一道算法小題的分析過程

作者：水墨寒 2021-03-02 11:29:50

最近在看算法的問題比較多，希望能以一道小題，來記錄算法分析的過程。題目是: Pig Latin

理解題目

最近在看算法的問題比較多，希望能以一道小題，來記錄算法分析的過程。題目是: 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.

遇到這種描述比較少的題，第一反應是題目描述越簡單，隱藏條件就會多。不慌先看維基百科對于 Pig Latin 的解釋：豬拉丁。我喜歡在看題目的時候，先看看維基百科，會了解下題目的背景和淵源，讓自己更好的理解題目的同時，讓解題也有些趣味性。簡單解析下規則：當一個單詞以輔音字母開頭，將輔音字母移到最后，并添加 ay 比如

california → aliforniacay : c 移動到最后然后添加 ay
paragraphs → aragraphspay：p 移動到最后然后添加 ay
glove → oveglay：gl 移動到最后然后添加 ay ⚠️ 這里是找到第一個元音字母之前的所有輔音字母

元音字母： a、e、i、o、u

當單詞以元音字母開頭的時候直接在單詞后面添加way 比如

algorithm → algorithmway : a 是元音字母所以在單詞后添加 way
eight → eightway : e 是元音字母所以在單詞后添加 way

題目分析完了，我們還需要通過閱讀測試用例來檢查是否有遺漏，看最后一條:

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

這個規則其實滿足第一種情況，當找不到元音的時候，直接在后面加 ay

分析過程

當我們拿到一道算法題目的時候，按照幾個套路來「攻城」

1.算法分類，這道題是字符串題，對于字符串的操作無非有兩種：

a.按索引遍歷

b.replace，replace 中尤其以正則不講武德。

2.由淺入深：

a.就是上來先根據給出的條件，按照暴力的方向去寫偽代碼

b.在根據邏輯找關鍵循環因子和優化手段

c.嘗試優化

偽代碼

先寫偽代碼，這部分代碼比較糙，主要用于整理分析過程

VAR STR  
VAR vowelLetters = ['a','e','i','o','u'] 
// 以元音開頭 
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' 
// 單詞中沒有元音      
renturn STR + ay 
復制代碼

分析過程有了我們可以寫JavaScript代碼了

function translatePigLatin(str) { 
    // 先準備需要的元音數組 
    const vowelLetters = ['a','e','i','o','u'] 
    // 特殊情況：如果以元音開頭 
    if(vowelLetters.includes(str[0])) return `${str}way`     
     
    // 正常情況 
    for (let i = 0; i < str.length; i++) { 
        if(vowelLetters.includes(str[i])) { 
            return `${str.slice(i)}${str.slice(0, i)}ay` 
        } 
    } 
 
    // 如果前面攔不住 說明沒有元音 
    return `${str}ay` 
} 
 
translatePigLatin("consonant"); 
復制代碼

Review 上面👆代碼，已經可以通過測試了，那么分析如何優化。從代碼中分析到整個核心的邏輯就落在 ${str.slice(i)}${str.slice(0, i)}ay 那么關鍵點在于找到第一個元音的索引那么我們改代碼

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"); 
復制代碼

代碼簡化一些，邏輯更清晰了

另一條路

從分析過程的路上來看，已經用循環遍歷的方法完成了，那么另一條路(replace)應該如何實現?第一種方法的結果來看，需要用到正則分組的方法來調換位置。思路是分兩組第一組是開頭到元音，第二組是元音到結尾。然后將這兩組順序調換后，添加后綴。在開發和調試正則的時候，推薦 regex101.com/ 來調試正則表達式

通過調試器來完成這個正則：/([^aeiou]*)(\w*)/ 解釋下

用兩個括號，分成兩組
([^aeiou]*) 表示匹配不是(^)aeiou 的0到多個字符。
(\w*) 剩下字符是一組

完成代碼

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

通過測試，👆上面的代碼已經，除了元音在開頭的情況沒有覆蓋，其他兩種情況是包含的。元音在開頭的時候，需要加的后綴為way, 也就是當 ([^aeiou]*) 匹配的不到的 $1 為空的時，后綴變成 ay 順著這個思路完善，JavaScript 字符串 replace 方法第二個參數是支持函數的 String.prototype.replace() - JavaScript | MDN

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

總結

總結下當拿到一道算法題的基本套路是

分類，是那一類的題，分完類后基本上能確定方向，比如樹的題大部分都要用到遞歸，如果你想刻意訓練遞歸，可以在樹分組下訓練。
先分析題目邏輯，先用簡單粗暴的方法把邏輯的偽代碼寫出來，然后再突破優化。
Review 其他方向上是否有更優解。

最后給個小建議：如果你是短期想突破面試，刷leetcode。同時推薦：https://www.codewars.com/，相比之下codewars 更注重當前編程語言的實操，而不是以最優算法為目的，里邊有很多「意外驚喜」。會被很多「奇技淫巧|黑暗魔法」所折服。據坊間流傳 codewars 的難度上限更高。

責任編輯：姜華來源：前端思維框架

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