英语不好的程序员,如何斩获外企 offer?
作者 | channingbreeze
责编 | 胡巍巍
小史是一个应届生,虽然学的是电子专业,但是自己业余时间看了很多互联网与编程方面的书,一心想进BAT互联网公司。
今天他就去一家外企面试了。
面试前
面试前,小史就收到了中英文的面试邀请。
去外企面试,最好要能够和面试官英语对话。小史除了复习算法之外,赶紧练起了口语。
面试现场
面试官给了小史一个问题。(题目已翻译成中文,请自行脑补英文现场)
题目:我有1到8八个数字,放在一个3x3的九宫格里面,那么会留下一个空格。
空格可以和上下左右的数字进行交换,你可以认为空格在移动。如果移动成
则游戏胜利。
你需要完成以下2件事情:
1、给出数据结构来描述这个过程。
2、给你一个初始状态,告诉我能不能胜利,并给出如何移动才能胜利。
这有点像咱们中国的华容道游戏。
小史把他能想到的都写了下来。
import java.util.LinkedList;
import java.util.List;
/**
* @author xiaoshi on 2018/9/8.
*/
public class HuaRongDao {
// 定义方向
public static final int LEFT = 1;
public static final int RIGHT = 2;
public static final int UP = 3;
public static final int DOWN = 4;
// 3x3的九宫格
private int[][] arr;
// 记录空格的位置
private int x;
private int y;
// 定义移动的数组
private List moveArr = new LinkedList ();
// 初始化,数字0代表空格,先遍历,找出空格的位置
public HuaRongDao(int[][] arr) {
this.arr = arr;
for(int i=0; i for(int j=0; j if(arr[i][j] == 0) {
x = i;
y = j;
}
}
}
}
// 判断是否可以朝某个方向进行移动
public boolean canMove(int direction) {
switch (direction) {
// y > 0才能左移
case LEFT:
return y > 0;
// y < 2才能右移
case RIGHT:
return y < 2;
// x > 0才能上移
case UP:
return x > 0;
// x < 2才能下移
case DOWN:
return x < 2;
}
return false;
}
// 朝某个方向进行移动,该函数不作判断,直接移动
// 调用前请自行用canMove先行判断
public void move(int direction) {
int temp;
switch (direction) {
// 空格和左侧数字交换
case LEFT:
temp = arr[x][y - 1];
arr[x][y - 1] = 0;
arr[x][y] = temp;
y = y - 1;
break;
// 空格和右侧数字交换
case RIGHT:
temp = arr[x][y + 1];
arr[x][y + 1] = 0;
arr[x][y] = temp;
y = y + 1;
break;
// 空格和上方数字交换
case UP:
temp = arr[x - 1][y];
arr[x - 1][y] = 0;
arr[x][y] = temp;
x = x - 1;
break;
// 空格和下方数字交换
case DOWN:
temp
请教大神
小史回到学校,把面试的情况和计算机学院的吕老师说了一下。
迷宫问题
小史:每个点都可以按照右下左上的方向来进行尝试,如果是墙壁,就换一个方向,如果可以走,就往前走到下一点,然后再接着尝试。直到到达终点为止。
吕老师随手又画了一个迷宫。
吕老师:小史,这块并不是往左走,而是回退,退回到上一步。如果我们正在往前搜索,当然不能走回头路。但是当前面没有路的时候,我们就需要返回来,找到之前有可能出现岔路口的地方,再去下一个方向进行搜索。
华容道问题
小史:吕老师,我明白了,空格在华容道中移动,就好像我在迷宫里走动一样,每次到一个新的状态,就有几个方向可以搜索,如果是之前碰到过的状态,那就不搜索。
递归实现回溯
小史:“回溯”的过程有点像栈的操作。往前走一步就像是入栈,到了死胡同,要往回退,就像是出栈。
吕老师:这个过程确实是栈的过程,但是直接用栈的话,对于你刚刚接触搜索算法,可能编码比较难。其实你可以用递归来实现这个搜索过程。
小史:我在走迷宫的时候,每走一步,就把这一步是往哪走的记录下来,但是碰到了死胡同,往回退的时候,我又把之前记录的步骤最后一步去掉。这样一来,达到终点的时候,我记下来的步骤就是一条从起点到终点的路径了。
小史:记录移动路径,其实就是在真正搜索之前,把方向记录下来,而搜索如果要返回了,则说明该次搜索已经结束,没有结果,应该把该记录去除。
小史的努力
吃完烤串,喝完小酒,小史和吕老师休闲地走在回学校的路上。
吕老师笑而不语。
回到宿舍,小史就打开了电脑,手在键盘上飞快地敲了起来。
理解了算法之后,小史的代码写起来也是非常快,不一会儿就写好了:
import java.util.HashSet;
import java.util.LinkedList;
import java.util.List;
import java.util.Set;
/**
* @author xiaoshi on 2018/9/8.
*/
public class HuaRongDao {
// 定义方向
private static final int LEFT = 1;
private static final int RIGHT = 2;
private static final int UP = 3;
private static final int DOWN = 4;
// 3x3的九宫格
private int[][] arr;
// 记录空格的位置
private int x;
private int y;
// 定义移动的数组
private List moveArr = new LinkedList ();
// 定义终点状态
private static final Integer WIN_STATE = 123456780;
// 保存已经搜索过的状态
private Set statusSet = new HashSet ();
// 初始化,数字0代表空格,先遍历,找出空格的位置
public HuaRongDao(int[][] arr) {
this.arr = arr;
for(int i=0; i for(int j=0; j if(arr[i][j] == 0) {
x = i;
y = j;
}
}
}
}
// 判断是否可以朝某个方向进行移动
private boolean canMove(int direction) {
switch (direction) {
// y > 0才能左移
case LEFT:
return y > 0;
// y < 2才能右移
case RIGHT:
return y < 2;
// x > 0才能上移
case UP:
return x > 0;
// x < 2才能下移
case DOWN:
return x < 2;
}
return false;
}
// 朝某个方向进行移动,该函数不作判断,直接移动
// 调用前请自行用canMove先行判断
private void move(int direction) {
int temp;
switch (direction) {
// 空格和左侧数字交换
case LEFT:
temp = arr[x][y - 1];
arr[x][y - 1] = 0;
arr[x][y] = temp;
y = y - 1;
break;
// 空格和右侧数字交换
case RIGHT:
temp = arr[x][y + 1];
arr[x][y + 1] = 0;
arr[x][y] = temp;
y = y + 1;
break;
// 空格和上方数字交换
case UP:
temp = arr[x - 1][y];
arr[x - 1][y] = 0;
arr[x][y] = temp;
x = x - 1;
break;
// 空格和下方数字交换
case DOWN:
temp = arr[x + 1][y];
arr[x + 1][y] = 0;
arr[x][y] = temp;
x = x + 1;
break;
}
// 该方向记录
moveArr.add(direction);
}
// 某个方向的回退,该函数不作判断,直接移动
// 其操作和move方法正好相反
private void moveBack(int direction) {
int temp;
switch (direction) {
// 空格和左侧数字交换
case LEFT:
temp = arr[x][y + 1];
arr[x][y + 1] = 0;
arr[x][y] = temp;
y = y + 1;
break;
// 空格和右侧数字交换
case RIGHT:
temp = arr[x][y - 1];
arr[x][y - 1] = 0;
arr[x][y] = temp;
y = y - 1;
break;
// 空格和上方数字交换
case UP:
temp = arr[x + 1][y];
arr[x + 1][y] = 0;
arr[x][y] = temp;
x = x + 1;
break;
// 空格和下方数字交换
case DOWN:
temp = arr[x - 1][y];
arr[x - 1][y] = 0;
arr[x][y] = temp;
x = x - 1;
break;
}
// 记录的移动步骤出栈
moveArr.remove(moveArr.size() - 1);
}
// 获取状态,这里把9个数字按顺序组成一个整数来代表状态
// 方法不唯一,只要能区分九宫格状态就行
private Integer getStatus() {
int status = 0;
for(int i=0; i for(int j=0; j status = status * 10 + arr[i][j];
}
}
return status;
}
// 搜索方法
private boolean search(int direction) {
// 如果能够朝该方向行走
if(canMove(direction)) {
// 往该方向移动
move(direction);
// 移动后的状态
Integer status = getStatus();
// 如果已经是胜利状态,返回true
if(WIN_STATE.equals(status)) {
return true;
}
// 如果是之前走过的状态了,返回false
if(statusSet.contains(status)) {
// 这一步走错了,回退
moveBack(direction);
return false;
}
// 将当前状态存入set
statusSet.add(status);
// 继续朝四个方向进行搜索
boolean searchFourOk = search(RIGHT) || search(DOWN) || search(LEFT) || search(UP);
if(searchFourOk) {
return true;
} else {
// 这一步走错了,把它的记录去除
moveBack(direction);
return false;
}
}
return false;
}
// 解题入口方法
public boolean solve() {
Integer status = getStatus();
// 如果已经是胜利状态,返回true
if(WIN_STATE.equals(status)) {
return true;
}
// 初始状态先记录
statusSet.add(status);
// 朝4个方向进行搜索
return search(RIGHT) || search(DOWN) || search(LEFT) || search(UP);
}
// 打印路径
public void printRoute() {
for(int i=0; i System.out.print(getDirString(moveArr.get(i)));
System.out.print(" ");
}
}
// 方向与其对应的字符串
private String getDirString(int dir) {
switch (dir) {
case LEFT:
return "左";
case RIGHT:
return "右";
case UP:
return "上";
case DOWN:
return "下";
}
return null;
}
// 打印当前华容道的状态
public void print() {
for(int i=0; i for(int j=0; j System.out.print(arr[i][j]);
System.out.print(" ");
}
System.out.println();
}
}
}
几个测试用例下来,小史眉头一皱,发现事情并不简单。
小史经过缜密的分析,找到了原因。
我可以判断一下,如果某条路走的步数超过100步,就不再走了,赶紧回退。
小史在search函数中增加了moveArr.size()<100的判断,得到了最终结果。
深搜和广搜
第二天,小史得意洋洋地拿着自己的代码去找吕老师秀起来。
小史:现在的算法,没办法保证得到的解法就是最优解,并且它很容易进入复杂的死胡同出不来,有点像一个死钻牛角尖的人。
吕老师:深度优先搜索,会在一个方向一直搜下去,直到这条路走不通,才会考虑第二个方向。
吕老师:广度优先搜索,是先搜索每一个可行方向的第一步,然后再接着搜索每一个可行方向的第二步。以此类推。
小史:这个算法似乎没有“回溯”的必要了,没办法再用递归了吧?而且分头搜索这个方式应该怎么实现呢?
吕老师:你可以将要搜索的初始状态加到一个队列里,然后每次从队列中取出一个状态,往可以前进的方向前进一步,然后再将该状态放到队列。利用队列先进先出的特点,就可以实现广搜的效果。
小史:每一步都记录上一步的状态和这次的方向。这样在达到最终胜利状态的时候,可以找到这个状态的上一步。而上一步又可以找到上上步,这不就是链表么?
理解了算法之后,小史的代码写起来也是非常快,不一会儿就写好了:
import java.util.HashSet;
import java.util.LinkedList;
import java.util.List;
import java.util.Set;
/**
* @author xiaoshi on 2018/9/8.
*/
public class HuaRongDao {
// 定义方向
private static final int LEFT = 1;
private static final int RIGHT = 2;
private static final int UP = 3;
private static final int DOWN = 4;
// 3x3的九宫格
private int[][] arr;
// 记录空格的位置
private int x;
private int y;
// 定义移动的数组
private List moveArr = new LinkedList ();
// 定义终点状态
private static final Integer WIN_STATE = 123456780;
// 保存已经搜索过的状态
private Set statusSet = new HashSet ();
// 初始化,数字0代表空格,先遍历,找出空格的位置
public HuaRongDao(int[][] arr) {
this.arr = arr;
for(int i=0; i for(int j=0; j if(arr[i][j] == 0) {
x = i;
y = j;
}
}
}
}
// 判断是否可以朝某个方向进行移动
private boolean canMove(int direction) {
switch (direction) {
// y > 0才能左移
case LEFT:
return y > 0;
// y < 2才能右移
case RIGHT:
return y < 2;
// x > 0才能上移
case UP:
return x > 0;
// x < 2才能下移
case DOWN:
return x < 2;
}
return false;
}
// 朝某个方向进行移动,该函数不作判断,直接移动
// 调用前请自行用canMove先行判断
private void move(int direction) {
int temp;
switch (direction) {
// 空格和左侧数字交换
case LEFT:
temp = arr[x][y - 1];
arr[x][y - 1] = 0;
arr[x][y] = temp;
y = y - 1;
break;
// 空格和右侧数字交换
case RIGHT:
temp = arr[x][y + 1];
arr[x][y + 1] = 0;
arr[x][y] = temp;
y = y + 1;
break;
// 空格和上方数字交换
case UP:
temp = arr[x - 1][y];
arr[x - 1][y] = 0;
arr[x][y] = temp;
x = x - 1;
break;
// 空格和下方数字交换
case DOWN:
temp = arr[x + 1][y];
arr[x + 1][y] = 0;
arr[x][y] = temp;
x = x + 1;
break;
}
// 该方向记录
moveArr.add(direction);
}
// 某个方向的回退,该函数不作判断,直接移动
// 其操作和move方法正好相反
private void moveBack(int direction) {
int temp;
switch (direction) {
// 空格和左侧数字交换
case LEFT:
temp = arr[x][y + 1];
arr[x][y + 1] = 0;
arr[x][y] = temp;
y = y + 1;
break;
// 空格和右侧数字交换
case RIGHT:
temp = arr[x][y - 1];
arr[x][y - 1] = 0;
arr[x][y] = temp;
y = y - 1;
break;
// 空格和上方数字交换
case UP:
temp = arr[x + 1][y];
arr[x + 1][y] = 0;
arr[x][y] = temp;
x = x + 1;
break;
// 空格和下方数字交换
case DOWN:
temp = arr[x - 1][y];
arr[x - 1][y] = 0;
arr[x][y] = temp;
x = x - 1;
break;
}
// 记录的移动步骤出栈
moveArr.remove(moveArr.size() - 1);
}
// 获取状态,这里把9个数字按顺序组成一个整数来代表状态
// 方法不唯一,只要能区分九宫格状态就行
private Integer getStatus() {
int status = 0;
for(int i=0; i for(int j=0; j status = status * 10 + arr[i][j];
}
}
return status;
}
// 搜索方法
private boolean search(int direction) {
// 如果能够朝该方向行走
if(canMove(direction)) {
// 往该方向移动
move(direction);
// 移动后的状态
Integer status = getStatus();
// 如果已经是胜利状态,返回true
if(WIN_STATE.equals(status)) {
return true;
}
// 如果是之前走过的状态了,返回false
if(statusSet.contains(status)) {
// 这一步走错了,回退
moveBack(direction);
return false;
}
// 将当前状态存入set
statusSet.add(status);
// 继续朝四个方向进行搜索
boolean searchFourOk = search(RIGHT) || search(DOWN) || search(LEFT) || search(UP);
if(searchFourOk) {
return true;
} else {
// 这一步走错了,把它的记录去除
moveBack(direction);
return false;
}
}
return false;
}
// 解题入口方法
public boolean solve() {
Integer status = getStatus();
// 如果已经是胜利状态,返回true
if(WIN_STATE.equals(status)) {
return true;
}
// 初始状态先记录
statusSet.add(status);
// 朝4个方向进行搜索
return search(RIGHT) || search(DOWN) || search(LEFT) || search(UP);
}
// 打印路径
public void printRoute() {
for(int i=0; i System.out.print(getDirString(moveArr.get(i)));
System.out.print(" ");
}
}
// 方向与其对应的字符串
private String getDirString(int dir) {
switch (dir) {
case LEFT:
return "左";
case RIGHT:
return "右";
case UP:
return "上";
case DOWN:
return "下";
}
return null;
}
// 打印当前华容道的状态
public void print() {
for(int i=0; i for(int j=0; j System.out.print(arr[i][j]);
System.out.print(" ");
}
System.out.println();
}
}
}
写完代码,小史赶紧运行看下最终结果:
1 2 3
4 5 6
8 7 0
无法胜利
1 2 3
4 0 6
7 5 8
可以胜利,路径为:下 右
3 4 1
5 6 0
8 2 7
可以胜利,路径为:左 左 上 右 下 左 下 右 右 上 左 左 下 右 上 上 右 下 左 左 上 右 下 右 下
Process finished with exit code 0
一个问题一顿饭,吕老师不亏的。
饭桌上的闲聊
作者简介:channingbreeze,国内某互联网公司全栈开发。
声明:本文为作者投稿,版权归对方所有。作者独立观点,不代表 CSDN 立场。
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