一道简单的编程题,不过您做对了吗?

老赵点滴 - 追求编程之美  

2009-05-27 19:45 by Jeffrey Zhao, 25031 阅读, 156 评论, 收藏, 编辑

CSDN学生中心是个好地方,如果善于利用,应该能够对大众产生正面影响。老赵也去那里安了家,并给出了一个编程问题。题目如下:

请将方法补充完整:

static void Reverse(int[] array, int begin, int end)
{
   ...
} 

Reverse方法的作用是将array数组中,从begin下标到end下标之间的元素反序一下,如一个数组初始值是[1, 2, 3, 4, 5, 6],begin为1,end为4,那么当调用了Reverse之后,array数组中的元素便依次成为[1, 5, 4, 3, 2, 6],其中从array[1]到array[4]之前的元素被反序了。此外补充一点……其实本不用补充:这个方法需要对传入参数的正确性进行校验,如果用户调用该方法时传入了非法的参数,那么则需要抛出异常,并写清原因。您可以使用您喜欢的语言来实现:C#,VB,Java,Ruby,Python……但是请不要使用内置库中已经有的功能。:)

很简单,不是吗?只可惜截止到目前,也只有1人给出了正确答案。如果您没有做过这道题目,那么在查看下面的分析之前,不妨拿张纸拿支笔,写下您的答案,然后再听老赵慢慢讲来……(点此展开

主体逻辑

这道题目的主题逻辑其实非常简单。不就是把数组中的一部分反序吗?不过从这一点上面来说,代码的清晰程度也有较大差距。好的做法和普通的做法,从编程难度和理解上都有一定差距。例如:

  1. 许多朋友的做法是:既然是反转数组的一部分元素,那么只要找到中间的位置,然后计算出和begin的偏移量,然后……怎么怎么一搞,就完成了——嗯,似乎还需要根据进行begin和end中间的元素个数是奇数还是偶数分别处理。
  2. 另一些朋友的做法是:开一个新数组(长度为end - begin + 1),将begin到end之间的元素放到新数组中去,然后反序,然后再复制回来。
  3. 还有一个朋友认为用栈:把begin到end之间的元素给push到栈中,再一个一个pop出来依次赋值给begin到end,这样就反序了……唔!数据结构学的不错!

只可惜,这样的做法都复杂了一些。3种做法的时间复杂度均为O(end – begin),但是只有第一种做法的空间复杂度是O(1),而后两者也都是线性的空间复杂度。那么老赵眼里最好的做法是什么呢?

public static void Reverse(int[] array, int begin, int end)
{
    while (end > begin)
    {
        int temp = array[begin];
        array[begin] = array[end];
        array[end] = temp;

        begin++;
        end--;
    }
}

end和begin两个下标从初始值开始依次向中间逼近,每次都交换一下数组中的元素。最终,while在判断的时候会发现end == begin(begin和end之间总共奇数个元素),或end < begin(begin和end之间总共偶数个元素)。无论哪种情况,都表示反序已经完成。

是不是很简单?

参数校验

上面的做法应该说是最简单的一种,不过实际在评判答案的时候,直接结果正确,老赵都认为是正确的。只可惜,几乎没有朋友在“参数校验”这方面作对。

顺便提一下的是,有位朋友给我留言很有意思:“老师只给了一个测试数据,如果要用其它测试数据的话比如比较特殊的,那请老师下次把测试数据列好。”这句话让我木然:测试数据是无穷无尽的,难道需要都列出来?平时写程序,用户会指出他的所有操作步骤吗?给测试数据的目的是为了帮助理解题意,题目的要求都写清楚了,做题才有意义。如果一道题目只要求把给出的测试数据运行,那么又有谁不会做呢?老赵这里就可以立即给出一个万能模板:

if (...)
{
    return ...
}
else if (...)
{
    return ...
}

...

按理来说,即使题目中没有写明需要参数校验,一个优秀的实现也应该自带这一点。

其实只要仔细一些,把参数所有的错误情况列举出来并不是难事:

  • array == null
  • begin < 0;
  • end < begin
  • end >= array.Length

那么,其他一些情况是否应该一并判断呢?例如end < 0,array.Length == 0或者begin >= length。老赵认为“不判断也没有关系”,因为以上的判断已经确保不会出现额外的错误情况了。那么begin == end是否算是问题呢?老赵认为,这个判断也可以省略。不过……如果begin > end,那么是否应该把两者的数值进行交换?我不知道为什么有些朋友这么做了,不过老赵认为,一般来说一个方法不应该为参数进行额外“调整”——其实各大类库都不会如此画蛇添足。如果哪位朋友有不同看法,我们可以继续讨论。

常见错误

在各种答案,以及平时面试过程中,这道题总归会有一些非常典型的错误发生。其中给老赵的感觉也非常有意思,不知其中的“思路”是否如老赵猜测那样。

在方法中进行输入和输出

有不少朋友在代码里放置了这样的代码:

static void Reverse(int[] array, int begin, int end)
{
    Console.WriteLine("请输入xxx");
    array[0] = Int32.Parse(Console.ReadLine());
    ...

    for (int i = 0; i < array.Length; i++)
    {
        Console.WriteLine(i);
    }
}

为什么会出现这种情况?老赵估计是受到了某些培训机构的影响(观察出现这个问题的朋友们的分布便知)。这些培训一再强调输入、输出,而没有让学员有任何“模块”,“类库”,“辅助方法”的概念。学员的观念中,任何程序都要向用户去索要“输入”,并且要“输出”,否则就不算是程序。

为什么会这样?

打印错误,而不是抛出异常

代码如下:

static void Reverse(int[] array, int begin, int end)
{
    if (array == null)
    {
        Console.WriteLine("数组为空");
        return;
    }

    ...
}

除了和上面类似的“思维”以外,这说明有些朋友还没有形成“抛出异常”的观念。这意味着在过往的编程经验中,可以说完全没有“参数校验”的概念在头脑里面。培训机构只是一味地CRUD,展示,写入,却没有“抛出异常”的想法。同理,即使在题目中已经明确写清了是“抛出”异常,有些朋友的写法是这样的:

static void Reverse(int[] array, int begin, int end)
{
    try
    {
        // 交换数据
    }
    catch (Exception e)
    {
        Console.WriteLine(e.Message);
    }
}

很明显,他们只有“捕获”异常的概念——自然是框架本身抛出的异常——而不知“抛出”异常。

参考答案

以下是老赵给出的参考答案:

static void Reverse(int[] array, int begin, int end)
{
    if (array == null)
    {
        throw new ArgumentNullException("array", "array不能为空");
    }

    if (begin < 0)
    {
        throw new ArgumentOutOfRangeException("begin", "begin不能小于0");
    }

    if (end < begin)
    {
        throw new ArgumentOutOfRangeException("end不能小于begin", (Exception)null);
    }

    if (end >= array.Length)
    {
        throw new ArgumentOutOfRangeException("end", "end超过array最大下标");
    }

    while (end > begin)
    {
        int temp = array[begin];
        array[begin] = array[end];
        array[end] = temp;

        begin++;
        end--;
    }
}

这道简单的题目,您做对了吗?

posted @ 2012-12-05 21:28  simba工作室  阅读(134)  评论(0编辑  收藏