Detekcia cyklických zoznamov skladieb v JavaScripte
Hľadanie cyklov alebo opakovaní je bežným problémom pri odpovedaní na otázky týkajúce sa kódovacieho rozhovoru, najmä tých, ktoré vyžadujú dátové štruktúry, ako sú prepojené zoznamy. Tento problém sa zvyčajne vyskytuje v zoznamoch skladieb, kde sa skladby môžu navzájom spájať v reťazci odkazov. O zozname skladieb sa hovorí, že sa opakuje, ak skladba odkazuje na predchádzajúcu skladbu.
Cieľom tohto cvičenia kódovania JavaScript je napísať funkciu, ktorá určí, či sa niektoré skladby v zozname skladieb opakujú. Toto prechádza každú skladbu jednu po druhej a zisťuje, či existuje odkaz, ktorý sa vracia späť na predchádzajúcu skladbu. Dokonca aj skúsení programátori môžu pri pokuse o vyriešenie tohto zdanlivo jednoduchého problému v JavaScripte naraziť na jemnosti objektových referencií a riadenia slučky.
Problém často pramení zo spôsobu, akým je vyjadrená iteračná logika, najmä zo spôsobu, akým sa zaobchádza s odkazmi medzi objektmi. V tomto prípade riešenie závisí od vašej schopnosti pochopiť, ako JavaScript spravuje referencie na objekty v rámci slučiek. Pri skúmaní riešenia sa sústredíme na to, ako tieto referencie v rámci zoznamu skladieb správne priradiť a sledovať.
Tento problém podrobne rozoberieme, pozrieme sa na nedostatky existujúceho riešenia a v nasledujúcej diskusii ponúkneme funkčné riešenie tejto opakujúcej sa prekážky zoznamu skladieb. Vďaka tejto oprave bude funkcia schopná presne rozpoznať cyklické odkazy v zozname skladieb a vytvoriť zamýšľaný výsledok.
| Príkaz | Príklad použitia |
|---|---|
| Set() | Objekt JavaScript Set() sa používa na ukladanie jedinečných údajov. Na pomoc pri identifikácii cyklov zoznamov skladieb sa v príklade používa na sledovanie skladieb, ktoré si prezeráte, pričom sa zabezpečí, aby sa už žiadna skladba neprehrala. |
| has() | Objekt Set() má funkciu has(). Skontroluje, či v množine existuje konkrétny prvok. Tu skontroluje, či už skladbu nepočuli, čo znamená, že sa zoznam skladieb opakuje. |
| add() | Objekt Set() má funkciu has(). Testuje, či daný prvok v množine existuje. Tu skontroluje, či už skladbu nepočuli, čo znamená, že sa zoznam skladieb opakuje. |
| two-pointer technique | Táto metóda, ktorá sa niekedy označuje ako algoritmus detekcie Floyd-Warshallovho cyklu, naviguje v zozname skladieb pomocou dvoch ukazovateľov: pomalého a rýchleho. Na efektívnu detekciu slučiek sa pomalý ukazovateľ posunie o jeden krok, zatiaľ čo rýchly ukazovateľ prejde o dva kroky. |
| nextSong | Trieda Song má jedinečnú vlastnosť s názvom nextSong, ktorá odkazuje na skladbu, ktorá nasleduje v zozname skladieb za ňou. Umožňuje imitáciu štruktúry prepojeného zoznamu, v ktorej každá skladba postupne odkazuje na každú ďalšiu skladbu. |
| describe() | Funkcia description() testovacieho rámca Mocha sa používa na organizáciu súvisiacich jednotkových testov. Testy rozdeľuje do logických kategórií, také playlisty, ktoré sa opakujú a tie, ktoré sa neopakujú. |
| it() | V Mocha sa definícia testovacieho prípadu nazýva it(). Označuje špecifický prípad, ktorý je potrebné otestovať, aby sa zabezpečilo, že funkcia správne rozpozná opakujúci sa zoznam skladieb. |
| assert.strictEqual() | Táto metóda pochádza z modulu sustain v Node.js. V tomto prípade overí predpokladaný výsledok funkcie opakovania zoznamu skladieb určením, či sú dve hodnoty striktne rovnaké. |
Pochopenie detekcie cyklu zoznamu videí v JavaScripte
Prvý ponúkaný skript používa prístup prepojeného zoznamu na identifikáciu skladieb, ktoré sa opakujú v zozname skladieb, pričom každú skladbu považuje za uzol. Štruktúra tried JavaScriptu sa používa na vytvorenie a Pieseň objekt, ktorý napodobňuje tok zoznamu skladieb zo skladby na skladbu uložením názvu skladby a odkazu na nasledujúcu skladbu. Hlavná zložka riešenia sleduje predtým zaznamenanú hudbu pomocou a Set. Na opakovanie skladieb používame slučku while a kontrolujeme, či aktuálnu skladbu už niekto počul. Ak áno, vrátením hodnoty true označíme, že sa zoznam skladieb opakuje.
Druhým spôsobom sa používa algoritmus detekcie Floydovho cyklu, bežne označovaný ako dvojbodová technika. Pomocou tejto metódy sa dva ukazovatele pohybujú v zozname skladieb rôznymi rýchlosťami: jeden preskočí dve skladby a posúva sa o jednu skladbu dopredu. Tieto ukazovatele sa nakoniec stretnú, ak dôjde k cyklu, čo znamená, že sa zoznam skladieb opakuje. Pretože si nevyžaduje ukladanie skladieb, ktoré sa zobrazujú, je táto metóda priestorovo efektívnejšia, a preto je lepšou voľbou pre väčšie zoznamy skladieb.
Tieto riešenia tiež ukazujú, ako vytvoriť prepojené zoznamy v JavaScripte, pretože nextSong majetkové prepojenia každého Pieseň namietať proti inému. Detekcia cyklu v prvom skripte využíva výhodu nastavenej štruktúry. Keďže sety zaisťujú jedinečnosť, môžeme okamžite určiť, či skladba už bola prehraná, a to po pridaní do sady. Vďaka tomu sú sady obzvlášť užitočné. To nám pomáha rozpoznať, kedy sa cyklus začína, a bráni nám to, aby sme sa dostali do nekonečnej slučky.
Napokon, testy jednotiek, ktoré sú súčasťou oboch stratégií, zaručujú presnosť riešenia v rôznych nastaveniach. Na kontrolu nášho kódu sme použili testovací rámec Mocha. Súbor Node.js tvrdiť modul sa používa na potvrdenie, že výstupy sú podľa očakávania a Mocha's popísať a to funkcie sa používajú na logickú štruktúru testov. Jednotkové testy zohrávajú kľúčovú úlohu v procese vývoja, pretože overujú, že funkcia funguje podľa očakávania pre opakujúce sa aj neopakujúce sa zoznamy skladieb, čím poskytujú záruku odolnosti riešenia.
Detekcia opakujúcich sa skladieb v zozname skladieb pomocou JavaScriptu
Objektovo orientované programovanie v JavaScripte so slučkami 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
Alternatívny prístup: Použitie dvoch ukazovateľov na detekciu cyklu
Detekcia cyklu prepojeného zoznamu s algoritmom 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
Testovanie jednotky na detekciu slučky zoznamu skladieb
Testovanie funkcie isRepeatingPlaylist pomocou Node.js a 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);});});
Pokročilé techniky detekcie slučiek zoznamu skladieb v JavaScripte
Pochopenie základnej štruktúry zoznamu skladieb z hľadiska prepojené zoznamy je zaujímavou súčasťou detekcie slučky zoznamu skladieb. Každá skladba v neopakujúcom sa zozname skladieb odkazuje na predchádzajúcu skladbu, až kým na danú skladbu už nebudú žiadne odkazy a zoznam sa skončí. Cyklus začíname, keď sa skladba odvoláva na predchádzajúcu, takže zoznam je v istom zmysle „nekonečný“. Nájdenie týchto druhov cyklov je dôležité nielen pre zoznamy skladieb, ale aj pre alokáciu pamäte a algoritmy smerovania.
Tieto cykly môžu byť efektívne detekované v JavaScripte s využitím ukazovateľových techník a štruktúr, ako je napr Set. Pretože zaisťuje jedinečnosť a zabraňuje opätovnému navštevovaniu skladieb bez spustenia cyklu Set je obzvlášť užitočné. Naopak, dvojukazový prístup Floyd-Warshall je priestorovo optimalizované riešenie, v ktorom majú dve pohyblivé referencie alebo ukazovatele rôzne rýchlosti. Ak sa spoja, nájde sa vzor.
Vďaka zefektívneniu týchto algoritmov je možné rýchlo preskúmať zoznamy skladieb obsahujúce tisíce skladieb. Dvojukazová technika je ideálna pre situácie, keď je problémom využitie pamäte, pretože má časovú zložitosť O(n) a priestorovú zložitosť O(1). Okrem toho sú naše riešenia overené, či správne fungujú, pomocou jednotkových testov, ako sú napríklad testy vyrobené pomocou Mocha, ktoré zisťujú cyklické a necyklické zoznamy skladieb v rôznych nastaveniach.
Často kladené otázky o zisťovaní cyklu zoznamu skladieb
- Čo je to cyklus v zozname skladieb?
- Keď skladba v zozname skladieb odkazuje na predchádzajúcu skladbu, vytvorí sa sekvencia opakovania známa ako cyklus.
- Ako dvojbodová technika rozpozná cyklus?
- Rýchly ukazovateľ sa pohybuje o dva kroky a pomalý ukazovateľ sa pohybuje po jednom kroku pomocou techniky dvoch ukazovateľov. Ak sa spoja, je prítomná slučka.
- Prečo je a Set používa sa na detekciu cyklu?
- V a Set, sú uložené odlišné hodnoty. Zaznamenať si počúvanú hudbu je užitočné. Pri opätovnom prehrávaní hudby sa identifikuje slučka.
- Môžem použiť tento algoritmus pre iné aplikácie?
- Vskutku veľa práce ide do identifikácie slučiek v prepojených zoznamoch, správy pamäte a sieťového smerovania pomocou techniky detekcie cyklu.
- Prečo používame while slučky pri prechádzaní zoznamom skladieb?
- Zoznam skladieb môžeme opakovane prechádzať pomocou while cyklus, kým nenájdeme cyklus alebo sa nedostaneme na koniec zoznamu.
Záverečné myšlienky na zistenie opakujúcich sa zoznamov skladieb
Môže byť ťažké identifikovať cykly v zozname skladieb, najmä pri navigácii v správe referencií objektov JavaScriptu. Tento problém však dokážeme efektívne zvládnuť a zefektívniť náš kód využitím techník, ako je aplikácia techniky dvoch ukazovateľov alebo sledovanie referencií skladieb pomocou súpravy.
Vedieť, ako tieto techniky fungujú, vám pomôže efektívnejšie riešiť problémy, či už ich riešite na pohovore o kódovaní alebo na praktické použitie. Pomocou efektívnych štruktúr ako Set a pochopenie toho, ako ukazovatele pomáhajú pri detekcii cyklu, sú hlavnými lekciami, ktoré sa treba naučiť.
Zdroje a odkazy na zisťovanie cyklu zoznamu skladieb
- Inšpirácia pre algoritmy detekcie cyklu zoznamov skladieb bola čerpaná z bežných problémov a techník prepojených zoznamov, ako je Floyd-Warshallov algoritmus. Viac informácií o prepojených zoznamoch a detekcii cyklu nájdete v tomto komplexnom zdroji: Detekcia cyklu na Wikipédii .
- Ďalším skvelým použitým zdrojom je dokumentácia JavaScript pre objekty Set, ktoré zohrávajú kľúčovú úlohu v prvom prístupe k riešeniu: JavaScript nastavený na MDN .
- Pre podrobnejšie testovacie techniky v JavaScripte bola oficiálna dokumentácia Mocha kľúčovým zdrojom na pochopenie štruktúrovania testov a tvrdení: Mocha Testovací rámec .
- Preskúmajte túto príručku o dvojbodovej technike, ktorá sa často používa pri problémoch s detekciou cyklu a je jednou z účinných metód, ktoré sa tu používajú: Zistiť slučku v prepojenom zozname .