编码与 SQL 练习

练习按算法模式、Java 并发和 SQL 组织。先独立实现，再检查输入边界、输出和复杂度；参考知识维护在对应主题文章中。本页自编练习不附公司归属，力扣链接以原题条件为准。

1. 算法模式与迁移练习

模式与原理	代表练习	迁移练习	自检条件
二分查找	704. 二分查找	35. 搜索插入位置	目标在两端、不存在、小于最小值和大于最大值；区分返回失败与返回插入点
双指针	141. 环形链表	将问题改为找到环入口，解释快慢指针距离关系	空链表、自环、无环、环不从头开始；比较节点身份，不比较值
树与图搜索	102. 二叉树的层序遍历	103. 二叉树的锯齿形层序遍历	空树、单节点、深链；改变输出方向时保留正确的层边界
滑动窗口	自编：求字符串中最长无重复连续片段的长度	自编：输出一个最长片段的起止位置	`abba` 长度为 2，空串为 0；先约定字符范围，左边界不能回退
前缀和	自编：对 `[2,-1,3,0]` 回答半开区间 `[1,4)` 的和	自编：对同一数组多次查询，比较预处理与逐次累加	结果为 2；空区间、完整区间、负数；说明预处理和单次查询成本
排序与贪心	自编：合并闭区间 `[1,3]、[2,4]、[6,8]`	自编：端点相等视为重叠时，求最少删除多少区间使其互不重叠	合并结果为 `[1,4]、[6,8]`；区分两个任务的排序依据，先明确端点语义
回溯	自编：枚举 `[1,2,3]` 的全部子集	自编：输入改为 `[1,1,2]`，输出不重复子集	前者 8 个，后者 6 个；保存结果时复制状态，撤销选择后原状态恢复
动态规划	自编：每次走 1 或 2 级台阶，求到第 4 级的方案数	自编：第 2 级禁止落脚，重新定义状态与转移	无障碍时 5 种，有障碍时 1 种；约定第 0 级有一种空走法，解释初始化

不把“看过答案”作为完成标准。修改一个条件后仍能说明不变量，并独立写出实现，才说明方法能够迁移。更多检查方法见算法正确性。

2. Java 并发练习

自编任务：用容量为 2 的阻塞队列连接一个生产者和一个消费者，传递整数 1 至 100，再传递约定的结束标记。消费者汇总后退出，主线程等待两个线程结束。原理与 API 用法见BlockingQueue。

自行检查：

消费数量为 100，总和为 5050，没有重复或遗漏。
队列满时生产者等待，队列空时消费者等待，不用循环查询制造忙等。
结束标记不计入总数与求和，两个线程都能退出。
将任务改为允许外部取消，说明中断如何传递、未处理任务怎么办；不能只捕获异常后无条件继续。

练习不要求输出顺序或耗时完全固定。先验证行为，再分析线程池替代方案的队列、并发和拒绝策略；对应知识见Java 线程与Java 线程池。

3. SQL 练习

以下为本站自编练习。数据与查询使用常见 SQL 语法；先阅读SQL 连接和SQL 聚合。在自己的练习数据库中运行建表与插入语句。

CREATE TABLE practice_customers (id INTEGER PRIMARY KEY, name VARCHAR(20));
CREATE TABLE practice_orders (
  id INTEGER PRIMARY KEY,
  customer_id INTEGER,
  amount INTEGER,
  status VARCHAR(20)
);
INSERT INTO practice_customers VALUES (1, 'Lin'), (2, 'Ming'), (3, 'Yu');
INSERT INTO practice_orders VALUES
  (10, 1, 50, 'paid'), (11, 1, 80, 'paid'),
  (12, 2, 20, 'pending'), (13, 2, 30, 'paid');

3.1 每位客户已支付的订单数和金额是多少？

要求保留没有已支付订单的客户，按客户 ID 升序，订单数和金额均用 0 表示没有记录。先写查询，再核对结果。

参考回答

SELECT c.id,
       COUNT(o.id) AS paid_count,
       COALESCE(SUM(o.amount), 0) AS paid_amount
FROM practice_customers c
LEFT JOIN practice_orders o
  ON o.customer_id = c.id AND o.status = 'paid'
GROUP BY c.id
ORDER BY c.id;

结果为 (1,2,130)、(2,1,30)、(3,0,0)。支付条件放在连接条件中，保留未匹配的客户；COUNT 使用右表非空主键，避免把补空行算成一笔订单。

迁移检查：将客户 2 唯一已支付订单的状态改为 pending，应得到 (2,0,0)；把过滤条件移到 WHERE 后，哪些客户会消失？回到SQL 连接解释原因。

3.2 如何筛选已支付总金额至少为 100 的客户？

先过滤已支付订单，再按客户分组，用分组结果筛选。区分 WHERE 与 HAVING 的作用。

参考回答

SELECT customer_id, SUM(amount) AS paid_amount
FROM practice_orders
WHERE status = 'paid'
GROUP BY customer_id
HAVING SUM(amount) >= 100
ORDER BY customer_id;

结果为 (1,130)。进一步练习将阈值改为 130 和 131，检查包含边界与没有结果的情况。

3.3 添加索引后如何证明查询变快？

不要只看“创建成功”。在实际数据库中准备有代表性的数据量和分布，查看执行计划，比较访问路径、扫描量与真实执行表现。这个只有四笔订单的样例可以验证语义，无法证明生产规模的索引收益。

1. 算法模式与迁移练习​

2. Java 并发练习​

3. SQL 练习​

3.1 每位客户已支付的订单数和金额是多少？​

3.2 如何筛选已支付总金额至少为 100 的客户？​

3.3 添加索引后如何证明查询变快？​