777 Interview Notes
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  • 数据结构与算法
    • 简介
    • 题型
      • Template
      • 动态规划
        • LEETCODE 5. 最长回文子串
        • LEETCODE 32. 最长有效括号
        • LEETCODE 44. 通配符匹配
        • LEETCODE 62. 不同路径
        • LEETCODE 63. 不同路径 II
        • LEETCODE 64. 最小路径和
        • LEETCODE 97. 交错字符串
        • LEETCODE 120. 三角形最小路径和
        • LEETCODE 122. 买卖股票的最佳时机 II
        • LEETCODE 139. 单词拆分
        • LEETCODE 174. 地下城游戏
        • LEETCODE 188. 买卖股票的最佳时机 IV
        • *LEETCODE 222. 完全二叉树的节点个数
        • LEETCODE 309. 最佳买卖股票时机含冷冻期
        • LEETCODE 343. 整数拆分
        • LEETCODE 494. 目标和
        • LEETCODE 718. 最长重复子数组
        • LEETCODE 837. 新21点
        • LEETCODE 1014. 最佳观光组合
        • LCOF 10-II. 青蛙跳台阶问题
        • LCOF 14-I. 剪绳子
        • LCOF 19. 正则表达式匹配
        • LCOF 42. 连续子数组的最大和
        • LCOF 46. 把数字翻译成字符串
        • LCOF 47. 礼物的最大价值
        • LCOF 48. 最长不含重复字符的子字符串
        • LCOF 49. 丑数
        • LCOF 63. 股票的最大利润
      • 贪心
        • LEETCODE 12. 整数转罗马数字
        • LEETCODE 122. 买卖股票的最佳时机 II
        • *LEETCODE 316. 去除重复字母
        • LEETCODE 435. 无重叠区间
        • LEETCODE 455. 分发饼干
        • LEETCODE 605. 种花问题
        • LEETCODE 860. 柠檬水找零
        • LEETCODE 1046. 最后一块石头的重量
        • LCOF 14-I. 剪绳子
        • LCOF 14-II. 剪绳子 II
      • 双指针
        • LEETCODE 4. 寻找两个正序数组的中位数
        • LEETCODE 19. 删除链表的倒数第N个节点
        • LEETCODE 75. 颜色分类
        • LEETCODE 86. 分隔链表
        • LCOF 04. 二维数组中的查找
        • LCOF 21. 调整数组顺序使奇数位于偶数前面
        • LCOF 24. 反转链表
        • LCOF 52. 两个链表的第一个公共节点
        • LCOF 57. 和为s的两个数字
        • LCOF 58 - I. 翻转单词顺序
      • 滑动窗口
        • LEETCODE 239. 滑动窗口最大值
        • LEETCODE 424. 替换后的最长重复字符
        • LEETCODE 643. 子数组最大平均数 I
        • LEETCODE 1208. 尽可能使字符串相等
        • LEETCODE 1423. 可获得的最大点数
        • LCOF 59 - I. 滑动窗口的最大值
      • 深度优先搜索
        • LEETCODE 207. 课程表
        • *LEETCODE 210. 课程表 II
        • LEETCODE 329. 矩阵中的最长递增路径
        • LEETCODE 547. 省份数量
        • LEETCODE 785. 判断二分图
        • LCOF 12. 矩阵中的路径
        • LCOF 13. 机器人的运动范围
        • LCOF 34. 二叉树中和为某一值的路径
        • LCOF 38. 字符串的排列
        • LCOF 54. 二叉搜索树的第k大节点
        • LCOF 55 - I. 二叉树的深度
        • LCOF 55 - II. 平衡二叉树
        • LCOF 68 - II. 二叉树的最近公共祖先
      • 广度优先搜索
        • LEETCODE 547. 省份数量
        • LCOF 32 - I. 从上到下打印二叉树
        • LCOF 32 - II. 从上到下打印二叉树 II
        • LCOF 32 - III. 从上到下打印二叉树 III
        • LCOF 55 - I. 二叉树的深度
      • 前缀和
        • LEETCODE 560. 和为K的子数组
      • 背包问题
        • LEETCODE 494. 目标和
      • HashMap
        • LEETCODE 128. 最长连续序列
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        • LEETCODE 350. 两个数组的交集 II
        • LEETCODE 560. 和为K的子数组
        • LCOF 03. 数组中重复的数字
        • LCOF 35. 复杂链表的复制
        • LCOF 50. 第一个只出现一次的字符
      • HashSet
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        • LCOF 61. 扑克牌中的顺子
      • 数组
        • LEETCODE 31. 下一个排列
        • LEETCODE 75. 颜色分类
        • LEETCODE 189. 旋转数组
        • LEETCODE 228. 汇总区间
        • LEETCODE 442. 数组中重复的数据
        • LEETCODE 448. 找到所有数组中消失的数字
        • LEETCODE 560. 和为K的子数组
      • 模拟
        • LEETCODE 860. 柠檬水找零
        • LCOF 29. 顺时针打印矩阵
        • LCOF 31. 栈的压入、弹出序列
      • 排序
        • LCOF 45. 把数组排成最小的数
        • LCOF 51. 数组中的逆序对
      • 递归
        • LCOF 06. 从尾到头打印链表
        • LCOF 07. 重建二叉树
        • LCOF 10-I. 斐波那契数列
        • LCOF 16. 数值的整数次方
        • LCOF 24. 反转链表
        • LCOF 25. 合并两个排序的链表
        • LCOF 26. 树的子结构
        • LCOF 27. 二叉树的镜像
        • LCOF 28. 对称的二叉树
        • LCOF 64. 求1+2+…+n
      • 队列
        • LCOF 59 - I. 滑动窗口的最大值
        • LCOF 59 - II. 队列的最大值
      • 字符串
        • LEETCODE 5. 最长回文子串
        • *LEETCODE 165. 比较版本号
        • LEETCODE 205. 同构字符串
        • LEETCODE 242. 有效的字母异位词
        • LEETCODE 678. 有效的括号字符串
        • LEETCODE 830. 较大分组的位置
        • LCOF 05. 替换空格
        • LCOF 20. 表示数值的字符串
        • LCOF 38. 字符串的排列
        • LCOF 45. 把数组排成最小的数
        • LCOF 58 - I. 翻转单词顺序
        • LCOF 58 - II. 左旋转字符串
        • LCOF 67. 把字符串转换成整数
      • 二分查找
        • LEETCODE 4. 寻找两个正序数组的中位数
        • LEETCODE 33. 搜索旋转排序数组
        • LEETCODE 34. 在排序数组中查找元素的第一个和最后一个位置
        • LEETCODE 153. 寻找旋转排序数组中的最小值
        • LEETCODE 154. 寻找旋转排序数组中的最小值 II
        • LEETCODE 278. 第一个错误的版本
        • LEETCODE 704. 二分查找
        • LEETCODE 744. 寻找比目标字母大的最小字母
        • LEETCODE 852. 山脉数组的峰顶索引
        • LCOF 11. 旋转数组的最小数字
        • LCOF 53 - I. 在排序数组中查找数字 I
        • LCOF 53 - II. 0~n-1中缺失的数字
      • 位运算
        • LEETCODE 338. 比特位计数
        • LEETCODE 461. 汉明距离
        • LCOF 15. 二进制中1的个数
        • LCOF 56 - I. 数组中数字出现的次数
        • LCOF 56 - II. 数组中数字出现的次数 II
      • 链表
        • LEETCODE 19. 删除链表的倒数第N个节点
        • LEETCODE 86. 分隔链表
        • # LEETCODE 234. 回文链表
        • LEETCODE 237. 删除链表中的节点
        • LCOF 06. 从尾到头打印链表
        • LCOF 18. 删除链表的节点
        • LCOF 22. 链表中倒数第k个节点
        • LCOF 24. 反转链表
        • LCOF 25. 合并两个排序的链表
        • LCOF 35. 复杂链表的复制
        • LCOF 36. 二叉搜索树与双向链表
        • LCOF 52. 两个链表的第一个公共节点
      • 二叉树
        • LEETCODE 94. 二叉树的中序遍历
        • LEETCODE 95. 不同的二叉搜索树 II
        • LEETCODE 96. 不同的二叉搜索树
        • # LEETCODE 98. 验证二叉搜索树
        • LEETCODE 104. 二叉树的最大深度
        • LEETCODE 108. 将有序数组转换为二叉搜索树
        • LEETCODE 112. 路径总和
        • # LEETCODE 144. 二叉树的前序遍历
        • LEETCODE 543. 二叉树的直径
        • LEETCODE 617. 合并二叉树
        • LEETCODE 958. 二叉树的完全性检验
        • LCOF 07. 重建二叉树
        • LCOF 26. 树的子结构
        • LCOF 27. 二叉树的镜像
        • LCOF 28. 对称的二叉树
        • LCOF 32 - I. 从上到下打印二叉树
        • LCOF 32 - II. 从上到下打印二叉树 II
        • LCOF 32 - III. 从上到下打印二叉树 III
        • LCOF 33. 二叉搜索树的后序遍历序列
        • LCOF 34. 二叉树中和为某一值的路径
        • LCOF 36. 二叉搜索树与双向链表
        • LCOF 37. 序列化二叉树
        • LCOF 54. 二叉搜索树的第k大节点
        • LCOF 55 - I. 二叉树的深度
        • LCOF 55 - II. 平衡二叉树
        • LCOF 68 - I. 二叉搜索树的最近公共祖先
        • LCOF 68 - II. 二叉树的最近公共祖先
      • 堆
        • LEETCODE 215. 数组中的第K个最大元素
        • LEETCODE 1046. 最后一块石头的重量
        • LCOF 40. 最小的k个数
        • LCOF 41. 数据流中的中位数
      • 栈
        • LEETCODE 32. 最长有效括号
        • LCOF 06. 从尾到头打印链表
        • LCOF 09. 用两个栈实现队列
        • LCOF 27. 二叉树的镜像
      • 大数
      • 数学
        • LEETCODE 16. 最接近的三数之和
        • LEETCODE 9. 回文数
        • LEETCODE 238. 除自身以外数组的乘积
        • LEETCODE 990. 等式方程的可满足性
        • LCOF 43. 1~n 整数中 1 出现的次数
        • LCOF 44. 数字序列中某一位的数字
        • LCOF 62. 圆圈中最后剩下的数字
        • LCOF 67. 把字符串转换成整数
      • 多线程
      • 回溯
        • LEETCODE 17. 电话号码的字母组合
        • LEETCODE 46. 全排列
        • LCOF 34. 二叉树中和为某一值的路径
        • LCOF 38. 字符串的排列
      • 设计
        • LEETCODE 146. LRU缓存机制
        • LCOF 30. 包含min函数的栈
        • LCOF 37. 序列化二叉树
        • LCOF 41. 数据流中的中位数
        • LCOF 59 - II. 队列的最大值
      • 分治
        • LCOF 16. 数值的整数次方
        • LCOF 17. 打印从1到最大的n位数
        • LCOF 33. 二叉搜索树的后序遍历序列
        • LCOF 36. 二叉搜索树与双向链表
        • LCOF 40. 最小的k个数
        • LCOF 51. 数组中的逆序对
    • 剑指Offer
      • 03. 数组中重复的数字【排序/哈希/比较交换】
      • 04. 二维数组中的查找【线性查找】
      • 05. 替换空格【字符串】
      • 06. 从尾到头打印链表【栈/递归】
      • 07. 重建二叉树【递归】
      • 09. 用两个栈实现队列【辅助栈】
      • 10-I. 斐波那契数列【DP】
      • 10-II. 青蛙跳台阶问题【DP】
      • 11. 旋转数组的最小数字【二分查找】
      • 12. 矩阵中的路径【DFS】
      • 13. 机器人的运动范围【DFS/BFS】
      • 14-I. 剪绳子【DP/贪心】
      • 14-II. 剪绳子 II【贪心】
      • 15. 二进制中1的个数【位运算】
      • 16. 数值的整数次方【分治】
      • *17. 打印从1到最大的n位数
      • 18. 删除链表的节点
      • *19. 正则表达式匹配
      • 20. 表示数值的字符串
      • 21. 调整数组顺序使奇数位于偶数前面【双指针】
      • 22. 链表中倒数第k个节点【快慢指针】
      • 24. 反转链表【递归/双指针】
      • 25. 合并两个排序的链表【递归】
      • 26. 树的子结构【递归】
      • 27. 二叉树的镜像【递归/辅助栈】
      • 28. 对称的二叉树【递归】
      • 29. 顺时针打印矩阵【模拟】
      • 30. 包含min函数的栈【辅助栈】
      • 31. 栈的压入、弹出序列【辅助栈】
      • 32 - I. 从上到下打印二叉树【BFS】
      • 32 - II. 从上到下打印二叉树 II【BFS】
      • 32 - III. 从上到下打印二叉树 III【BFS 双端队列】
      • 33. 二叉搜索树的后序遍历序列【分治 递归】
      • 34. 二叉树中和为某一值的路径【递归 回溯】
      • *35. 复杂链表的复制【哈希表】
      • 36. 二叉搜索树与双向链表【DFS】
      • 37. 序列化二叉树【BFS】
      • 38. 字符串的排列【DFS】
      • *39. 数组中出现次数超过一半的数字【哈希/摩尔投票】
      • 40. 最小的k个数【堆】
      • 41. 数据流中的中位数【堆】
      • 42. 连续子数组的最大和【DP】
      • 43. 1~n 整数中 1 出现的次数【找规律】
      • 44. 数字序列中某一位的数字【找规律】
      • 45. 把数组排成最小的数【排序】
      • 46. 把数字翻译成字符串【DP】
      • 47. 礼物的最大价值【DP】
      • 48. 最长不含重复字符的子字符串【滑动窗口】
      • 49. 丑数【DP】
      • 50. 第一个只出现一次的字符【哈希表】
      • *51. 数组中的逆序对【归并排序】
      • 52. 两个链表的第一个公共节点【双指针】
      • 53 - I. 在排序数组中查找数字 I【二分查找】
      • 53 - II. 0~n-1中缺失的数字【二分查找/位运算】
      • 54. 二叉搜索树的第k大节点【中序遍历】
      • 55 - I. 二叉树的深度【DFS/BFS】
      • 55 - II. 平衡二叉树【DFS】
      • 56 - I. 数组中数字出现的次数【位运算】
      • 56 - II. 数组中数字出现的次数 II【位运算】
      • 57. 和为s的两个数字【双指针/哈希表】
      • 57 - II. 和为s的连续正数序列【双指针】
      • 58 - I. 翻转单词顺序【双指针】
      • 58 - II. 左旋转字符串【字符串】
      • *59 - I. 滑动窗口的最大值【滑动窗口】
      • 59 - II. 队列的最大值【队列】
      • *60. n个骰子的点数【DP】
      • 61. 扑克牌中的顺子【Set/排序】
      • 62. 圆圈中最后剩下的数字【约瑟夫环】
      • 63. 股票的最大利润【DP】
      • 64. 求1+2+…+n【短路】
      • 65. 不用加减乘除做加法【位运算】
      • *66. 构建乘积数组【DP】
      • 67. 把字符串转换成整数
      • 68 - I. 二叉搜索树的最近公共祖先【迭代/递归】
      • 68 - II. 二叉树的最近公共祖先【递归】
    • 常见问题
      • 俩必须掌握的排序
      • 腾讯常见问题
      • 字节常见问题
  • 计算机网络
    • 简介
    • 基础知识
      • 综述
      • 物理层
      • 链路层
      • 网络层
      • 传输层
      • 应用层
        • HTTP
    • 常见问题
      • 常见问题带答案
  • 操作系统
    • 简介
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      • 概述
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      • 设备管理
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    • 常见问题
  • 数据库
    • 简介
    • 基础知识
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      • 数据库系统基础
    • 常见问题
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      • Java 并发
      • Java 虚拟机
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    • 常见问题
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    • 简介
    • 基础知识
      • Android 基础
      • Android 进阶
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    • 常见问题
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    • 简介
      • 777牌面筋
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          • 字节客户端暑期实习一面面经
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          • 字节实习面筋
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          • [21届秋招] 字节——安卓开发实习生 面经
          • 字节跳动-头条Android开发实习生面试
          • 字节 安卓一面面经
          • 字节跳动安卓客户端面经
          • 字节跳动安卓日常实习生凉经
          • 字节 客户端开发 一面
          • 字节安卓实习一面
          • 字节跳动客户端一面面经
          • 字节跳动安卓实习一二面面经
          • BAT集齐!Java/安卓暑期实习面经汇总
          • 字节跳动(Andriod方向)一二三面面经
          • 字节客户端神奇二面
          • 字节抖音(一面客户端开发)
          • 字节跳动安卓、后端实习5轮面经
          • 2020技术开发岗面经:腾讯 & 字节跳动(已Offer)
          • 字节跳动安卓客户端面经(安卓开发零经验)
          • 字节跳动Android客户端一面凉经
          • 西瓜视频一面
          • 头条三面面筋+HR(已上岸,感谢各位牛友的帮助)
          • 字节跳动android实习生一面二面
          • 字节跳动 客户端实习生 1-5面 面经
          • 2019春招实习Android面试总结(后续再发秋招总结)
          • 字节客户端安卓开发三面面经
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在本页
  • 参考
  • 虚拟内存
  • 分页系统地址映射
  • 页面置换算法
  • 1. 最佳置换算法(理论上的算法)
  • 2. 最近最少使用
  • 3. 最近未使用
  • 4. 先进先出
  • 5. 第二次机会算法
  • 6. 时钟
  • 分段
  • 段页式
  • 分页与分段的比较

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  1. 操作系统
  2. 基础知识

内存管理

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参考

虚拟内存

虚拟内存的目的是为了让物理内存扩充成更大的逻辑内存,从而让程序获得更多的可用内存。

为了更好的管理内存,操作系统将内存抽象成地址空间。每个程序拥有自己的地址空间,这个地址空间被分割成多个块,每一块称为一页。这些页被映射到物理内存,但不需要映射到连续的物理内存,也不需要保证所有页都必须在物理内存中。

当程序引用到不在物理内存中的页时,由硬件执行必要的映射,将缺失的部分装入物理内存并重新执行失败的指令。

从上面的描述中可以看出,虚拟内存允许程序不用将地址空间中的每一页都映射到物理内存,也就是说一个程序不需要全部调入内存就可以运行,这使得有限的内存运行大程序成为可能。

例如有一台计算机可以产生 16 位地址,那么一个程序的地址空间范围是 0~64K。该计算机只有 32KB 的物理内存,虚拟内存技术允许该计算机运行一个 64K 大小的程序。

分页系统地址映射

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内存管理单元(MMU)管理着地址空间和物理内存的转换,其中的页表(Page table)存储着页(程序地址空间)和页框(物理内存空间)的映射表。

一个虚拟地址分成两个部分,一部分存储页面号,一部分存储偏移量。

下图的页表存放着 16 个页,这 16 个页需要用 4 个比特位来进行索引定位。例如对于虚拟地址(0010 000000000100),前 4 位是存储页面号 2,读取表项内容为(110 1),页表项最后一位表示是否存在于内存中,1 表示存在。后 12 位存储偏移量。这个页对应的页框的地址为 (110 000000000100)。

页面置换算法

在程序运行过程中,如果要访问的页面不在内存中,就发生缺页中断从而将该页调入内存中。此时如果内存已无空闲空间,系统必须从内存中调出一个页面到磁盘对换区中来腾出空间。

页面置换算法和缓存淘汰策略类似,可以将内存看成磁盘的缓存。在缓存系统中,缓存的大小有限,当有新的缓存到达时,需要淘汰一部分已经存在的缓存,这样才有空间存放新的缓存数据。

页面置换算法的主要目标是使页面置换频率最低(也可以说缺页率最低)。

1. 最佳置换算法(理论上的算法)

OPT, Optimal replacement algorithm

所选择的被换出的页面将是最长时间内不再被访问,通常可以保证获得最低的缺页率。

是一种理论上的算法,因为无法知道一个页面多长时间不再被访问。

举例:一个系统为某进程分配了三个物理块,并有如下页面引用序列:

7,0,1,2,0,3,0,4,2,3,0,3,2,1,2,0,1,7,0,1

开始运行时,先将 7, 0, 1 三个页面装入内存。当进程要访问页面 2 时,产生缺页中断,会将页面 7 换出,因为页面 7 再次被访问的时间最长。

2. 最近最少使用

LRU, Least Recently Used

虽然无法知道将来要使用的页面情况,但是可以知道过去使用页面的情况。

LRU 将最近最少使用的页面换出。为了实现 LRU,需要在内存中维护一个所有页面的链表。当一个页面被访问时,将这个页面移到链表表头。这样就能保证链表表尾的页面是最近最久未访问的,也就是最近最少使用的页面。

因为每次访问都需要更新链表,因此这种方式实现的 LRU 代价很高。

4,7,0,7,1,0,1,2,1,2,6

3. 最近未使用

NRU, Not Recently Used

每个页面都有两个状态位:R 与 M,当页面被访问时设置页面的 R=1,当页面被修改时设置 M=1。其中 R 位会定时被清零。

可以将页面分成以下四类:

  • R=0,M=0

  • R=0,M=1

  • R=1,M=0

  • R=1,M=1

当发生缺页中断时,NRU 算法随机地从类编号最小的非空类中挑选一个页面将它换出。

NRU 优先换出已经被修改的脏页面(R=0,M=1),而不是被频繁使用的干净页面(R=1,M=0)。

4. 先进先出

FIFO, First In First Out

选择换出的页面是最先进入的页面。

该算法会将那些经常被访问的页面换出,导致缺页率升高。

5. 第二次机会算法

改进的先进先出算法,给本来要换出去的页面第二次机会。

先进先出算法可能会把经常使用的页面置换出去,为了避免这一问题,对该算法做一个简单的修改:

当页面被访问 (读或写) 时设置该页面的 R 位为 1。需要替换的时候,检查最老页面的 R 位。如果 R 位是 0,那么这个页面既老又没有被使用,可以立刻置换掉;如果是 1,就将 R 位清 0,并把该页面放到链表的尾端,修改它的装入时间使它就像刚装入的一样,然后继续从链表的头部开始搜索。

6. 时钟

Clock

第二次机会算法需要在链表中移动页面,降低了效率。时钟算法使用环形链表将页面连接起来,再使用一个指针指向最老的页面。

指谁换谁。

分段

虚拟内存采用的是分页技术,也就是将地址空间划分成固定大小的页,每一页再与内存进行映射。

下图为一个编译器在编译过程中建立的多个表,有 4 个表是动态增长的,如果使用分页系统的一维地址空间,动态增长的特点会导致覆盖问题的出现。

分段的做法是把每个表分成段,一个段构成一个独立的地址空间。每个段的长度可以不同,并且可以动态增长。

段页式

程序的地址空间划分成多个拥有独立地址空间的段,每个段上的地址空间划分成大小相同的页。这样既拥有分段系统的共享和保护,又拥有分页系统的虚拟内存功能。

分页与分段的比较

  • 对程序员的透明性:分页透明,但是分段需要程序员显式划分每个段。

  • 地址空间的维度:分页是一维地址空间,分段是二维的。

  • 大小是否可以改变:页的大小不可变,段的大小可以动态改变。

  • 出现的原因:分页主要用于实现虚拟内存,从而获得更大的地址空间;分段主要是为了使程序和数据可以被划分为逻辑上独立的地址空间并且有助于共享和保护。

CYC CS-Notes 计算机操作系统 - 内存管理