JavaScript经典面试题之简单算法

一：Virtual DOM（二）

在 Virtual DOM 的基础上给 VNode 类添加 render 方法，render 方法把一个虚拟的 DOM 节点渲染成真正的 DOM 节点，例如：

const ul = h('ul', {id: 'list', style: 'color: red'}, [
  h('li', {class: 'item'}, ['Item 1']),
  h('li', {class: 'item'}, ['Item 2']),
  h('li', {class: 'item'}, ['Item 3'])
]

const urlDom = ul.render() // 渲染 DOM 节点和它的子节点
ulDom.getAttribute('id') === 'list' // true
ulDom.querySelectorAll('li').length === 3 // true

答案:

class VNode {
  constructor (tagName, props, children) {
    this.tagName = tagName
    this.props = props
    this.children = children
  }
  render () {
    // 根据 tagName 构建 DOM 节点
    const el = document.createElement(this.tagName)
    // 设置 DOM 节点属性
    Object.entries(this.props).forEach(([key, value]) => el.setAttribute(key, value))
    var children = this.children || []
    /* 渲染子节点 */
    children.forEach((child) => {
      var childNode = (child instanceof VNode)
        ? child.render() // 如果子节点也是虚拟DOM，递归构建DOM节点
        : document.createTextNode(child) // 如果字符串，只构建文本节点
      el.appendChild(childNode)
    })
    return el
  }
}

const h = (tagName, props, children) => {
  return new VNode(tagName, props, children)
}

二：Virtual DOM

大家都知道，React、Vue 内部都采用了 Virtual DOM 的技术。简而言之，就是用普通的 JavaScript 对象来表示 DOM 的结构和信息。例如下面的 DOM 结构：

<ul id='list' style='color: red'>
  <li class='item'>Item 1</li>
  <li class='item'>Item 2</li>
  <li class='item'>Item 3</li>
</ul>

可以用 JavaScript 的对象表示为：

const ul = {
  tagName: 'ul', // 节点标签名
  props: { // DOM的属性，用一个对象存储键值对
    id: 'list',
    style: 'color: red'
  },
  children: [ // 该节点的子节点
    {tagName: 'li', props: {class: 'item'}, children: ["Item 1"]},
    {tagName: 'li', props: {class: 'item'}, children: ["Item 2"]},
    {tagName: 'li', props: {class: 'item'}, children: ["Item 3"]},
  ]
}

每个代表 DOM 节点的对象有三个属性：

tagName：代表 DOM 节点的标签名。
props：这个 DOM 节点的属性，用一个对象表示。
children：这个 DOM 节点的子节点，是一个数组；数组的元素可以是 字符串 或者 对象。如果是字符串就表示这个子节点是文本节点，否则就表示是另外一个 DOM 节点。

请你完成 h 函数，可以通过 h 函数生成上面的结果，例如：

const ul = h('ul', {id: 'list', style: 'color: red'}, [
  h('li', {class: 'item'}, ['Item 1']),
  h('li', {class: 'item'}, ['Item 2']),
  h('li', {class: 'item'}, ['Item 3'])
])

ul.props.id === 'list' // => true

h 函数需要返回的实例是属于 VNode 这个类的：

ul instanceof VNode // => true

请你完成 h 函数和 VNode 的实现。

答案：

class VNode {
  constructor (tagName, props, children) {
    this.tagName = tagName
    this.props = props
    this.children = children
  } 
}

const h = (tagName, props, children) => {
  return new VNode(tagName, props, children)
}

三：专业盗贼

你是一个盗窃专家，某一天晚上你要去盗窃某一条街道的一排房子。这些房子都有相连的防盗系统，如果你把相邻的两家都偷了那么就会触发报警器。

用一个数组来表示这些房子的金钱数量，请你完成 rob 函数，计算出在不触发报警器的情况下最多能偷多少钱。例如：

rob([1, 2, 3]) // => 4

答案：

// const rob = (nums) => {
//   const cache = new Map()
//   const robIt = (i) => {
//     if (i >= nums.length) return 0
//     if (cache.has(i)) return cache.get(i);
//     const cur = i < 0 ? 0 : nums[i]
//     const max = cur + Math.max(
//       robIt(i + 2), // 隔一个房子偷
//       robIt(i + 3) // 或者隔两个房子偷
//     )
//     cache.set(i, max) /* 存储记忆化数据 */
//     return max
//   }
//   return robIt(-2) // -2 + 2 = 0 偷第一所房子, -2 + 3 = 1 不偷第一所房间
// }

const rob = (nums) => {
  let i = 0;
  let e = 0;
  for (let k = 0; k < nums.length; k++) {
    let tmp = i;
    i = nums[k] + e;
    e = Math.max(tmp, e);
  }
  return Math.max(i, e);
}

四：优先队列

优先队列是一种元素带权重的队列，你可以往队列中添加和删除元素，但是删除元素的时候会把优先级最高的元素删除。例如：

const pq = new PriorityQueue()
pq.add(1)
pq.add(2)
pq.add(3)

pq.remove() // => 3
pq.remove() // => 2
pq.remove() // => 1

remove 方法每次删除的时候都会把最大的元素删除掉，并且返回被删除元素。请你完成 PriorityQueue 的实现。

服务器运行时间限制：20ms。

答案：

/* 经典的二叉堆实现优先队列 */
class PriorityQueue {
  constructor () {
    this.q = []
    this.n = 0
  }

  _exch (i, j) {
    const q = this.q
    const tmp = q[i]
    q[i] = q[j]
    q[j] = tmp
  }

  add (item) {
    this.n += 1
    const q = this.q
    let n = this.n
    q[n] = item
    let j = n / 2 | 0
    while (j > 0 && q[j] < q[n]) {
      this._exch(j, n)
      n = j
      j = n / 2 | 0
    }
  }

  remove () {
    if (this.n === 0) return
    const q = this.q
    const item = q[1]
    this._exch(1, this.n--)
    q.pop()
    let n = this.n
    let j = 1
    while (2 * j <= n) {
      let k = 2 * j
      if (k < n && q[k] < q[k + 1]) k++
      if (q[k] <= q[j]) break
      this._exch(k, j)
      j = k
    }
    return item
  }
}

五： 数组中的数据划分

完成一个函数 partition，它接受一个数组作为参数。它会搬动数组中的元素，使得所有小于第一个项的元素都搬动到它的左边，所有大于第一个项的元素都搬动到右边。例如：

const arr = [3, 1, 6, 2, 4, 5]
partition(arr)
console.log(arr) // => [2, 1, 3, 6, 4, 5]

输入的数组的第一个项是 3，所以最后小于 3 的 1、2 的都到了左边，大于 3 的 4， 5， 6 都到了右边。

请你在不能使用任何数组原生方法，只能使用循环和赋值的情况下完成 partition 函数。

答案：

/* 这题考察的其实是快速排序里面的数据归类*/
const partition = (arr) => {
  const exch = (i, j) => { let t = arr[i]; arr[i] = arr[j]; arr[j] = t; }
  const v = arr[0]
  let i = 0
  let j = arr.length
  while (true) {
    while (arr[++i] <= v && i < arr.length);
    while (arr[--j] >= v && j > 0);
    if (i >= j) break
    exch(i, j)
  }
  exch(0, j)
}

六：数组中数据归并

有一个数组，这个数组从两个地方开始升序，一个是开始，一个是中间。例如：

[10, 21, 32, 11, 16, 40] // 从 0 和 3 开始升序
[1, 5, 10, 11, 3, 4, 8, 12, 30] // 0 和 4 开始升序

请你完成 merge 函数，可以把类似上面的数组变成一个完全升序的数组（直接修改原来的数组）。你不能用 sort 方法，并且只能使用一次循环。

答案：

/* 这题就是考归并排序里面的归并方法 */
const merge = (arr) => {
  const aux = [...arr]
  const mid = Math.floor(arr.length / 2)
  let i = 0
  let j = mid
  for (let k = 0, len = arr.length; k < len; k++) {
    if (i >= mid) arr[k] = aux[j++]
    else if (j >= len) arr[k] = aux[i++]
    else if (aux[i] > aux[j]) arr[k] = aux[j++]
    else arr[k] = aux[i++]
  }
}

七：最高产的猪

我们用一个 HTML 结构来表示一头猪的子子孙孙：

<div class="pig">
  <div class="pig">
    <div class="pig">
      <div class="pig"></div>
    </div>
    <div class="pig">
      <div class="pig"></div>
    </div>
    <div class="pig">
      <div class="pig"></div>
    </div>
  </div>
  <div class="pig">
    <div class="pig"></div>
    <div class="pig"></div>
  </div>
  <div class="pig">
    <div class="pig">
      <div class="pig"></div>
      <div class="pig"></div>
      <div class="pig"></div>
      <div class="pig"></div>
      <div class="pig"></div>
    </div>
  </div>
</div>

每个 DOM 节点都是一头猪，子节点就是这头猪的孩子。

请你完成一个函数 findMostProductivePigChildrenCount 它接受一个 DOM 节点作为参数，返回一个数组。存放同代猪最高产的猪的孩子的数量。例如：

1: o
2: o o o
3: o o o o o o
4: o o o ooooo

上面的结果是 [3, 3, 5, 0]，解释如下：

第一代猪有三个孩子，所以数组第一项是 3。

第二代的三头猪中，第一头猪生了 3 个，第二头猪生了 2 个，第三头猪生了 1 个。最高产的是第一头猪，它的孩子数是 3，所以数组第二项为 3。

第三代的前三头猪都有一个后代，中间两头猪绝后，而最后一头猪惊人地生出了 5 头猪。这一代最高产的猪的孩子数是 5，所以数组项是 5。

最后一代无后，所以是 0。

答案：

/* 其实这道题就是非常常用的广度优先搜索算法，这种题目一般用一个队列
 * 来把从广度上属于同一个层级的节点进行存储，然后再逐层访问。
 */

const findMostProductivePigChildrenCount = (dom) => {
  const queue = []
  const ret = []
  queue.push(dom)
  while (queue.length > 0) {
    let size = queue.length
    let max = 0
    while (size--) {
      const pig = queue.shift()
      console.log(pig.children.length)
      max = Math.max(pig.children.length, max)
      queue.push(...pig.children)
    }
    ret.push(max)
  }
  return ret
}

// or
// const findMostProductivePigChildrenCount = (dom) => {
// const queue = [[dom]]
// while (queue[0].length)
//   queue.unshift(queue[0].reduce((p, c) => [...p, ...c.children], []))
// queue.shift()
// return queue.reverse().map(x => x.reduce((p, c) => c.childElementCount > p ? c.childElementCount : p, 0))
// }

八： 爬楼梯

有一个楼梯，你一次只能往上走一阶或者两阶。请编写函数 climbStairs，它接受一个整数 n 作为参数，表示这个楼梯有多少阶。请你返回一个整数，表示这个楼梯一共有多少种走法。例如：

climbStairs(1) // => 1
climbStairs(2) // => 2
climbStairs(3) // => 3
climbStairs(10) // => 89

答案：

// const memorize = [0, 1, 2]
// const climbStairs = n => n in memorize ? memorize[n] : (memorize[n] = climbStairs(n - 1) + climbStairs(n - 2))

const map = new Map();
const climbStairs = (n) => {
  if (n <= 2) return n;
  if (map.has(n)) return map.get(n);
  const stairs = climbStairs(n - 1) + climbStairs(n - 2)
  map.set(n, stairs);
  return stairs;
}

九：奇怪的表达式

我们来定义一种新的表达式来表示二元操作：(操作符 操作数 操作数)。例如原来的 1 + 2 现在我们写成 (+ 1 2)；原来的 2 / 1 写成 (/ 2 1)。表达式里面的操作数可以是另外一个表达式，例如：(* 3 (+ 2 1)) 相当于 3 * (2 + 1)。

请你完成一个函数 runExpression 它可以分析 + - * / 四种简单的二元操作（只操作正整数）并且返回表达式执行的结果。例如：

runExpression('(+ 1 2)') // => 3
runExpression('(+ (- 2 1) (* 3 (/ 2 1)))') // => 7

遇到无法分析情况返回 null 即可，例如 runExpression('Hello World') 和 runExpression('5') 则返回 null

答案：

const LEFT_PARENT = 0
const RIGHT_PARENT = 1
const OPERATOR = 2
const OPERANT = 3

function runExpression (exp) {
  try {
    return run(parse(tokenize(exp)))
  } catch (e) {
    return null
  }
}

function tokenize(exp) {
  const tokens = []
  let i = 0
  let numStr = ''
  let isNum = false
  while (i < exp.length) {
    const char = exp[i++]
    if (char.match(/d/)) {
      numStr = isNum ? numStr + char : char
      isNum = true
      continue
    } else if (isNum) {
      tokens.push({ type: OPERANT, value: numStr * 1 })
      isNum = false
      numStr = ''
    }
    if (char === '(') {
      tokens.push({ type: LEFT_PARENT, value: char })
    } else if (char === ')') {
      tokens.push({ type: RIGHT_PARENT, value: char })
    } else if (char.match(/[+-*/]/)) {
      tokens.push({ type: OPERATOR, value: char })
    } else if (char.match(/s/)) {
      continue
    } else {
      throw new Error(`Unexpected token ${char}`)
    }
  }
  if (numStr) tokens.push({ type: OPERANT, value: numStr * 1 })
  return tokens
}

function parse (tokens) {
  let i = 0

  function parseExpression () {
    /* 仍然是表达式 */
    eat(LEFT_PARENT)
    const node = {}
    node.operator = parseOperator()
    node.left = parseOperant()
    node.right = parseOperant()
    eat(RIGHT_PARENT)
    return node
  }

  function parseOperant () {
    /* 最底层数组 */
    const current = tokens[i]
    if (current.type === OPERANT) {
      eat(OPERANT)
      return current.value
    } else {
      return parseExpression()
    }
  }

  function parseOperator () {
    const token = eat(OPERATOR)
    return token.value
  }

  function eat (type) {
    const token = tokens[i]
    if (token.type !== type) {
      throw new Error(`Parse error: Unexpected token ${token.value}`)
    }
    i++
    return token
  }

  /* 分析根结点 */
  const root = parseExpression()

  /* 有剩余 token，表达式不正确 */
  if (i !== tokens.length) {
    const token = tokens[i]
    throw new Error(`Parse error: Unexpected token ${token.value}`)
  }
  return root
}

function run (ast) {
  if (typeof ast === 'number') return ast
  const ops = {
    '+': (a, b) => a + b,
    '-': (a, b) => a - b,
    '*': (a, b) => a * b,
    '/': (a, b) => a / b
  }
  return ops[ast.operator](run(ast.left), run(ast.right))
}

十：你会被谷歌拒绝吗？

Max Howell 参加了谷歌的面试，出题人竟然要求 Max Howell 在白板上作出解答，Max Howell 当然愤怒地拒绝了，回家以后马上在微博上跟我们分享他的吐槽：

Google: 90% of our engineers use the software you wrote (Homebrew), but you can’t invert a binary tree on a whiteboard so fuck off.

看来在白板上作出反转二叉树的解答并不容易呢？那么在 ScriptOJ 有上 OJ 系统会不会更方便一些呢？

假如有这样一个二叉树，

          4
        /   
      3      2
    /      / 
  7     1  2   3
 /    /   
6   5 9

使用广度优先的原则用数组的表示就是 [4, 3, 2, 7, 1, 2, 3, 6, 5, 9, null, null, null, null, null]，二叉树中的空位用 null 表示。

进行反转以后会变成

          4
        /   
      2      3
    /      /  
  3     2  1     7
               /    
             9 5    6

使用广度优先的原则用数组的表示就是 [4, 2, 3, 3, 2, 1, 7, null, null, null, null, null, 9, 5, 6]。

请实现函数 invertTree，它接受一个表示二叉树的数组，返回表示这个反转二叉树的数组。

请注意，提交后提示中显示的 1,2,3,,,4,5 表示的是 1, 2, 3, null, null, 4, 5。

答案：

const parseTree = (tree) => {
  if(tree.length <= 3) {
    const [root, left, right] = tree
    return [root, [right], [left]]
  }
  const left = []
  const right = []
  let floor
  tree.slice(1).forEach((value, index) => {
    floor = ~~(Math.log(index + 2) / Math.LN2)
    if (left.length < Math.pow(2, floor) - 1) {
      left.push(value)
    } else {
      right.push(value)
    }
  })
  return [tree[0], parseTree(right), parseTree(left)]
}

const flatTree = (tree) => {
  if (tree.every(node => !Array.isArray(node))) return tree
  const roots = tree.filter(node => !Array.isArray(node))
  const children = tree.filter(node => Array.isArray(node)).reduce(
    (children, child) => children.concat(child), [])
  return roots.concat(flatTree(children))
}

const invertTree = (tree) => {
  const parsedInvertedTree = parseTree(tree)
  return flatTree(parsedInvertedTree)
}

十一：同字母异序

同字母异序指的是两个字符串字母种类和字母的数量相同，但是顺序可能不同。

完成 isAnagram，接受两个字符串作为参数，返回true 或者 false 表示这两个字符串是否同字母异序。例如：

isAnagram("anagram", "nagaram") // => return true.
isAnagram("rat", "car") // => return false.

（本题来源：github, LeetCode）

答案：

const isAnagram = (str1, str2) => /* TODO */ {
 return !str1.split('').sort().join('').replace(str2.split('').sort().join(''), '');
}

原文作者：祈澈姑娘
技术博客：https://www.jianshu.com/u/05f416aefbe1
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