作者 | Kevin Ghadyani
译者 | 清儿爸
编辑 | Rachel
出品 | AI科技大本营（ID：rgznai100）
为了更了解其他人对软件工程的看法，我开始疯狂在 YouTube 上追 TechLead 的视频。在接下来的几天里，我为他在 Google 工作时提出的一道面试题想出了各种解决方案。
通过 TechLead 模拟 Google 面试（软件工程师职位）
TechLead 在 Google 的 100 多次面试中都提出了一个问题，这引起了我对 RxJS 的兴趣。本文会讨论解决该问题的所有传统方法。
他问这个问题的真正目的是从应聘者得到下列信息：在编码之前，他们会问正确的问题吗？提出的解决方案是否符合项目指南？他甚至指出，是否得到正确的答案一点都不重要，重要的是应聘者的思考方式，以及应聘者是否能够理解这个问题。
他谈到了一些解决方案，包括递归方法（受堆栈大小限制）和迭代方法（受内存大小限制）。本文将对这两个解决方案进行详细讨论。
TechLead 的问题
在 TechLead 的问题中，他要求应聘者在如下网格中，计算出所有颜色相同的最大连续块的数量。
当看到这个问题时，我的第一反应是，必须做一些 2D 图像建模才能解决这个问题。听起来这道题在面试中几乎不可能回答出来。
但在听完他的详细解释之后，我方知情况并非如此。在这个问题中，我们需要处理的是已经捕获的数据，而不是解析图像。
数据建模
在编写任何代码之前都需要定义数据模型。对于任何问题，首先要弄清楚我们在处理什么，并收集业务需求。
在我们案例中，TechLead 为我们定义了许多具体的需求，例如：
彩色方块或“节点”的概念
数据集中包含 1 万个节点
节点被组织成行和列，即二维数据
列数和行数可能不同
节点有颜色信息，并具有对“邻接”这一概念的表示方式
我们还可以从数据中获得更多信息：
节点不会重叠
节点不会和其自身邻接
节点不会有重复的邻接
位于边角的节点会比其他节点少一个或两个邻接
还有一些未知信息，例如：
行数与列数的比
可能的颜色数量
只有一种颜色的可能性
颜色的大致分布
开发人员的水平越高，其需要问的问题越多。虽然这有所帮助，但如果不能找出未知信息，问题的实际解决还是会存在阻碍。
大部分人并不会想到询问这些未知信息。在开始研究这个算法之前，我也不知道这些未知信息是什么。要找到所有的未知信息，需要与业务人员进行反复的讨论才行。
对于 TechLead 的这张照片来说，颜色的分布似乎是随机的。他只用了三种颜色，并且没有提到其他限制，因此我们暂时也做这种假设。另外我们还假设，这些颜色可能是相同的。
为了保证算法的有效性，因此我假设我们使用的是 100x100 的网格，以避免处理1行10000列这样的极端情况。
在一般情况下，我会在查看数据的最初几个小时内询问所有这些问题。这也是 TechLead 真正关心之处。应聘者需要思考，是要从编写一个随机解决方案开始，还是要首先找出问题所在。如果提前计划的话，这些问题将更容易处理。在解决这些问题之后，我们最终只需重写代码的一小部分即可。
创建数据模型
我们需要知道数据是如何输入的，以及我们希望以何种形式来处理这些数据。由于没有处理数据的系统，因此我们需要自己设计一个可视化的方法。
数据的基本结构如下：
Color
ID
X
Y
需要 ID 的原因在于，我们可能不止一次碰到同一个图片格。要想防止无限循环的话，就必须标记在这些情况下该图片格所处的位置。
此外，像这样的数据通常会分配某些 ID、哈希值或其他值。它是一个唯一的标识符，因此，我们可以通过某种方式来标识特定的节点。如果我们想知道最大的连续块，就需要知道该块中有哪些节点。
由于 TechLead 使用网格对数据进标识，我假设我们会得到 X 和 Y 的值。依靠这些属性，我就能够生成一些 HTML，并确保生成的内容与他给我们的内容相类似。
这是使用绝对定位来完成的，就像他的例子一样：
答案：3
这种方法也可以处理更大一些的数据集，如下图：
答案：18
下面是生成节点的代码：
1const generateNodes = ({ 2 numberOfColumns, 3 numberOfRows, 4}) => ( 5 Array( 6 numberOfColumns 7 * numberOfRows 8 ) 9 .fill()10 .map((11 item,12 index,13 ) => ({14 colorId: (15 Math16 .floor(17 Math.random() * 318 )19 ),20 id: index,21 x: index % numberOfColumns,22 y: Math.floor(index / numberOfColumns),23 }))24)const generateNodes = ({
2 numberOfColumns,
3 numberOfRows,
4}) => (
5 Array(
6 numberOfColumns
7 * numberOfRows
8 )
9 .fill()
10 .map((
11 item,
12 index,
13 ) => ({
14 colorId: (
15 Math
16 .floor(
17 Math.random() * 3
18 )
19 ),
20 id: index,
21 x: index % numberOfColumns,
22 y: Math.floor(index / numberOfColumns),
23 }))
24)
我们使用行列信息创建一个一维数组，然后根据这些数据生成节点。
我用的是 colorId 而不是 color 。这样做有两个原因，一是随机化更为简洁，二是我们通常必须自己查找颜色值。
虽然 TechLead 没有明确说明，但该题目只用了 3 个颜色值，因此，我将数据集限制为 3 种颜色。我们只需知道它可能有数百种颜色，最终的算法就不需要改变了。
下面是一个更简单的例子，这是一个 2x2 的节点列表：
1[2 { colorId: 2, id: 0, x: 0, y: 0 },3 { colorId: 1, id: 1, x: 1, y: 0 },4 { colorId: 0, id: 2, x: 0, y: 1 },5 { colorId: 1, id: 3, x: 1, y: 1 },6]
2 { colorId: 2, id: 0, x: 0, y: 0 },
3 { colorId: 1, id: 1, x: 1, y: 0 },
4 { colorId: 0, id: 2, x: 0, y: 1 },
5 { colorId: 1, id: 3, x: 1, y: 1 },
6]
数据处理
我们希望知道每个节点的邻接关系，但仅靠 X 和 Y 的值无法做到。所以，给定 X 和 Y，我们还需要找出如何找出相邻的 X 和 Y 值。其实很简单，我们只需在 X 和 Y 上找到 +1 和 -1 的节点即可。
我为此写了一个函数：
1const getNodeAtLocation = ({ 2 nodes, 3 x: requiredX, 4 y: requiredY, 5}) => ( 6 ( 7 nodes 8 .find(({ 9 x,10 y,11 }) => (12 x === requiredX13 && y === requiredY14 ))15 || {}16 )17 .id18)const getNodeAtLocation = ({
2 nodes,
3 x: requiredX,
4 y: requiredY,
5}) => (
6 (
7 nodes
8 .find(({
9 x,
10 y,
11 }) => (
12 x === requiredX
13 && y === requiredY
14 ))
15 || {}
16 )
17 .id
18)
我们用来生成节点的方式，实际上是一种计算相邻节点 ID 的数学方法。而在这一步中，我将采取一个与之相反的思路，即假设节点将以随机顺序输入。
我通过再次遍历所有节点来添加邻接关系：
1const addAdjacencies = ( 2 nodes, 3) => ( 4 nodes 5 .map(({ 6 colorId, 7 id, 8 x, 9 y,10 }) => ({11 color: colors[colorId],12 eastId: (13 getNodeAtLocation({14 nodes,15 x: x + 1,16 y,17 })18 ),19 id,20 northId: (21 getNodeAtLocation({22 nodes,23 x,24 y: y - 1,25 })26 ),27 southId: (28 getNodeAtLocation({29 nodes,30 x,31 y: y + 1,32 })33 ),34 westId: (35 getNodeAtLocation({36 nodes,37 x: x - 1,38 y,39 })40 ),41 }))42 .map(({43 color,44 id,45 eastId,46 northId,47 southId,48 westId,49 }) => ({50 adjacentIds: (51 [52 eastId,53 northId,54 southId,55 westId,56 ]57 .filter((58 adjacentId,59 ) => (60 adjacentId !== undefined61 ))62 ),63 color,64 id,65 }))66)const addAdjacencies = (
2 nodes,
3) => (
4 nodes
5 .map(({
6 colorId,
7 id,
8 x,
9 y,
10 }) => ({
11 color: colors[colorId],
12 eastId: (
13 getNodeAtLocation({
14 nodes,
15 x: x + 1,
16 y,
17 })
18 ),
19 id,
20 northId: (
21 getNodeAtLocation({
22 nodes,
23 x,
24 y: y - 1,
25 })
26 ),
27 southId: (
28 getNodeAtLocation({
29 nodes,
30 x,
31 y: y + 1,
32 })
33 ),
34 westId: (
35 getNodeAtLocation({
36 nodes,
37 x: x - 1,
38 y,
39 })
40 ),
41 }))
42 .map(({
43 color,
44 id,
45 eastId,
46 northId,
47 southId,
48 westId,
49 }) => ({
50 adjacentIds: (
51 [
52 eastId,
53 northId,
54 southId,
55 westId,
56 ]
57 .filter((
58 adjacentId,
59 ) => (
60 adjacentId !== undefined
61 ))
62 ),
63 color,
64 id,
65 }))
66)
这个预处理代码中，我尽量避免了任何不必要的优化。它不会影响算法的最终性能，只会有助于简化我们的算法。
接下来，我将 colorId 换成 color 。这对于我们的算法而言其实没有必要，这一步只是为了更好的可视化。
我们为每组相邻的 X 和 Y 值调用 getNodeAtLocation 函数，并找到我们的 northId 、 eastId 、 southId 和 westId 。在此步骤中，我们不会对 X 和 Y 的值进行参数传递。
获取基本 ID 之后，再将它们转换为一个 adjacentIds 数组，这个数组只包含那些具有值的邻接数组。如此一来，如果我们有边角的话，就不用担心检查这些 ID 是不是为空。它还允许我们对数组进行循环，而无需在算法中手工记录每个基本 ID。
下面是另一个 2x2 网格的示例，这里我们使用了一组新的节点，并通过 addAdjacencies 来运行：
1[2 { adjacentIds: [ 1, 2 ], color: 'red', id: 0 },3 { adjacentIds: [ 3, 0 ], color: 'grey', id: 1 },4 { adjacentIds: [ 3, 0 ], color: 'blue', id: 2 },5 { adjacentIds: [ 1, 2 ], color: 'blue', id: 3 },6]
2 { adjacentIds: [ 1, 2 ], color: 'red', id: 0 },
3 { adjacentIds: [ 3, 0 ], color: 'grey', id: 1 },
4 { adjacentIds: [ 3, 0 ], color: 'blue', id: 2 },
5 { adjacentIds: [ 1, 2 ], color: 'blue', id: 3 },
6]
优化预处理过程
为了简化本文的算法，我添加了另一个优化过程。该算法将删除与当前节点颜色不匹配的相邻 ID。
重写 addAdjacencies 函数，如下：
1const addAdjacencies = ( 2 nodes, 3) => ( 4 nodes 5 .map(({ 6 colorId, 7 id, 8 x, 9 y,10 }) => ({11 adjacentIds: (12 nodes13 .filter(({14 x: adjacentX,15 y: adjacentY,16 }) => (17 adjacentX === x + 118 && adjacentY === y19 || (20 adjacentX === x - 121 && adjacentY === y22 )23 || (24 adjacentX === x25 && adjacentY === y + 126 )27 || (28 adjacentX === x29 && adjacentY === y - 130 )31 ))32 .filter(({33 colorId: adjacentColorId,34 }) => (35 adjacentColorId36 === colorId37 ))38 .map(({39 id,40 }) => (41 id42 ))43 ),44 color: colors[colorId],45 id,46 }))47 .filter(({48 adjacentIds,49 }) => (50 adjacentIds51 .length > 052 ))53)
2 nodes,
3) => (
4 nodes
5 .map(({
6 colorId,
7 id,
8 x,
9 y,
10 }) => ({
11 adjacentIds: (
12 nodes
13 .filter(({
14 x: adjacentX,
15 y: adjacentY,
16 }) => (
17 adjacentX === x + 1
18 && adjacentY === y
19 || (
20 adjacentX === x - 1
21 && adjacentY === y
22 )
23 || (
24 adjacentX === x
25 && adjacentY === y + 1
26 )
27 || (
28 adjacentX === x
29 && adjacentY === y - 1
30 )
31 ))
32 .filter(({
33 colorId: adjacentColorId,
34 }) => (
35 adjacentColorId
36 === colorId
37 ))
38 .map(({
39 id,
40 }) => (
41 id
42 ))
43 ),
44 color: colors[colorId],
45 id,
46 }))
47 .filter(({
48 adjacentIds,
49 }) => (
50 adjacentIds
51 .length > 0
52 ))
53)
我在添加更多功能的同时简化了 addAdjacencies 。
通过删除颜色不匹配的节点，我们的算法可以 100% 确定 adjacentIds 属性中的任何 ID 都是邻接的节点。
最后，我删除了所有不具有相同颜色邻接的节点，这进一步简化了我们的算法。这样，我们就将节点缩减为只有我们关心的那些节点。
错误的方式：递归
TechLead 指出，我们无法递归地执行这个算法，因为我们会遇到堆栈溢出的问题。
虽然在一定程度上，他这么说是对的，但有几种方法可以缓解这个问题。我们可以使用迭代或者尾递归（tail recursion），但 JavaScript 不再将尾递归作为自带功能。
尽管我们仍然可以用 JavaScript 来写一个尾递归函数，但为使得算法更加简单，我仍然选择了创建一个典型的递归函数。
在编写代码之前，我们需要先找到算法。对于递归，使用深度优先搜索是合理的。“不要担心别人不明白计算机科学术语。”在我向一位同事展示我想出的不同解决方案时，他如此说道。
算法
我们将从一个节点开始，尽可能向下搜索，直到到达一个端点。然后我们将返回并采取下一个分支路径，直到我们扫描完整个连续块为止。在此过程中，我们还必须记录我们搜索过的部分，以及最大的连续块的长度。
我将函数分成了两部分。其中一个函数将保存最大列表和先前扫描的 ID，同时至少循环每个节点一次。另一个函数则将从未扫描的根节点开始，进行深度优先遍历。
代码如下所示：
1const getContiguousIds = ({ 2 contiguousIds = [], 3 node, 4 nodes, 5}) => ( 6 node 7 .adjacentIds 8 .reduce( 9 (10 contiguousIds,11 adjacentId,12 ) => (13 contiguousIds14 .includes(adjacentId)15 ? contiguousIds16 : (17 getContiguousIds({18 contiguousIds,19 node: (20 nodes21 .find(({22 id,23 }) => (24 id25 === adjacentId26 ))27 ),28 nodes,29 })30 )31 ),32 (33 contiguousIds34 .concat(35 node36 .id37 )38 ),39 )40)const getContiguousIds = ({
2 contiguousIds = [],
3 node,
4 nodes,
5}) => (
6 node
7 .adjacentIds
8 .reduce(
9 (
10 contiguousIds,
11 adjacentId,
12 ) => (
13 contiguousIds
14 .includes(adjacentId)
15 ? contiguousIds
16 : (
17 getContiguousIds({
18 contiguousIds,
19 node: (
20 nodes
21 .find(({
22 id,
23 }) => (
24 id
25 === adjacentId
26 ))
27 ),
28 nodes,
29 })
30 )
31 ),
32 (
33 contiguousIds
34 .concat(
35 node
36 .id
37 )
38 ),
39 )
40)41const getLargestContiguousNodes = (42 nodes,43) => (44 nodes45 .reduce(46 (47 prevState,48 node,49 ) => {50 if (51 prevState52 .scannedIds53 .includes(node.id)54 ) {55 return prevState56 }575859 const contiguousIds = (60 getContiguousIds({61 node,62 nodes,63 })64 )656667 const {68 largestContiguousIds,69 scannedIds,70 } = prevState717273 return {74 largestContiguousIds: (75 contiguousIds.length76 > largestContiguousIds.length77 ? contiguousIds78 : largestContiguousIds79 ),80 scannedIds: (81 scannedIds82 .concat(contiguousIds)83 ),84 }85 },86 {87 largestContiguousIds: [],88 scannedIds: [],89 },90 )91 .largestContiguousIdsconst getLargestContiguousNodes = (
42 nodes,
43) => (
44 nodes
45 .reduce(
46 (
47 prevState,
48 node,
49 ) => {
50 if (
51 prevState
52 .scannedIds
53 .includes(node.id)
54 ) {
55 return prevState
56 }
57
58
59 const contiguousIds = (
60 getContiguousIds({
61 node,
62 nodes,
63 })
64 )
65
66
67 const {
68 largestContiguousIds,
69 scannedIds,
70 } = prevState
71
72
73 return {
74 largestContiguousIds: (
75 contiguousIds.length
76 > largestContiguousIds.length
77 ? contiguousIds
78 : largestContiguousIds
79 ),
80 scannedIds: (
81 scannedIds
82 .concat(contiguousIds)
83 ),
84 }
85 },
86 {
87 largestContiguousIds: [],
88 scannedIds: [],
89 },
90 )
91 .largestContiguousIds下面，我们将逐步进行分析。
递归函数
getContiguousIds 是递归函数，在每个节点调用一次。在该函数每次返回结果时，我们都会得到一个连续节点的更新列表。
这个函数只有一个判断条件：节点是否已在列表中？如果没有，则再次调用getContiguousIds 。当该函数返回结果时，我们会获得一个更新的连续节点列表，该列表会被返回到 reducer ，并用作下一个 adjacentId 的状态。
每当我们用 concat 将当前节点连接到 contiguousIds 时，都要向 contiguousIds 传入值。每次进一步递归时，我们都要确保在循环执行 adjacentIds 之前，当前节点已经被添加到 contiguousIds 列表中。这可以确保我们不会无限地递归。
循环
该函数的后半部分也会遍历每个节点一次。递归函数使用 reducer来检查代码是否已被扫描。若已被扫描，就继续循环，直到找到一个没有循环的节点，或者直到退出循环为止。
如果我们的节点尚未被扫描，则调用 getContiguousIds，并继续遍历，直到扫描完成。这是同步的，但可能需要一些时间。
每当函数返回一个 contignousIds 列表，都对照 largestContiguousIds 进行检查，如果该列表的返回值更大的话，就存储返回值。
同时，我们将把这些 contiguousIds 添加到我们的 scannedIds 列表中，以标记我们搜索的节点。
执行
就算我们有 10000 个项目，这个算法也不会遇到 3 种随机颜色的堆栈溢出问题。如果我把所有的都改成单一颜色，就可能会遇到堆栈溢出的问题，这是因为我们的递归函数经历了 10000 次的递归。
顺序迭代
由于内存比函数调用的堆栈要大，所以我的下一个想法是在一个循环中完成整个事情。我们将跟踪节点列表的列表。我们将不断添加它们，并将它们链接在一起，直到退出循环。
这个方法要求在完成循环之前，将所有可能的节点列表保存在内存中。在递归示例中，我们只将最大的列表保存在内存中。
1const getLargestContiguousNodes = ( 2 nodes, 3) => ( 4 nodes 5 .reduce( 6 ( 7 contiguousIdsList, 8 { 9 adjacentIds,10 id,11 },12 ) => {13 const linkedContiguousIds = (14 contiguousIdsList15 .reduce(16 (17 linkedContiguousIds,18 contiguousIds,19 ) => (20 contiguousIds21 .has(id)22 ? (23 linkedContiguousIds24 .add(contiguousIds)25 )26 : linkedContiguousIds27 ),28 new Set(),29 )30 )313233 return (34 linkedContiguousIds35 .size > 036 ? (37 contiguousIdsList38 .filter((39 contiguousIds,40 ) => (41 !(42 linkedContiguousIds43 .has(contiguousIds)44 )45 ))46 .concat(47 Array48 .from(linkedContiguousIds)49 .reduce(50 (51 linkedContiguousIds,52 contiguousIds,53 ) => (54 new Set([55 ...linkedContiguousIds,56 ...contiguousIds,57 ])58 ),59 new Set(adjacentIds),60 )61 )62 )63 : (64 contiguousIdsList65 .concat(66 new Set([67 ...adjacentIds,68 id,69 ])70 )71 )72 )73 },74 [new Set()],75 )76 .reduce((77 largestContiguousIds = [],78 contiguousIds,79 ) => (80 contiguousIds.size81 > largestContiguousIds.size82 ? contiguousIds83 : largestContiguousIds84 ))85)const getLargestContiguousNodes = (
2 nodes,
3) => (
4 nodes
5 .reduce(
6 (
7 contiguousIdsList,
8 {
9 adjacentIds,
10 id,
11 },
12 ) => {
13 const linkedContiguousIds = (
14 contiguousIdsList
15 .reduce(
16 (
17 linkedContiguousIds,
18 contiguousIds,
19 ) => (
20 contiguousIds
21 .has(id)
22 ? (
23 linkedContiguousIds
24 .add(contiguousIds)
25 )
26 : linkedContiguousIds
27 ),
28 new Set(),
29 )
30 )
31
32
33 return (
34 linkedContiguousIds
35 .size > 0
36 ? (
37 contiguousIdsList
38 .filter((
39 contiguousIds,
40 ) => (
41 !(
42 linkedContiguousIds
43 .has(contiguousIds)
44 )
45 ))
46 .concat(
47 Array
48 .from(linkedContiguousIds)
49 .reduce(
50 (
51 linkedContiguousIds,
52 contiguousIds,
53 ) => (
54 new Set([
55 ...linkedContiguousIds,
56 ...contiguousIds,
57 ])
58 ),
59 new Set(adjacentIds),
60 )
61 )
62 )
63 : (
64 contiguousIdsList
65 .concat(
66 new Set([
67 ...adjacentIds,
68 id,
69 ])
70 )
71 )
72 )
73 },
74 [new Set()],
75 )
76 .reduce((
77 largestContiguousIds = [],
78 contiguousIds,
79 ) => (
80 contiguousIds.size
81 > largestContiguousIds.size
82 ? contiguousIds
83 : largestContiguousIds
84 ))
85)
另一个想法是，从顶部开始遍历，并将每个节点循环一次。到在此过程总，我们必须检查 ID 是否存在于节点列表的列表 contiguousIdsList 中。
如果它不存在于任何 contiguousIds 列表中，我们就将添加该列表和 adjacenIds 。这样，在循环时，就会有其他的内容链接到它。
如果我们的节点在其中一个列表之中，那么节点就可能也存在于其中相当多的列表中。我们想要把所有这些都链接在一起，并从 contiguousIdsList 中删除未链接的那些节点。在我们得到节点列表的列表之后，检查哪个列表是最大的，这个算法就完成了。
执行
与递归版本不同的是，当所有 10000 个项目都是相同的颜色时，这个算法能够完成任务。但该算法的一个缺陷是，它执行得相当慢。在上述代码的性能评估中，我没有考虑到循环列表的列表的情况，这显然对性能有很大的影响。
随机迭代
我想采用递归方法背后的思路，并以迭代方式进行应用。这一算法的目标是精确命中每个节点一次，并且只存储最大的连续块：
1const getLargestContiguousNodes = ( 2 nodes, 3) => { 4 let contiguousIds = [] 5 let largestContiguousIds = [] 6 let queuedIds = [] 7 let remainingNodesIndex = 0 8 910 let remainingNodes = (11 nodes12 .slice()13 )141516 while (remainingNodesIndex < remainingNodes.length) {17 const [node] = (18 remainingNodes19 .splice(20 remainingNodesIndex,21 1,22 )23 )242526 const {27 adjacentIds,28 id,29 } = node303132 contiguousIds33 .push(id)343536 if (37 adjacentIds38 .length > 039 ) {40 queuedIds41 .push(...adjacentIds)42 }434445 if (46 queuedIds47 .length > 048 ) {49 do {50 const queuedId = (51 queuedIds52 .shift()53 )545556 remainingNodesIndex = (57 remainingNodes58 .findIndex(({59 id,60 }) => (61 id === queuedId62 ))63 )64 }65 while (66 queuedIds.length > 067 && remainingNodesIndex === -168 )69 }7071 if (72 queuedIds.length === 073 && remainingNodesIndex === -174 ) {75 if (76 contiguousIds.length77 > largestContiguousIds.length78 ) {79 largestContiguousIds = contiguousIds80 }8182 contiguousIds = []83 remainingNodesIndex = 08485 if (86 remainingNodes87 .length === 088 ) {89 break90 }91 }92 }9394 return largestContiguousIds95}9697module.exports = getLargestContiguousNodeconst getLargestContiguousNodes = (
2 nodes,
3) => {
4 let contiguousIds = []
5 let largestContiguousIds = []
6 let queuedIds = []
7 let remainingNodesIndex = 0
8
9
10 let remainingNodes = (
11 nodes
12 .slice()
13 )
14
15
16 while (remainingNodesIndex < remainingNodes.length) {
17 const [node] = (
18 remainingNodes
19 .splice(
20 remainingNodesIndex,
21 1,
22 )
23 )
24
25
26 const {
27 adjacentIds,
28 id,
29 } = node
30
31
32 contiguousIds
33 .push(id)
34
35
36 if (
37 adjacentIds
38 .length > 0
39 ) {
40 queuedIds
41 .push(...adjacentIds)
42 }
43
44
45 if (
46 queuedIds
47 .length > 0
48 ) {
49 do {
50 const queuedId = (
51 queuedIds
52 .shift()
53 )
54
55
56 remainingNodesIndex = (
57 remainingNodes
58 .findIndex(({
59 id,
60 }) => (
61 id === queuedId
62 ))
63 )
64 }
65 while (
66 queuedIds.length > 0
67 && remainingNodesIndex === -1
68 )
69 }
70
71 if (
72 queuedIds.length === 0
73 && remainingNodesIndex === -1
74 ) {
75 if (
76 contiguousIds.length
77 > largestContiguousIds.length
78 ) {
79 largestContiguousIds = contiguousIds
80 }
81
82 contiguousIds = []
83 remainingNodesIndex = 0
84
85 if (
86 remainingNodes
87 .length === 0
88 ) {
89 break
90 }
91 }
92 }
93
94 return largestContiguousIds
95}
96
97module.exports = getLargestContiguousNode
这里，我们没有将节点添加到先前扫描的 ID 列表，而是从 remainingNodes 数组中拼接出值来，但是我不建议大家这样做。
分解
我把上述代码分成 3 个部分，用 if 语句分开。
让我们从中间部分开始。首先查看 queuedIds 。如果该对象有值，就对队列中的内容进行循环，看看它们是否存在于 remainingNodes 中。
第三部分的内容取决于第二部分的结果。如果 queuedIds 对象为空，并且 remainingNodesIndex 是 -1 的话，那么我们就已经完成了这个节点列表，并需要从一个新的根节点开始。新的根节点始终位于索引 0 处，因为我们正在对 remaininigNodes 进行拼接。
现在再来看循环的顶部。我可以使用 while (true) ，但是需要留一个跳出条件，以防止出错。这在调试时很有用，因为要弄清楚无限循环可能是件痛苦的事情。
之后，我们将拼接节点。我们将节点添加到 contiguousIds 列表中，并将 adjacentIds 添加到队列中。
执行
这一算法几乎和递归版本一样快。当所有节点都是相同颜色时，它是所有算法中速度最快的。
针对数据的优化
对相似的颜色进行分组
由于我们只知道有两种蓝色，所以我们可以将类似颜色的节点分组在一起，用于顺序迭代版本。
通过将节点拆分成 3 个更小的数组，我们可以减少内存占用，以及需要在列表的列表中执行的循环次数。尽管如此，这并不能解决所有颜色都相同的情况下会出现的问题，因此我们并不会使用此方法修改递归版本。这也意味着我们可以对操作进行多线程处理，将执行时间缩短近三分之一。
如果我们按顺序执行这些命令，只需先运行三个中最大的一个。如果最大值比另外两个值大，就无需检查它们。
可能存在的最大数据集的大小
我们可以检查每一次迭代，而不是在特定时间间隔检查是否有最大的列表。如果最大节点集合的规模大于或等于可用节点的一半（5000 或更高），那么，很显然我们已经有了最大的列表。
若使用随机迭代版本的话，我们可以找到迄今为止最大的列表大小，并查看剩余的节点数量，如果没有比最大的节点集合大小还小的数值，那么就可以说明，我们已经有最大的列表了。
使用递归
虽然递归有其局限性，但我们仍可以使用它。我们需要做的事情就是检查剩余节点的数量。如果它没有超出堆栈的限制，我们就可以使用更快的递归版本。这么做的风险是很大，但随着循环的深入，这一方法会缩短执行时间。
使用 for 循环
在知道节点最大数量的情况下，我们可以使用 for 循环编写 reduce 函数。无论何时，与 for 循环相比， Aray.prototype 方法都非常慢。
使用尾递归
我没有在本文中讨论相关算法，因为我认为尾递归需要一篇单独的文章来阐述。这是一个很大的主题，很多地方都需要解释。另外，虽然它使用了递归结构，但它可能并不会想你所期望的那样比while循环还快。
RxJS：可维护性与性能
有一些方法可以重写这些函数，这样你就可以更轻松地理解并维护它们。我想出的主要解决方案是使用 Redux-Observable 风格的 RxJS，但并不使用 Redux。
接下来，我想以常规的方式来编写代码，然后使用 RxJS 流式传输数据，看看能将算法性能提升多少。
我使用 RxJS 做了 3 个版本的算法，并做了一些修改来加快执行速度。与我之前的文章不同的是，即使增加了行和列，所有的三个版本都会变慢。
我本来可以做很多优化，但要以代码的可读性为代价，这不是我想要的。
最终，我终于找到了一个可行的解决方案，该方案目前是最快的，只需一半的执行时间。这已经是总体上最好的改进了。
只有当每个节点都是相同的颜色时，我才能用可观察到的数据击败内存占用较多的顺序迭代。从技术上来讲，这一算法也优于递归方法，因为在这种情况下，递归算法会出现堆栈溢出的问题。
在研究如何使用 RxJS 流数据之后，我意识到该方法对本文来说实在过于复杂了。希望以后会有文章详细介绍这些代码示例。
如果希望查看详细代码，可以查看如下 GitHub 项目地址：
https://github.com/Sawtaytoes/JavaScript-Performance-Interview-Question
最终统计数据
一般来说，最大的连续块平均有 30~80 个节点。
下面展示了相关算法的评估数据：
随机颜色
执行时间 |
方法 |
229.481ms |
递归 |
272.303ms |
迭代随机 |
323.011ms |
迭代序列 |
391.582ms |
Redux-Observable 并发 |
686.198ms |
Redux-Observable 随机 |
807.839ms |
Redux-Observable 顺序 |
一种颜色
执行时间 |
方法 |
1061.028ms |
迭代随机 |
1462.143ms |
Redux-Observable 随机 |
1840.668ms |
Redux-Observable 顺序 |
2541.227ms |
迭代序列 |
无论我进行了多少次测试，每种方法的相对排名位置都保持不变。
当所有节点颜色都相同时，Redux-Observable 并发方法受到了影响，我试过很多方法尝试提高这个方法的运行速度，但是没有成功。
游戏制作
在我的职业程序员生涯中，我曾两次遇到过这段代码。其中一次是我在开发独立游戏《Pulsen》时使用 Lua 编写的代码，代码长度要小得多。
还有一次是在我绘制一张世界地图的时候，该地区有一个预定义的节点列表，我对其进行了实时处理。这使得使用者可以通过键盘上的方向键来移动世界地图。
我还为具有 X 和 Y 值的未知项列表编写了一个节点生成器。听起来是不是很熟悉？我同样需要使网格位居屏幕中央。不过，要做到这点，在 HTML 中比在游戏引擎中要更容易实现。尽管如此，将一堆绝对定位的 div 放在中央位置也并不容易。
在这个案例中，实时执行时间并不怎么很重要，因为我在加载游戏时就进行了大量的预处理。
我想强调的是，TechLead 的问题可能是你会在职业生涯中遇到的问题，但在典型的 JavaScript 应用程序中，往往不太需要考虑程序的速度。
TechLead 在 Google 使用的是 Java ，我猜他面试的职位都很关心执行速度。他们有可能有一堆工作任务要处理大量的数据，因此像这样的解决方案可能是必要的。
但是，这个视频也有可能是关于 HTML 和 CSS 的职位的，谁知道呢！
结语
正如你在最终统计数据中所看到的那样，读起来最槽糕的代码几乎是最快的，并且还完成了我们所有的要求。
据我自己的经验，我花了更长的时间来开发非 RxJS 版本的代码。我认为，这是因为更快的版本需要全面的思考。Redux-Observable 能够让你以化整为零的方式进行思考。
这是一道非常有趣的问题。它起初看起来似乎很难，但是将它分解成几块之后，问题就迎刃而解了。
原文链接：
https://medium.freecodecamp.org/bet-you-cant-solve-this-google-interview-question-4a6e5a4dc8ee
（*本文由AI科技大本营编译，转载请联系微信1092722531）
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