند.الگوریتم Binary Search چگونه کار می‌کند؟الگوریتم جستجوی دودویی Binary Search برای جستجو در یک لیست مرتب شده استفاده می‌شود. ابتدا وسط لیست بررسی می‌شود. اگر مقدار مورد نظر برابر با وسط لیست باشد، جستجو پایان می‌یابد. در غیر این صورت، اگر مقدار مورد نظر کوچک‌تر از وسط باشد، جستجو در نیمه چپ لیست ادامه پیدا می‌کند و در غیر اینصورت در نیمه راست لیست ادامه می‌یابد. این فرآیند تا زمانی ادامه می‌یابد که مقدار مورد نظر پیدا شود یا اندازه بازه‌ی جستجو کوچک شودتوضیح دهید الگوریتم Backtracking چیست و در چه مواردی مورد استفاده قرار می‌گیرد؟الگوریتم Backtracking یک روش جستجوی مبتنی بر تلاش متوالی و بازگشتی در فضای جستجو است. این الگوریتم برای حل مسائلی مانند مسائل مسیریابی، مسائل جدول‌بندی، ارتقاء سیستم و... استفاده می‌شود.تفاوت بین الگوریتم Prim و Kruskal برای یافتن کمینه‌ی درخت پوشای کمینه چیست؟هر دو الگوریتم برای یافتن درخت پوشای کمینه در یک گراف وزن‌دار استفاده می‌شوند. اما Prim به طور گام به گام یک درخت پوشای کمینه را با شروع از یک گره و افزودن یال‌های کمینه‌ی وزن به درخت می‌سازد، در حالی که Kruskal تمام یال‌ها را بر اساس وزن‌ها مرتب می‌کند و به تدریج یال‌های کمینه‌ی وزن را به درخت اضافه می‌کند.توضیح دهید الگوریتم HeapSort چگونه کار می‌کند.HeapSort یک الگوریتم مرتب‌سازی بر مبنای داده‌ساختار برگرداننده است که به نام "هیپ" یا "درخت دودویی مین-هیپ" شناخته می‌شود. در این الگوریتم، ابتدا یک مین-هیپ ساخته می‌شود (درختی که همه گره‌های آن از ویژگی مین-هیپ پیروی کنند)، سپس از ریشه هیپ، گره با کمترین مقدار را حذف و به آخرین جایگاه منتقل می‌کنند. این فرآیند تا زمانی ادامه می‌یابد که هیپ خالی شود و عناصر به ترتیب مرتب شوند.الگوریتم A* چیست و در کدام مسائل استفاده می‌شود؟الگوریتم A* یک الگوریتم جستجوی مبتنی بر اطلاعات است که برای حل مسائل جستجوی مسیر در گراف‌های وزن‌دار با استفاده از ترکیبی از هزینه‌های مسیر تا به حال (هزینه‌ی واقعی) و یک تخمین از هزینه‌ی باقی‌مانده (هزینه‌ی تخمینی) از گره‌ها به هدف استفاده می‌شود.الگوریتم Floyd-Warshall چه کاری انجام می‌دهد؟الگوریتم Floyd-Warshall برای یافتن کوتاه‌ترین مسیرها بین همه‌ی جفت گره‌ها در یک گراف وزن‌دار با استفاده از روش برنامه‌ریزی دینامیکی استفاده می‌شود.توضیح دهید الگوریتم MergeSort چگونه عمل می‌کند.MergeSort یک الگوریتم مرتب‌سازی تقسیم و حل است که لیست را به دو نیمه تقسیم کرده، هر دو نیمه را به صورت مستقل مرتب می‌کند و سپس نتایج را با هم ادغام می‌کند.توضیح دهید چگونه الگوریتم Counting Sort کار می‌کند.الگوریتم Counting Sort یک الگوریتم مرتب‌سازی غیرمقایسه‌ای است که برای مرتب‌سازی اعداد صحیح مثبت با محدوده‌ی مشخص استفاده می‌شود. در این الگوریتم، تعداد وقوع هر عنصر را شمارش و سپس جایگاه‌های مرتب‌شده‌ای از آنها بر اساس تعداد وقوع آنها تعیین می‌شود.الگوریتم Topological Sort چه کاربردی دارد؟الگوریتم Topological Sort در گراف‌های جهت‌دار برای یافتن یک ترتیب خطی از گره‌ها استفاده می‌شود که در هیچ یالی از گره به سمت گره دیگری نرود. این الگوریتم به ویژه در مسائل مرتب‌سازی و برنامه‌ریزی زمانبندی کاربرد دارد.تفاوت بین الگوریتم Bubble Sort و Insertion Sort چیست؟در Bubble Sort، عناصر به تدریج به جلو حرکت کرده و در هر مرحله بزرگترین عنصر به مکان مناسب خود منتقل می‌شود. در Insertion Sort، یک عنصر به ترتیب به لیست مرتب‌شده اضافه می‌شود و در هر مرحله، عناصر جدید به لیست مرتب‌شده اضافه می‌شوند.تفاوت بین الگوریتم Radix Sort و Counting Sort چیست؟هر دو الگوریتم برای مرتب‌سازی اعداد صحیح مثبت مورد استفاده قرار می‌گیرند، اما Radix Sort اعداد را به صورت اعداد دودویی مرتب می‌کند و Counting Sort بر اساس تعداد وقوع عناصر در محدوده‌ی مشخصی آنها را مرتب می‌کند.