一道算法小题的分析过程

作者：水墨寒

理解题目

最近在看算法的问题比较多，希望能以一道小题，来记录算法分析的过程。题目是: 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.

遇到这种描述比较少的题，第一反应是题目描述越简单，隐藏条件就会多。不慌先看维基百科 对于 Pig Latin 的解释： 猪拉丁 。我喜欢在看题目的时候，先看看维基百科，会了解下题目的背景和渊源，让自己更好的理解题目的同时，让解题也有些趣味性。简单解析下规则：当一个单词以辅音字母开头，将辅音字母移到最后，并添加 ay 比如

• california → aliforniacay : c 移动到最后然后添加 ay
• paragraphs → aragraphspay：p 移动到最后然后添加 ay
• glove → oveglay：gl 移动到最后然后添加 ay ⚠️ 这里是找到第一个元音字母之前的所有辅音字母

元音字母： a、e、i、o、u

当单词以元音字母开头的时候直接在单词后面添加way 比如

• algorithm → algorithmway : a 是元音字母所以在单词后添加 way
• eight → eightway : e 是元音字母所以在单词后添加 way

题目分析完了，我们还需要通过阅读测试用例来检查是否有遗漏，看最后一条:

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

这个规则其实满足第一种情况，当找不到元音的时候，直接在后面加 ay

分析过程

当我们拿到一道算法题目的时候，按照几个套路来「攻城」

1. 算法分类，这道题是字符串题，对于字符串的操作无非有两种：
   1. 按索引遍历
   2. replace，replace 中尤其以正则不讲武德。
2. 由浅入深：
   1. 就是上来先根据给出的条件，按照暴力的方向去写伪代码
   2. 在根据逻辑找关键循环因子 和 优化手段
   3. 尝试优化

伪代码

先写伪代码，这部分代码比较糙，主要用于整理分析过程

VAR STR 
VAR vowelLetters = ['a','e','i','o','u']
// 以元音开头
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'
// 单词中没有元音	   
renturn STR + ay
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分析过程有了我们可以写JavaScript代码了

function translatePigLatin(str) {
	// 先准备需要的元音数组
	const vowelLetters = ['a','e','i','o','u']
	// 特殊情况：如果以元音开头
	if(vowelLetters.includes(str[0])) return `${str}way`	
	
	// 正常情况
	for (let i = 0; i < str.length; i++) {
		if(vowelLetters.includes(str[i])) {
			return `${str.slice(i)}${str.slice(0, i)}ay`
		}
	}

	// 如果前面拦不住 说明没有元音
	return `${str}ay`
}

translatePigLatin("consonant");
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Review 上面👆代码，已经可以通过测试了，那么分析如何优化 。从代码中分析到整个核心的逻辑就落在 {str.slice(i)}{str.slice(0, i)}ay 那么关键点在于找到 第一个元音的索引那么我们改代码

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");
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代码简化一些，逻辑更清晰了

另一条路

从分析过程的路上来看，已经用循环遍历的方法完成了，那么另一条路（replace）应该如何实现？第一种方法的结果来看，需要用到正则分组的方法来调换位置。思路是分两组第一组是开头到元音，第二组是元音到结尾。然后将这两组顺序调换后，添加后缀。在开发和调试正则的时候，推荐 regex101.com/ 来调试正则表达式

通过调试器来完成这个正则：/([^aeiou]*)(\w*)/ 解释下

1. 用两个括号，分成两组
2. ([^aeiou]*) 表示匹配不是（^）aeiou 的0到多个字符。
3. (\w*) 剩下字符是一组

完成代码

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

translatePigLatin("consonant");
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通过测试，👆上面的代码已经，除了元音在开头的情况没有覆盖，其他两种情况是包含的。元音在开头的时候，需要加的后缀为way, 也就是当 ([^aeiou]*) 匹配的不到的 $1 为空的时，后缀变成 ay 顺着这个思路完善，JavaScript 字符串 replace 方法第二个参数是支持函数的 String.prototype.replace() - JavaScript | MDN

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

translatePigLatin("consonant");
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总结

总结下 当拿到一道算法题的基本套路是

1. 分类，是那一类的题，分完类后基本上能确定方向，比如树的题大部分都要用到递归，如果你想刻意训练递归，可以在树分组下训练。
2. 先分析题目逻辑，先用简单粗暴的方法把逻辑的伪代码写出来，然后再突破优化。
3. Review 其他方向上是否有更优解。

最后给个小建议：如果你是短期想突破面试，刷leetcode。同时推荐：https://www.codewars.com/，相比之下codewars 更注重当前编程语言的实操，而不是以最优算法为目的，里边有很多「意外惊喜」。会被很多「奇技淫巧｜黑暗魔法」所折服。据坊间流传 codewars 的难度上限更高。