JavaScript での循環プレイリストの検出
サイクルや繰り返しを見つけることは、コーディング面接の質問、特にリンク リストのようなデータ構造を必要とする質問に答えるときによくある問題です。この問題は通常、曲が参照の連鎖で互いにリンクしているプレイリストで発生します。曲が前の曲を参照している場合、プレイリストは反復的であると言われます。
この JavaScript コーディング演習の目的は、プレイリスト内の曲が繰り返されるかどうかを決定する関数を作成することです。これは、各曲を 1 つずつ調べて、前の曲にループバックするリファレンスがあるかどうかを確認します。経験豊富なプログラマーでも、JavaScript でこの一見単純な問題を解決しようとしているときに、オブジェクト参照とループ制御の微妙な点につまずくことがあります。
多くの場合、問題は反復ロジックの表現方法、特にオブジェクト間の参照の処理方法に起因します。この場合、解決策は、JavaScript がループ内のオブジェクト参照をどのように管理するかを理解する能力に依存します。解決策を検討する際に、プレイリスト内でこれらの参照を適切に再割り当てして追跡する方法に焦点を当てます。
この問題を詳細に分析し、既存のソリューションの欠点を検討し、その後の議論でこの繰り返し発生するプレイリストの障害に対する実行可能な解決策を提供します。この修正により、関数はプレイリスト内の循環参照を正確に認識し、意図した結果を生成できるようになります。
指示 | 使用例 |
---|---|
Set() | JavaScript Set() オブジェクトは、一意のデータを保存するために使用されます。プレイリストのサイクルを識別しやすくするために、この例では再生された曲を追跡するために利用され、曲が再び再生されていないことを確認します。 |
has() | Set() オブジェクトには has() 関数があります。特定の要素がセット内に存在するかどうかを確認します。ここでは、曲がすでに聴かれているかどうかを確認し、プレイリストが繰り返されていることを示します。 |
add() | Set() オブジェクトには has() 関数があります。指定された要素がセット内に存在するかどうかをテストします。ここでは、曲がすでに聴かれているかどうかを確認し、プレイリストが繰り返されていることを示します。 |
two-pointer technique | この方法は、フロイド・ウォーシャル サイクル検出アルゴリズムとも呼ばれ、低速と高速の 2 つのポインターを使用してプレイリスト内を移動します。ループを効果的に検出するために、低速ポインタは 1 ステップ移動し、高速ポインタは 2 ステップ移動します。 |
nextSong | Song クラスには、プレイリスト上の後続の曲を参照する nextSong と呼ばれる固有のプロパティがあります。これにより、すべての曲が順番に他のすべての曲を参照するリンク リスト構造を模倣することができます。 |
describe() | Mocha テスト フレームワークの description() 関数は、関連する単体テストを整理するために使用されます。テストは、繰り返されるプレイリストと繰り返されないプレイリストなどの論理的なカテゴリに分類されます。 |
it() | Mocha では、テスト ケース定義は it() と呼ばれます。これは、関数が定期的なプレイリストを適切に認識するかどうかなど、テストする必要がある特定のケースを示しています。 |
assert.strictEqual() | このメソッドは、Node.js のassert モジュールからのものです。この場合、2 つの値が厳密に等しいかどうかを判断することで、プレイリスト繰り返し関数の予測結果を検証します。 |
JavaScript でのプレイリスト サイクル検出を理解する
提供されている最初のスクリプトは、リンク リストのアプローチを使用して、各曲をノードと見なして、プレイリスト内で繰り返される曲を識別します。 JavaScript のクラス構造は、 歌 曲の名前と次の曲への参照を保存することで、トラックからトラックへのプレイリストの流れを模倣するオブジェクト。ソリューションの主なコンポーネントは、以前に遭遇した音楽を追跡します。 セット。 while ループを使用して曲を反復処理し、現在の曲が以前に聞いたことがあるかどうかを確認します。そうである場合は、true を返すことでプレイリストが繰り返していることを示します。
2 番目の方法では、一般に 2 ポインター技術と呼ばれるフロイド サイクル検出アルゴリズムが使用されます。この方法を使用すると、2 つのポインターが別々の速度でプレイリスト内を移動します。1 つは 2 曲をスキップし、1 つは一度に 1 曲ずつ進みます。サイクルがある場合、これらのポインターは最終的に一致し、プレイリストが繰り返されることを示します。表示されている曲を保存する必要がないため、この方法はスペース効率が高く、したがって大規模なプレイリストに適したオプションです。
これらのソリューションでは、JavaScript でリンク リストを作成する方法も示します。 次の曲 それぞれのプロパティリンク 歌 他人に反対する。最初のスクリプトのサイクル検出では、セット構造を利用します。セットは一意性を保証するため、曲がセットに追加されると、その曲がすでに再生されているかどうかを即座に判断できます。これにより、セットが特に便利になります。これは、サイクルがいつ始まるかを認識するのに役立ち、無限ループに陥るのを防ぎます。
最後に、両方の戦略に含まれる単体テストにより、ソリューションがさまざまな設定で正確であることが保証されます。コードをチェックするために、Mocha テスト フレームワークを使用しました。 Node.js アサート モジュールは出力が期待どおりであることを確認するために使用され、Mocha の 説明する そして それ 関数はテストを論理的に構造化するために使用されます。単体テストは、繰り返しプレイリストと非繰り返しプレイリストの両方に対して機能が期待どおりに実行されることを検証し、ソリューションの回復力を保証するため、開発プロセスにおいて重要な役割を果たします。
JavaScript を使用してプレイリスト内の繰り返し曲を検出する
While ループを使用した JavaScript でのオブジェクト指向プログラミング
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 solution
let 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 loop
console.log(first.isRepeatingPlaylist()); // true
代替アプローチ: サイクル検出に 2 つのポインターを使用する
Floyd-Warshall アルゴリズムを使用したリンク リスト サイクル検出
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 step
fast = fast.nextSong.nextSong; // move fast pointer by 2 steps
if (slow === fast) {
return true; // Loop detected
}
}
return false; // No loop
}
}
// Testing the solution
let 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 loop
console.log(first.isRepeatingPlaylist()); // true
プレイリストのループ検出のための単体テスト
Node.js と Mocha を使用した isRepeatingPlaylist 関数のテスト
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 loop
assert.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);
});
});
JavaScript の高度なプレイリスト ループ検出テクニック
プレイリストの基本構造を次の観点から理解する リンクされたリスト これは、プレイリスト ループ検出の興味深い部分です。非繰り返しプレイリストの各曲は、その曲への参照がなくなりリストが終了するまで、その前の曲にリンクします。曲が前の曲を参照するときにサイクルが開始されるため、ある意味ではリストは「無限」になります。このような種類のサイクルを見つけることは、プレイリストにとってだけでなく、メモリ割り当てやルーティング アルゴリズムにとっても重要です。
これらのサイクルは、次のようなポインター技術と構造を利用することで、JavaScript で効果的に検出できます。 セット。これにより一意性が確保され、サイクルを開始せずに曲を再訪問することができなくなるため、 セット は特に役立ちます。逆に、フロイド-ウォーシャルの 2 ポインター アプローチは、2 つの移動する参照、つまりポインターの速度が異なる、スペースが最適化されたソリューションです。それらが組み合わさると、パターンが見つかります。
これらのアルゴリズムをより効率的にすることで、数千曲を含むプレイリストを迅速に調べることが可能になります。 2 ポインター手法は、時間計算量が O(n) で空間計算量が O(1) であるため、メモリ使用率が問題となる状況に最適です。さらに、当社のソリューションは、Mocha で作成された単体テストなど、さまざまな設定でループおよび非ループのプレイリストを検出する単体テストを採用することで適切に機能することが検証されています。
プレイリストサイクル検出に関するよくある質問
- プレイリストのサイクルとは何ですか?
- プレイリスト内の曲が前の曲を参照している場合、サイクルとして知られるループ シーケンスが作成されます。
- 2 ポインター手法ではどのようにサイクルを検出するのでしょうか?
- 2 ポインター手法を使用すると、速いポインターは 2 ステップ移動し、遅いポインターは 1 ステップずつ移動します。それらが一緒になると、ループが存在します。
- なぜ Set サイクル検出に使用されますか?
- で Set、個別の値が保存されます。聴いた音楽をメモしておくと便利です。音楽が再度再生されると、ループが識別されます。
- このアルゴリズムを他のアプリケーションに使用できますか?
- 実際、リンク リスト内のループの特定、メモリ管理、およびサイクル検出技術を使用したネットワーク ルーティングには多くの作業が費やされます。
- なぜ使うのか while プレイリストのトラバーサルでループが発生しますか?
- を使用してプレイリストを繰り返し処理できます。 while サイクルが見つかるか、リストの最後に到達するまでループします。
繰り返しプレイリストの検出に関する最終的な考え方
特に JavaScript のオブジェクト参照管理をナビゲートする場合、プレイリスト内のサイクルを識別するのは難しい場合があります。ただし、2 ポインター手法を適用したり、セットを使用して曲の参照を追跡したりするなどの手法を採用することで、この問題を効率的に処理し、コードを合理化できます。
これらのテクニックがどのように機能するかを理解すると、コーディング面接で取り組む場合でも、実際の使用で問題に取り組む場合でも、より効果的に問題を解決するのに役立ちます。次のような効果的な構造を使用する セット そして、ポインタがサイクル検出にどのように役立つかを理解することが、学ぶべき主な教訓です。
プレイリストサイクル検出に関するリソースと参考資料
- プレイリスト サイクル検出アルゴリズムのインスピレーションは、一般的なリンク リストの問題や、フロイド-ウォーシャル アルゴリズムなどの手法から得られました。リンク リストとサイクル検出について詳しくは、次の包括的なリソースをご覧ください。 ウィキペディアのサイクル検出 。
- 使用されるもう 1 つの優れたリソースは、最初のソリューション アプローチで重要な役割を果たす Set オブジェクトの JavaScript ドキュメントです。 MDN で設定された JavaScript 。
- JavaScript でのより詳細なテスト手法については、Mocha の公式ドキュメントがテストの構造とアサーションを理解するための重要な情報源でした。 Mocha テスト フレームワーク 。
- 2 ポインター手法に関するこのガイドを参照してください。これはサイクル検出の問題に頻繁に使用され、ここで採用されている効率的な方法の 1 つです。 リンクされたリスト内のループを検出する 。