### 知识点总结
#### 1. 12球三次称出坏球及轻重问题
- **问题描述**：假设有一组12个外表完全相同的球，其中一个重量异常（比其他球轻或重），任务是在仅进行三次称重的情况下确定哪个球是异常球及其轻重状态。
- **解决策略**：此问题可通过分组法解决，将12个球分为三个小组，每组四个球。第一次称重比较两组，通过结果判断异常球所在组及其大致轻重状态。之后对异常组内球继续细分称重，直至找出异常球。
#### 2. 数组循环移位
- **问题描述**：设计一个算法，使含有N个元素的数组循环右移K位，且要求算法的时间复杂度为O(N)，并限制只能使用两个附加变量。
- **解法一**：简单循环移位方法，通过循环将最后一个元素移到首位，重复执行直到完成K次移位。时间复杂度为O(K*N)。
- **解法二**：通过数组翻转实现高效循环移位。先将数组分为两部分，分别进行翻转操作，最后再整体翻转一次即可实现目标移位。时间复杂度为O(N)。
- **步骤详解**：
1. 对数组的前N-K个元素进行翻转。
2. 对数组的后K个元素进行翻转。
3. 再次对整个数组进行翻转。
#### 3. 求二进制中1的个数
- **问题描述**：对于一个正整数，计算其二进制表示中1的个数。
- **解法一**：使用模2操作逐位检查是否为1，时间复杂度为O(log N)。
- **解法二**：利用位运算，通过与操作判断末位是否为1，时间复杂度为O(log N)。
- **解法三**：通过不断消除最低位的1来统计1的个数，时间复杂度为O(m)，其中m为数字中1的个数。
- **解法四**：对于频繁查询且数值范围固定的情况，预先构建一个查找表，提高查询效率至O(1)。
#### 4. 使用最小堆找N个数中最大的K个数
- **问题描述**：给出N个无序的数，从中选择最大的K个数。
- **解决方案**：
- **小数据量**：采用快速排序等高效排序算法，找到最大的K个数。
- **大数据量**：采用外排序的方法，分批处理数据。
- **极大数据量**：建立包含K个元素的最大堆，遍历所有数据更新堆顶元素，最终堆顶即为最大的K个数。
- **特殊情况**：若数据为整数且存在上界，可采用位图思想，只需扫描位图输出前K个为1的位的下标即可。
以上几个知识点涵盖了从基础的算法设计到高级的数据结构应用，对于理解计算机科学原理以及提升面试竞争力都有很大的帮助。通过对这些经典问题的学习，不仅能够加深对算法的理解，还能培养解决问题的能力。
