Detecció de llistes de reproducció cícliques en JavaScript
Trobar cicles o repeticions és un problema comú a l'hora de respondre a les preguntes de l'entrevista de codificació, especialment aquelles que requereixen estructures de dades com ara llistes enllaçades. Aquest problema sol sorgir a les llistes de reproducció, on les cançons podrien enllaçar entre si en una cadena de referències. Es diu que una llista de reproducció és repetitiva si una cançó fa referència a una cançó anterior.
L'objectiu d'aquest exercici de codificació de JavaScript és escriure una funció que determini si es repeteix alguna cançó d'una llista de reproducció. Això és repassar cada cançó una per una i veure si hi ha una referència que torna a una cançó anterior. Fins i tot els programadors experimentats poden ensopegar amb les subtileses de les referències d'objectes i el control de bucles mentre intenten resoldre aquest problema aparentment senzill a JavaScript.
Sovint, el problema prové de la manera com s'expressa la lògica d'iteració, especialment de la manera com es gestionen les referències entre objectes. En aquest cas, la solució depèn de la vostra capacitat per comprendre com JavaScript gestiona les referències d'objectes dins dels bucles. Ens concentrarem en com reassignar i fer el seguiment d'aquestes referències dins d'una llista de reproducció mentre examinem la solució.
Analitzarem el problema amb detall, analitzarem les deficiències de la solució existent i oferirem una solució viable a aquest obstacle recurrent de la llista de reproducció en la discussió que segueix. Amb aquesta correcció, la funció podrà reconèixer les referències cícliques en una llista de reproducció amb precisió i produir el resultat previst.
| Comandament | Exemple d'ús |
|---|---|
| Set() | L'objecte JavaScript Set() s'utilitza per emmagatzemar dades úniques. Per ajudar a identificar els cicles de llistes de reproducció, s'utilitza a l'exemple per fer un seguiment de les cançons que es veuen, assegurant-se que no es torni a reproduir cap cançó. |
| has() | L'objecte Set() té la funció has(). Comprova si existeix un element específic al conjunt. Aquí, comprova si ja s'ha escoltat una cançó, que indica que la llista de reproducció es repeteix. |
| add() | L'objecte Set() té la funció has(). Comprova si un determinat element existeix al conjunt. Aquí, comprova si ja s'ha escoltat una cançó, que indica que la llista de reproducció es repeteix. |
| two-pointer technique | Aquest mètode, que de vegades s'anomena algorisme de detecció de cicles de Floyd-Warshall, navega per la llista de reproducció mitjançant dos punters: lent i ràpid. Per detectar eficaçment els bucles, el punter lent es mou un pas mentre que el punter ràpid va dos passos. |
| nextSong | La classe Song té una propietat única anomenada nextSong que fa referència a la cançó que la segueix a la llista de reproducció. Permet la imitació d'una estructura de llista enllaçada en la qual cada cançó fa referència seqüencial a totes les altres cançons. |
| describe() | La funció describe() del marc de proves Mocha s'utilitza per organitzar proves unitàries relacionades. Divideix les proves en categories lògiques, com les llistes de reproducció que es repeteixen i les que no. |
| it() | A Mocha, una definició de cas de prova s'anomena it(). Indica un cas concret que s'ha de provar, per tal d'assegurar-se que la funció reconeix adequadament una llista de reproducció recurrent. |
| assert.strictEqual() | Aquest mètode és del mòdul assert de Node.js. En aquest cas, verifica el resultat previst de la funció de repetició de la llista de reproducció determinant si dos valors són estrictament iguals. |
Entendre la detecció de cicles de llistes de reproducció a JavaScript
El primer guió que s'ofereix utilitza un enfocament de llista enllaçada per identificar les cançons que es repeteixen en una llista de reproducció considerant cada cançó com un node. L'estructura de classes de JavaScript s'utilitza per construir a Cançó objecte que imita el flux d'una llista de reproducció de pista a pista emmagatzemant el nom de la cançó i una referència a la cançó següent. El component principal de la solució rastreja la música trobada anteriorment mitjançant a Set. Utilitzem un bucle while per iterar a través de les cançons, comprovant si la cançó actual s'ha escoltat abans. Si és així, indiquem que la llista de reproducció es repeteix retornant true.
L'algorisme de detecció de cicles de Floyd, comunament conegut com la tècnica de dos punters, s'utilitza de la segona manera. Mitjançant aquest mètode, dos punters es mouen per la llista de reproducció a velocitats diferents: un omet dues cançons i avança una cançó alhora. Aquests indicadors es trobaran eventualment si hi ha un cicle, que indica que la llista de reproducció es repeteix. Com que no requereix desar les cançons que es veuen, aquest mètode és més eficient en espai i, per tant, és una millor opció per a llistes de reproducció més grans.
Aquestes solucions també mostren com crear llistes enllaçades en JavaScript perquè següentCançó propietat enllaça cadascun Cançó objecte a un altre. La detecció de cicles al primer script aprofita una estructura conjunta. Com que els conjunts garanteixen la singularitat, podem determinar a l'instant si una cançó ja s'ha reproduït un cop s'ha afegit al conjunt. Això fa que els conjunts siguin especialment útils. Això ens ajuda a reconèixer quan comença un cicle i evita que quedem atrapats en un bucle interminable.
Finalment, les proves unitàries que s'inclouen per a ambdues estratègies garanteixen que la solució sigui precisa en diversos entorns. Per comprovar el nostre codi, hem utilitzat el marc de proves Mocha. El fitxer Node.js afirmar s'utilitza per confirmar que les sortides són les esperades i les de Mocha descriure i això Les funcions s'utilitzen per estructurar lògicament les proves. Les proves d'unitat juguen un paper crucial en el procés de desenvolupament, ja que validen que la funció funciona com s'esperava tant per a les llistes de reproducció recurrents com per a les que no es repeteixen, la qual cosa garanteix la resistència de la solució.
Detecció de cançons que es repeteixen en una llista de reproducció amb JavaScript
Programació orientada a objectes en JavaScript amb bucles While
class Song {constructor(name) {this.name = name;this.nextSong = null;}/* @return {boolean} true if the playlist is repeating, false if not.*/isRepeatingPlaylist() {let seenSongs = new Set();let current = this;while (current) {if (seenSongs.has(current)) {return true; // Playlist is repeating}seenSongs.add(current);current = current.nextSong;}return false; // Playlist is not repeating}}// Testing the solutionlet first = new Song("Hello");let second = new Song("Eye of the Tiger");let third = new Song("Third");first.nextSong = second;second.nextSong = third;third.nextSong = first; // Creates a loopconsole.log(first.isRepeatingPlaylist()); // true
Enfocament alternatiu: ús de dos punters per a la detecció de cicles
Detecció de cicle de llista enllaçada amb l'algoritme Floyd-Warshall
class Song {constructor(name) {this.name = name;this.nextSong = null;}/* @return {boolean} true if the playlist is repeating, false if not.*/isRepeatingPlaylist() {let slow = this;let fast = this;while (fast !== null && fast.nextSong !== null) {slow = slow.nextSong; // move slow pointer by 1 stepfast = fast.nextSong.nextSong; // move fast pointer by 2 stepsif (slow === fast) {return true; // Loop detected}}return false; // No loop}}// Testing the solutionlet first = new Song("Hello");let second = new Song("Eye of the Tiger");let third = new Song("Third");first.nextSong = second;second.nextSong = third;third.nextSong = first; // Creates a loopconsole.log(first.isRepeatingPlaylist()); // true
Prova d'unitat per a la detecció de bucles de llistes de reproducció
Provant la funció isRepeatingPlaylist amb Node.js i Mocha
const assert = require('assert');describe('isRepeatingPlaylist', function () {it('should return true for a repeating playlist', function () {let first = new Song('Song A');let second = new Song('Song B');let third = new Song('Song C');first.nextSong = second;second.nextSong = third;third.nextSong = first; // Creates a loopassert.strictEqual(first.isRepeatingPlaylist(), true);});it('should return false for a non-repeating playlist', function () {let first = new Song('Song A');let second = new Song('Song B');let third = new Song('Song C');first.nextSong = second;second.nextSong = third;assert.strictEqual(first.isRepeatingPlaylist(), false);});});
Tècniques avançades de detecció de bucles de llistes de reproducció en JavaScript
Comprendre l'estructura fonamental d'una llista de reproducció en termes de llistes enllaçades és una part interessant de la detecció de bucles de llistes de reproducció. Cada cançó d'una llista de reproducció que no es repeteix s'enllaça amb l'anterior, fins que no hi ha més referències a aquesta cançó i la llista arriba al final. Iniciem un cicle quan una cançó fa referència a una altra anterior, per tant, en cert sentit, la llista és "infinita". Trobar aquest tipus de cicles és important no només per a les llistes de reproducció, sinó també per a l'assignació de memòria i els algorismes d'encaminament.
Aquests cicles es poden detectar amb eficàcia en JavaScript utilitzant tècniques i estructures de punter com ara el Set. Perquè assegura la singularitat i evita que les cançons es tornin a visitar sense començar un cicle, el Set és especialment útil. Per contra, l'enfocament de dos punters de Floyd-Warshall és una solució optimitzada per l'espai en què dues referències mòbils, o punters, tenen velocitats diferents. Si s'ajunten, es troba un patró.
En fer que aquests algorismes siguin més eficients, és possible examinar ràpidament les llistes de reproducció que contenen milers de cançons. La tècnica de dos punters és perfecta per a situacions en què la utilització de la memòria és un problema perquè té una complexitat temporal O(n) i una complexitat espacial O(1). A més, es verifica que les nostres solucions funcionen correctament mitjançant l'ús de proves unitàries, com les fetes amb Mocha, que detecten llistes de reproducció en bucle i sense bucles en una varietat de configuracions.
Preguntes més freqüents sobre la detecció de cicles de llistes de reproducció
- Què és un cicle en una llista de reproducció?
- Quan una cançó de la llista de reproducció fa referència a una cançó anterior, es crea una seqüència en bucle coneguda com a cicle.
- Com detecta un cicle la tècnica de dos punters?
- Un punter ràpid es mou dos passos i un punter lent es mou un pas a la vegada utilitzant la tècnica de dos punters. Si s'uneixen, hi ha un bucle.
- Per què és a Set S'utilitza per a la detecció de cicles?
- En a Set, s'emmagatzemen valors diferents. Mantenir nota de la música escoltada és útil. S'identifica un bucle si es torna a reproduir una música.
- Puc utilitzar aquest algorisme per a altres aplicacions?
- De fet, es treballa molt per identificar bucles en llistes enllaçades, gestió de memòria i encaminament de xarxa mitjançant la tècnica de detecció de cicles.
- Per què fem servir while bucles al recorregut de la llista de reproducció?
- Podem recórrer de manera iterativa la llista de reproducció utilitzant el while bucle fins que trobem un cicle o arribem al final de la llista.
Consideracions finals sobre la detecció de llistes de reproducció repetides
Pot ser difícil identificar els cicles en una llista de reproducció, sobretot quan es navega per la gestió de referències d'objectes de JavaScript. Tanmateix, podem gestionar aquest problema de manera eficient i racionalitzar el nostre codi utilitzant tècniques com l'aplicació de la tècnica de dos punters o el seguiment de les referències de cançons amb un conjunt.
Conèixer com funcionen aquestes tècniques us ajudarà a resoldre problemes amb més eficàcia, tant si ho feu per a una entrevista de codificació com per a usos pràctics. Utilitzant estructures efectives com Set i entendre com els indicadors ajuden a la detecció de cicles són les principals lliçons que cal aprendre.
Recursos i referències per a la detecció de cicles de llistes de reproducció
- La inspiració per als algorismes de detecció de cicles de llistes de reproducció es va extreure de problemes i tècniques habituals de llistes enllaçades com l'algorisme de Floyd-Warshall. Obteniu més informació sobre les llistes enllaçades i la detecció de cicles en aquest recurs complet: Detecció de cicles a la Viquipèdia .
- Un altre gran recurs utilitzat és la documentació de JavaScript per als objectes Set, que tenen un paper clau en el primer enfocament de la solució: JavaScript establert a MDN .
- Per a tècniques de prova més detallades en JavaScript, la documentació oficial de Mocha va ser una font clau per entendre l'estructuració i les afirmacions de la prova: Marc de proves de moka .
- Exploreu aquesta guia sobre la tècnica de dos punters, que s'utilitza amb freqüència per a problemes de detecció de cicles i és un dels mètodes eficients que s'utilitzen aquí: Detecta bucle en una llista enllaçada .