Google的面试题长啥样?看完被吊打!

本文翻译自Google工程师/面试官Alex Golec的文章:Google Interview Questions Deconstructed: The Knight’s Dialer; 来源:实验楼,翻译:实验楼扫地阿姨 原文:https://medium.com/@alexgolec/google-interview-questions-deconstructed-the-knights-dialer-f780d516f029

作为一名Google的工程师和面试官,今天是我第二次发文分享科技公司面试建议了。这里先声明:本文仅代表我个人的观察、意见和建议。请勿当作来自Google或Alphabet的官方建议或声明。

下面这个问题,是我面试生涯中第一个问题;也是第一个被泄漏出来,以及第一个被禁掉的问题。我喜欢这个问题,因为它有以下优点:

  • 问题很容易表述清楚,也容易理解。
  • 这个问题有多个解。每个解都需要不同程度的算法和数据结构知识。而且,还需要一点点远见。
  • 每个解都可以简单几行代码实现,非常适合有时间限制的面试。

如果你是学生,或者求职者,我希望你通过本文能够了解到,面试问题一般会是怎么样的。如果你也是面试官,我很乐意分享自己在面试中的风格和想法,如何更好地传达信息、征求意见。

注意,我将使用Python写代码;我喜欢Python因为它易学,简洁,而且有海量的标准库。我遇到的很多面试者也很喜欢,尽管我们推行“不限定语言”的政策,我面试90%的人都用Python。而且,我用的Python 3因为,拜托,这都2018年了。

问题 把你的手机拨号页想象成一个棋盘。棋子走只能走“L”形状,横着两步,竖着一步;或者竖着两步,横着一步。

现在,假设你拨号只能像棋子一样走“L”形状。每走完一个“L”形拨一次号,起始位置也算拨号一次。问题:从某点开始,在N步内,你可以拨到多少不同的数字?

讨论

每次面试,我基本都会分成两个部分:首先我们找出算法方案,然后让面试者在代码中实现。我说“我们找出算法方案”,因为这个过程我不是沉默的独裁者。在这样高压下,设计并实现一种算法,45分钟时间并不算充足。

我通常会让面试者主导讨论,让他们去产生想法,我嘛,就在旁边,时不时地泄漏一点点“天机”。面试者们能力越强,我需要泄漏的“天机”就越少;但是目前为止,我还没遇到一点都不需要我提示的面试者。 有一点我想强调一下,重要的很:作为面试官,我的职责可不是坐那看着大家失败搞砸。我想要给大家正面的反馈,给大家机会去展现大家最擅长的点。给他们提示,就像是在说:呐,这一步路我给你铺上,但这只是为了让你展示给我,你在后面的路上能走的更远。《面试千万不要犯这 5 点低级错误!》你一定要看一下。

当听完面试官的问题,你应该做什么?切记不要立刻就去写代码,而是在黑板上试着一步一步去分解问题。分解问题能够帮助你寻找到规律,特例等等,逐渐在大脑中形成解决方案。比如,你现在从数字6开始走,能走2步,会有如下组合: 6–1–8 6–1–6 6–7–2 6–7–6 6–0–4 6–0–6 一共有6种组合。你可以试着用铅笔在纸上画,相信我,有时候动手去解决问题会发生意想不到的事,比你盯着在脑袋里想更神奇。 怎么样?你脑海里有方案了吗? 第0阶:到达下一步

使用这个问题面试,最让我惊讶的是,太多人都卡在了计算从某个特定点跳出时,一共有多少种可能,即邻Neighbors。我的建议是:当你不确定时,先写个占位符,然后请求面试官能否晚点实现这一部分。 这个问题的复杂性并不在Neighbors的计算;我在意的是你如何计算出总数。所有花费在计算Neighbors上的时间其实都是浪费。 我会接受“让我们假设有一个函数能给出我Neighbors”。当然,我也可能会让你后面有时间再去实现这一步,你只需要这样写,然后继续。

而且,如果一个问题的复杂性不在这里,你也可以问我能不能先略过,一般我都是允许的。我倒是不介意面试者不知道问题的复杂性在哪里,尤其刚开始他们还没有全面了解问题的时候。 至于Neighbors函数,因为数字永远不变,你可以直接写一个Map然后返回符合的值。

第1阶:递归

聪明的你可能注意到了,这个问题可以通过枚举出所有符合条件的数字,然后计算。这里可以使用递归产生这些值:

这个方法可以,而且是在面试中最普遍的方法。但是请注意,我们产生了这么多数字却并没有使用他们,我们计算完他们的个数后,就再也不去碰了。所以我建议大家遇到这种情况,尽量去想一下看有没有更好的方案。《必须掌握的 8 道数据结构面试题》你一定要看一下。 第2阶:数不数数

怎么在不产生这些数字的情况下计算出个数?可以做到,但需要一点点机智。注意从特定点跳出N次能够拨到的数字个数,等于从它所有临近的点跳出N-1次能够拨到的数字个数的总和。我们可以表达为这样的递归关系:

如果你这样想,就会很直观了,跳一次时:6有3个neighbors(1,7和0),当跳0次时每个数字本身算一次,因此每次你只能拨到3个数字。

怎么会产生这样机智的想法?其实,如果你学了递归,并且在黑板上好好研究,这一点就会变得显而易见。这样你就能继续去解决这个问题,实际上就这一点就有多种实现方法,下面这个便是面试中最常见的:

就是这样,结合这个函数计算出neighbors 就可以了。这时候,你就可以捏捏肩膀休息下了,因为到这里,你已经刷掉很多人了。 接下来这个问题我经常问:这个方案的算法理论速度如何?在这个实现中,每次调用count_sequences()都会递归地调用count_sequences()至少2次,因为每个数字至少有2个neighbors。这样会导致runtime成指数增长。 对于跳1次到20次这样的次数还可以,但是到更大的数字,我们就要碰壁。500次可能就需要整个宇宙的热量来完成运算。 第3阶:记忆

那么,我们能做的更好么?使用上面的方法,并不能。我喜欢这个问题,也是因为他能一层一层带出大家的智慧,找到更高效的方法。为了找到更好的方法,让我们看下这个函数是怎么调用的,以count_sequences(6, 4)为例。注意这里用C作为函数名简化。

你可能注意到了,C(6, 2)运行了3次,每次都是同样的运算并返回同样的值。这里最关键的点在于这些重复的运算,每次你使用过他们的值之后,就没有必要再次计算。 怎么解决这个问题?记忆。我们那些相同的函数调用和结果,而不是让他们重复。这样,在后面我们就可以直接给出之前的结果。实现方法如下:

第4阶:动态设计

如果你再看看前面的递归关系,就会发现递归记忆的方案也有一点局限性:

注意跳N次的结果仅仅取决于跳N-1次后调用的结果。同时,缓存中包含着每个次数的所有结果。我之所以说这是个小局限,因为确实不会造成真的问题,当跳的次数增长时,缓存也只是线性增长。但是,毕竟,这还是不够高效。《必须掌握的 8 道数据结构面试题》你一定要看一下。

怎么办?让我们再来看一看方案和代码。注意,代码中是从最大的次数开始,然后直接递归到最小的次数:

如果你把整个的函数调用图想象成某种虚拟的树,你就会发现我们在执行深度优先策略。这并没有什么问题,但是它没有利用到浅依赖这个属性。 如何实现广度优先策略?这里就是一种实现方法:

这个版本比前面递归版好在哪里?其实并没有好很多,但是这个不是递归的,因此即使处理超大数据也很难崩溃。其次,它使用的是常量内存;最后,它仍旧是线性增长,即便处理200000次跳也只用不到20秒。

评估

到这里,基本就算完了。设计并实现一个线性时的、产量内存的方案,在面试中是非常好的结果。在我的面试中,如果有面试者写出动态编程设计,我通常会给他一个极高的评价:excellent!

当评估算法和数据结构的时候,我经常会说:面试者对问题认识清晰,并且考虑到各方面的可能,当指出不足时他也能迅速改进并提高;最终,实现了一个不错的解决方案。 当评估代码的时候,我最理想的说法是:面试者迅速并精确地把想法转化为了代码;代码结构严谨,容易阅读。所有特殊情况都有概括,并且认真检查测试了代码,确保了没有Bug。 总结

我知道,这个面试问题看上去似乎有点吓人,尤其整个解释下来非常繁琐。但本文的目的和面试中完全不一样。最后,一点面试相关的技巧,以及一些好的习惯,分享给大家:

  • 一定要手动来,从最小的问题开始解决。
  • 当你的程序在做无用的运算时,一定要注意去优化。减少不必要的运算能够让你的解决方案更加简洁,说不定能因此发现更高效的方案。
  • 了解你的递归函数。在实际生产中,递归常常很容易出问题,但它仍旧是非常强大的算法设计和策略。递归方案也总是有优化和提高的余地。
  • 要常常去寻找记忆的机会。如果你的函数是目的性的,并且会多次调用相同的值,那么就试着去存储起来。

原文发布于微信公众号 - Java技术栈(javastack)

原文发表时间:2018-10-14

本文参与腾讯云自媒体分享计划,欢迎正在阅读的你也加入,一起分享。

发表于

我来说两句

0 条评论
登录 后参与评论

相关文章

来自专栏ATYUN订阅号

一文教你提高算法和数据结构技能

? 如果你想在算法和数据结构上做得更好,你首先需要做的就是建立一个坚实的基础。这个基础可以通过多种方式学习,通过大学的计算机科学课程,或者参加一些编程训练营,...

32760
来自专栏互扯程序

15个变态的Google面试题以及答案

在当前经济形势不景气的情况下,谷歌招聘新员工是一件令人振奋的事,特别是对那些在当前金融风暴中渴望找到安全港的年轻经理们和软件开发商们来说是个好消息。  

21710
来自专栏程序员互动联盟

【C语言系列】为什么要学习C语言?C语言有哪些优势

不止一个学生问到我:“老师,为什么我们的应用程序设计要学C语言而不是别的?C语言不是已经过时了吗?如果现在要写一个Windows程序,用VB或Dephi开发多快...

446120
来自专栏CDA数据分析师

R语言的好与坏丨讲座中字视频丨附讲座PDF

R是一种用于分析数据的领域特定语言。为什么数据分析需要自己的领域特定语言(DSL) ? R语言擅长些什么,不擅长什么?开发人员该如何利用R语言的优势并减轻其弱点...

29190
来自专栏Crossin的编程教室

你“听”过这些经典排序算法吗?

算法是编程知识体系中的重要部分。当你已经掌握了一些编程基础之后,必然需要了解算法相关的知识,才能可以写出效率更高的代码。而排序算法又是算法中非常基础的内容。

11720
来自专栏web前端教室

JS原型,a和b是不是失散多年的兄弟?

面试题这种东西真的是反人类的设计,我觉得它的最大的作用就是用来打击我的信心。每当我觉得自己js水平还可以,的时候,它就会在不经意间跳出来,给我一耳光。例如这个,...

21580
来自专栏北京马哥教育

7个案例15分钟让你了解Python套路!

古人云:书山有路勤为径 学海无涯苦作舟 。 注:一般标榜着 “ XX天学会XX”、“ XX 分钟了解XX”的文章都不会是让你增长功力的文章,如本文。 随着互联...

38960
来自专栏Crossin的编程教室

编程新手:看懂很多示例,却依然写不好一个程序

最近在和学员的沟通中,发现不少初学者面临这样一个问题:了解了一些基本的语法,看得懂书上的示例,但是面临一个新的编程问题时,依然感到无从下手。究其原因,主要是两个...

28450
来自专栏程序人生 阅读快乐

C++编程思想(两卷合订本)

《C++编程思想(两卷合订本)》曾荣获美国《软件开发》杂志评选的1996年jolt生产力大奖,中文版自2000年推出以来,经久不衰,获得了读者的充分肯定和高度评...

8610
来自专栏编程心路

从王者荣耀看设计模式-策略模式(java版)

曾经我也是一名玩农药的大学生,但现在已经弃了,别问我为什么(被坑爹队友坑的哭。。。)。而今天我们来把让农药变荣耀,我们来从王者荣耀中看设计模式的策略模式。

17450

扫码关注云+社区

领取腾讯云代金券