一道算法小题的分析过程

前端历劫之路

共 3671字,需浏览 8分钟

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2021-03-02 12:57

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作者:水墨寒







理解题目


最近在看算法的问题比较多,希望能以一道小题,来记录算法分析的过程。题目是: Pig Latin


Pig Latin is a way of altering English Words. The rules are as follows:

  • If a word begins with a consonant, take the first consonant or consonant cluster, move it to the end of the word, and add “ay” to it.

If a word begins with a vowel, just add “way” at the end.

遇到这种描述比较少的题,第一反应是题目描述越简单,隐藏条件就会多。不慌先看维基百科 对于 Pig Latin 的解释: 猪拉丁 。我喜欢在看题目的时候,先看看维基百科,会了解下题目的背景和渊源,让自己更好的理解题目的同时,让解题也有些趣味性。简单解析下规则:当一个单词以辅音字母开头,将辅音字母移到最后,并添加 ay 比如

  • california → aliforniacay : c 移动到最后然后添加 ay

  • paragraphs → aragraphspayp 移动到最后然后添加 ay

  • glove → oveglaygl 移动到最后然后添加 ay ⚠️ 这里是找到第一个元音字母之前的所有辅音字母

元音字母: a、e、i、o、u

当单词以元音字母开头的时候直接在单词后面添加way 比如

  • algorithm → algorithmway : a 是元音字母所以在单词后添加 way

  • eight → eightway : e 是元音字母所以在单词后添加 way

题目分析完了,我们还需要通过阅读测试用例来检查是否有遗漏,看最后一条:

Should handle words without vowels. translatePigLatin(“rhythm”) should return “rhythmay”.

这个规则其实满足第一种情况,当找不到元音的时候,直接在后面加 ay







分析过程


当我们拿到一道算法题目的时候,按照几个套路来「攻城」

  1. 算法分类,这道题是字符串题,对于字符串的操作无非有两种:

    1. 按索引遍历

    2. replace,replace 中尤其以正则不讲武德。

  2. 由浅入深:

    1. 就是上来先根据给出的条件,按照暴力的方向去写伪代码

    2. 在根据逻辑找关键循环因子 和 优化手段

    3. 尝试优化









伪代码


先写伪代码,这部分代码比较糙,主要用于整理分析过程

VAR STR 
VAR vowelLetters = ['a','e','i','o','u']
// 以元音开头
IF STR[0] in vowelLetters
return STR + 'way'
// 在STR中找到元音索引
FOR (S, INDEX) in STR
IF S IN vowelLetters
return STR.slice(INDEX) + STR.slice(0,INDEX) + 'ay'
// 单词中没有元音
renturn STR + ay
复制代码

分析过程有了我们可以写JavaScript代码了

function translatePigLatin(str) {
// 先准备需要的元音数组
const vowelLetters = ['a','e','i','o','u']
// 特殊情况:如果以元音开头
if(vowelLetters.includes(str[0])) return `${str}way`

// 正常情况
for (let i = 0; i < str.length; i++) {
if(vowelLetters.includes(str[i])) {
return `${str.slice(i)}${str.slice(0, i)}ay`
}
}

// 如果前面拦不住 说明没有元音
return `${str}ay`
}

translatePigLatin("consonant");
复制代码

Review 上面👆代码,已经可以通过测试了,那么分析如何优化 。从代码中分析到整个核心的逻辑就落在 ${str.slice(i)}${str.slice(0, i)}ay 那么关键点在于找到 第一个元音的索引那么我们改代码

function translatePigLatin(str) {
// 直接找索引
let index = str.split('').findIndex(s => /[aeiou]/.test(s))

if(index < 0)return `${str}ay`
if (index === 0)return `${str}way`
return `${str.slice(index)}${str.slice(0, index)}ay`
}

translatePigLatin("consonant");
复制代码

代码简化一些,逻辑更清晰了







另一条路


从分析过程的路上来看,已经用循环遍历的方法完成了,那么另一条路(replace)应该如何实现?第一种方法的结果来看,需要用到正则分组的方法来调换位置。思路是分两组第一组是开头到元音,第二组是元音到结尾。然后将这两组顺序调换后,添加后缀。在开发和调试正则的时候,推荐 regex101.com/ 来调试正则表达式

通过调试器来完成这个正则:/([^aeiou]*)(\w*)/ 解释下

  1. 用两个括号,分成两组

  2. ([^aeiou]*) 表示匹配不是(^)aeiou 的0到多个字符。

  3. (\w*) 剩下字符是一组

完成代码

function translatePigLatin(str) {
return str.replace(/([^aeiou]*)(\w*)/, '$2$1ay')
}

translatePigLatin("consonant");
复制代码

通过测试,👆上面的代码已经,除了元音在开头的情况没有覆盖,其他两种情况是包含的。元音在开头的时候,需要加的后缀为way, 也就是当 ([^aeiou]*) 匹配的不到的 $1 为空的时,后缀变成 ay 顺着这个思路完善,JavaScript 字符串 replace 方法第二个参数是支持函数的 String.prototype.replace() - JavaScript | MDN

function translatePigLatin(str) {
return str.replace(/([^aeiou]*)(\w*)/, (_, p1, p2) => `${p2}${p1||'w'}ay`)
}

translatePigLatin("consonant");
复制代码









总结


总结下 当拿到一道算法题的基本套路是

  1. 分类,是那一类的题,分完类后基本上能确定方向,比如树的题大部分都要用到递归,如果你想刻意训练递归,可以在树分组下训练。

  2. 先分析题目逻辑,先用简单粗暴的方法把逻辑的伪代码写出来,然后再突破优化。

  3. Review 其他方向上是否有更优解。



最后给个小建议:如果你是短期想突破面试,刷leetcode。同时推荐:https://www.codewars.com/,相比之下codewars 更注重当前编程语言的实操,而不是以最优算法为目的,里边有很多「意外惊喜」。会被很多「奇技淫巧|黑暗魔法」所折服。据坊间流传 codewars 的难度上限更高。

end


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