前端面试中的常见的算法问题

虽说我们很多时候前端很少有机会接触到算法。大多都交互性的操作，然而从各大公司面试来看，算法依旧是考察的一方面。实际上学习数据结构与算法对于工程师去理解和分析问题都是有帮助的。如果将来当我们面对较为复杂的问题，这些基础知识的积累可以帮助我们更好的优化解决思路。下面罗列在前端面试中经常撞见的几个问题吧。

 

Q1 判断一个单词是否是回文？

回文是指把相同的词汇或句子，在下文中调换位置或颠倒过来，产生首尾回环的情趣，叫做回文，也叫回环。比如 mamam redivider .

很多人拿到这样的题目非常容易想到用for 将字符串颠倒字母顺序然后匹配就行了。其实重要的考察的就是对于reverse的实现。其实我们可以利用现成的函数，将字符串转换成数组，这个思路很重要，我们可以拥有更多的自由度去进行字符串的一些操作。

function checkPalindrom(str) {  
    return str == str.split('').reverse().join('');
}

Q2 去掉一组整型数组重复的值

比如输入: [1,13,24,11,11,14,1,2] 
输出: [1,13,24,11,14,2]
需要去掉重复的11 和 1 这两个元素。

这道问题出现在诸多的前端面试题中，主要考察个人对Object的使用，利用key来进行筛选。

/**
* unique an array 
**/
let unique = function(arr) {  
  let hashTable = {};
  let data = [];
  for(let i=0,l=arr.length;i<l;i++) {
    if(!hashTable[arr[i]]) {
      hashTable[arr[i]] = true;
      data.push(arr[i]);
    }
  }
  return data

}

module.exports = unique; 

 

 

Q3 统计一个字符串出现最多的字母

给出一段英文连续的英文字符窜，找出重复出现次数最多的字母

输入 ： afjghdfraaaasdenas 

输出 ： a

前面出现过去重的算法，这里需要是统计重复次数。

function findMaxDuplicateChar(str) {  
  if(str.length == 1) {
    return str;
  }
  let charObj = {};
  for(let i=0;i<str.length;i++) {
    if(!charObj[str.charAt(i)]) {
      charObj[str.charAt(i)] = 1;
    }else{
      charObj[str.charAt(i)] += 1;
    }
  }
  let maxChar = '',
      maxValue = 1;
  for(var k in charObj) {
    if(charObj[k] >= maxValue) {
      maxChar = k;
      maxValue = charObj[k];
    }
  }
  return maxChar;

}

module.exports = findMaxDuplicateChar;  

 

 

Q4 排序算法

如果抽到算法题目的话，应该大多都是比较开放的题目，不限定算法的实现，但是一定要求掌握其中的几种，所以冒泡排序，这种较为基础并且便于理解记忆的算法一定需要熟记于心。冒泡排序算法就是依次比较大小，小的的大的进行位置上的交换。

function bubbleSort(arr) {  
    for(let i = 0,l=arr.length;i<l;i++) {
        for(let j = 0;j<l-1-i;j++) { 
          if(arr[j]>arr[j+1]) {
                let tem = arr[j];
                arr[j] = arr[j+1];
                arr[j+1] = tem;
            }
        }
    }
    return arr;
}
module.exports = bubbleSort; 

 

除了冒泡排序外，其实还有很多诸如 插入排序,快速排序，希尔排序等。每一种排序算法都有各自的特点。全部掌握也不需要，但是心底一定要熟悉几种算法。 比如快速排序，其效率很高，而其基本原理如图(来自wiki)：

算法参考某个元素值，将小于它的值，放到左数组中，大于它的值的元素就放到右数组中，然后递归进行上一次左右数组的操作，返回合并的数组就是已经排好顺序的数组了。

function quickSort(arr) {

    if(arr.length<=1) {
        return arr;
    }

    let leftArr = [];
    let rightArr = [];
    let q = arr[0];
    for(let i = 1,l=arr.length; i<l; i++) {
        if(arr[i]>q) {
            rightArr.push(arr[i]);
        }else{
            leftArr.push(arr[i]);
        }
    }

    return [].concat(quickSort(leftArr),[q],quickSort(rightArr));
}

module.exports = quickSort; 

 

安利大家一个学习的地址，通过动画演示算法的实现。

HTML5 Canvas Demo: Sorting Algorithms

 

Q5 不借助临时变量，进行两个整数的交换

输入 a = 2, b = 4 输出 a = 4, b =2

这种问题非常巧妙，需要大家跳出惯有的思维，利用 a , b进行置换。

主要是利用 + - 去进行运算，类似 a = a + ( b - a) 实际上等同于最后 的 a = b;

function swap(a , b) {  
  b = b - a;
  a = a + b;
  b = a - b;
  return [a,b];
}

module.exports = swap;  

 

 

Q6 使用canvas 绘制一个有限度的斐波那契数列的曲线？

数列长度限定在9.

斐波那契数列，又称黄金分割数列，指的是这样一个数列：0、1、1、2、3、5、8、13、21、34、……在数学上，斐波纳契数列主要考察递归的调用。我们一般都知道定义

fibo[i] = fibo[i-1]+fibo[i-2];  

生成斐波那契数组的方法

function getFibonacci(n) {  
  var fibarr = [];
  var i = 0;
  while(i<n) {
    if(i<=1) {
      fibarr.push(i);
    }else{
      fibarr.push(fibarr[i-1] + fibarr[i-2])
    }
    i++;
  }

  return fibarr;
}

 

剩余的工作就是利用canvas arc方法进行曲线绘制了

DEMO

 

Q7 找出下列正数组的最大差值比如:

输入 [10,5,11,7,8,9]

输出 6

这是通过一道题目去测试对于基本的数组的最大值的查找，很明显我们知道，最大差值肯定是一个数组中最大值与最小值的差。

  function getMaxProfit(arr) {

    var minPrice = arr[0];
    var maxProfit = 0;

    for (var i = 0; i < arr.length; i++) {
        var currentPrice = arr[i];

        minPrice = Math.min(minPrice, currentPrice);

        var potentialProfit = currentPrice - minPrice;

        maxProfit = Math.max(maxProfit, potentialProfit);
    }

    return maxProfit;
}

 

 

Q8 随机生成指定长度的字符串

实现一个算法，随机生成指制定长度的字符窜。

比如给定 长度 8  输出 4ldkfg9j
function randomString(n) {  
  let str = 'abcdefghijklmnopqrstuvwxyz9876543210';
  let tmp = '',
      i = 0,
      l = str.length;
  for (i = 0; i < n; i++) {
    tmp += str.charAt(Math.floor(Math.random() * l));
  }
  return tmp;
}

module.exports = randomString; 

 

 

Q9 实现类似getElementsByClassName 的功能

自己实现一个函数，查找某个DOM节点下面的包含某个class的所有DOM节点？不允许使用原生提供的 getElementsByClassName querySelectorAll 等原生提供DOM查找函数。

function queryClassName(node, name) {  
  var starts = '(^|[ \n\r\t\f])',
       ends = '([ \n\r\t\f]|$)';
  var array = [],
        regex = new RegExp(starts + name + ends),
        elements = node.getElementsByTagName("*"),
        length = elements.length,
        i = 0,
        element;

    while (i < length) {
        element = elements[i];
        if (regex.test(element.className)) {
            array.push(element);
        }

        i += 1;
    }

    return array;
}

 

 

Q10 使用JS 实现二叉查找树(Binary Search Tree)

一般叫全部写完的概率比较少，但是重点考察你对它的理解和一些基本特点的实现。 二叉查找树，也称二叉搜索树、有序二叉树（英语：ordered binary tree）是指一棵空树或者具有下列性质的二叉树：

• 任意节点的左子树不空，则左子树上所有结点的值均小于它的根结点的值；
• 任意节点的右子树不空，则右子树上所有结点的值均大于它的根结点的值；
• 任意节点的左、右子树也分别为二叉查找树；
• 没有键值相等的节点。二叉查找树相比于其他数据结构的优势在于查找、插入的时间复杂度较低。为O(log n)。二叉查找树是基础性数据结构，用于构建更为抽象的数据结构，如集合、multiset、关联数组等。

在写的时候需要足够理解二叉搜素树的特点，需要先设定好每个节点的数据结构

class Node {  
  constructor(data, left, right) {
    this.data = data;
    this.left = left;
    this.right = right;
  }

}

树是有节点构成，由根节点逐渐延生到各个子节点，因此它具备基本的结构就是具备一个根节点，具备添加，查找和删除节点的方法.

class BinarySearchTree {

  constructor() {
    this.root = null;
  }

  insert(data) {
    let n = new Node(data, null, null);
    if (!this.root) {
      return this.root = n;
    }
    let currentNode = this.root;
    let parent = null;
    while (1) {
      parent = currentNode;
      if (data < currentNode.data) {
        currentNode = currentNode.left;
        if (currentNode === null) {
          parent.left = n;
          break;
        }
      } else {
        currentNode = currentNode.right;
        if (currentNode === null) {
          parent.right = n;
          break;
        }
      }
    }
  }

  remove(data) {
    this.root = this.removeNode(this.root, data)
  }

  removeNode(node, data) {
    if (node == null) {
      return null;
    }

    if (data == node.data) {
      // no children node
      if (node.left == null && node.right == null) {
        return null;
      }
      if (node.left == null) {
        return node.right;
      }
      if (node.right == null) {
        return node.left;
      }

      let getSmallest = function(node) {
        if(node.left === null && node.right == null) {
          return node;
        }
        if(node.left != null) {
          return node.left;
        }
        if(node.right !== null) {
          return getSmallest(node.right);
        }

      }
      let temNode = getSmallest(node.right);
      node.data = temNode.data;
      node.right = this.removeNode(temNode.right,temNode.data);
      return node;

    } else if (data < node.data) {
      node.left = this.removeNode(node.left,data);
      return node;
    } else {
      node.right = this.removeNode(node.right,data);
      return node;
    }
  }

  find(data) {
    var current = this.root;
    while (current != null) {
      if (data == current.data) {
        break;
      }
      if (data < current.data) {
        current = current.left;
      } else {
        current = current.right
      }
    }
    return current.data;
  }

}

module.exports = BinarySearchTree;  

 

完整代码 Github

 

数组

Q1.1 找出整型数组中乘积最大的三个数

　　给定一个包含整数的无序数组，要求找出乘积最大的三个数。

var unsorted_array = [-10, 7, 29, 30, 5, -10, -70];

computeProduct(unsorted_array); // 21000

function sortIntegers(a, b) {
  return a - b;
}

// greatest product is either (min1 * min2 * max1 || max1 * max2 * max3)
function computeProduct(unsorted) {
  var sorted_array = unsorted.sort(sortIntegers),
    product1 = 1,
    product2 = 1,
    array_n_element = sorted_array.length - 1;

  // Get the product of three largest integers in sorted array
  for (var x = array_n_element; x > array_n_element - 3; x--) {
      product1 = product1 * sorted_array[x];
  }
  product2 = sorted_array[0] * sorted_array[1] * sorted_array[array_n_element];

  if (product1 > product2) return product1;

  return product2
};

 

　

Q1.2 寻找连续数组中的缺失数

　　给定某无序数组，其包含了 n 个连续数字中的 n - 1 个，已知上下边界，要求以O(n)的复杂度找出缺失的数字。

// The output of the function should be 8
var arrayOfIntegers = [2, 5, 1, 4, 9, 6, 3, 7];
var upperBound = 9;
var lowerBound = 1;

findMissingNumber(arrayOfIntegers, upperBound, lowerBound); // 8

function findMissingNumber(arrayOfIntegers, upperBound, lowerBound) {
  // Iterate through array to find the sum of the numbers
  var sumOfIntegers = 0;
  for (var i = 0; i < arrayOfIntegers.length; i++) {
    sumOfIntegers += arrayOfIntegers[i];
  }

  // Find theoretical sum of the consecutive numbers using a variation of Gauss Sum.
  // Formula: [(N * (N + 1)) / 2] - [(M * (M - 1)) / 2];
  // N is the upper bound and M is the lower bound

  upperLimitSum = (upperBound * (upperBound + 1)) / 2;
  lowerLimitSum = (lowerBound * (lowerBound - 1)) / 2;

  theoreticalSum = upperLimitSum - lowerLimitSum;

  return theoreticalSum - sumOfIntegers;
}

 

 

Q1.3 数组去重

　　给定某无序数组，要求去除数组中的重复数字并且返回新的无重复数组。

// ES6 Implementation
var array = [1, 2, 3, 5, 1, 5, 9, 1, 2, 8];
Array.from(new Set(array)); // [1, 2, 3, 5, 9, 8]
 
// ES5 Implementation
var array = [1, 2, 3, 5, 1, 5, 9, 1, 2, 8];
uniqueArray(array); // [1, 2, 3, 5, 9, 8]
function uniqueArray(array) {
  var hashmap = {};
  var unique = [];
  for(var i = 0; i < array.length; i++) {
    // If key returns null (unique), it is evaluated as false.
    if(!hashmap.hasOwnProperty([array[i]])) {
      hashmap[array[i]] = 1;
      unique.push(array[i]);
    }
  }
  return unique;
}

 

　

Q1.4 数组中元素最大差值计算

　　给定某无序数组，求取任意两个元素之间的最大差值，注意，这里要求差值计算中较小的元素下标必须小于较大元素的下标。

var array = [7, 8, 4, 9, 9, 15, 3, 1, 10];
// [7, 8, 4, 9, 9, 15, 3, 1, 10] would return `11` based on the difference between `4` and `15`
// Notice: It is not `14` from the difference between `15` and `1` because 15 comes before 1.

findLargestDifference(array);

function findLargestDifference(array) {
  // If there is only one element, there is no difference
  if (array.length <= 1) return -1;

  // currentMin will keep track of the current lowest
  var currentMin = array[0];
  var currentMaxDifference = 0;

  // We will iterate through the array and keep track of the current max difference
  // If we find a greater max difference, we will set the current max difference to that variable
  // Keep track of the current min as we iterate through the array, since we know the greatest
  // difference is yield from `largest value in future` - `smallest value before it`

  for (var i = 1; i < array.length; i++) {
    if (array[i] > currentMin && (array[i] - currentMin > currentMaxDifference)) {
      currentMaxDifference = array[i] - currentMin;
    } else if (array[i] <= currentMin) {
      currentMin = array[i];
    }
  }

  // If negative or 0, there is no largest difference
  if (currentMaxDifference <= 0) return -1;

  return currentMaxDifference;
}

 

 

Q1.5 数组中元素乘积

　　给定某无序数组，要求返回新数组 output ，其中 output[i] 为原数组中除了下标为 i 的元素之外的元素乘积，要求以 O(n) 复杂度实现：

var firstArray = [2, 2, 4, 1];
var secondArray = [0, 0, 0, 2];
var thirdArray = [-2, -2, -3, 2];

productExceptSelf(firstArray); // [8, 8, 4, 16]
productExceptSelf(secondArray); // [0, 0, 0, 0]
productExceptSelf(thirdArray); // [12, 12, 8, -12]

function productExceptSelf(numArray) {
    var product = 1;
    var size = numArray.length;
    var output = [];

  // From first array: [1, 2, 4, 16]
  // The last number in this case is already in the right spot (allows for us)
  // to just multiply by 1 in the next step.
  // This step essentially gets the product to the left of the index at index + 1
    for (var x = 0; x < size; x++) {
        output.push(product);
        product = product * numArray[x];
    }

  // From the back, we multiply the current output element (which represents the product
  // on the left of the index, and multiplies it by the product on the right of the element)
    var product = 1;
    for (var i = size - 1; i > -1; i--) {
        output[i] = output[i] * product;
        product = product * numArray[i];
    }

  return output;
}

 

看不懂？证明一下：

numArray:              [a, b, c, d]

第一次的output:     [1, a, ab, abc]

product:                 [dcb, dc, d ,1]

第二次output:        [dcb, adc, abd, abc]

 

Q1.6 数组交集

　　给定两个数组，要求求出两个数组的交集，注意，交集中的元素应该是唯一的。

var firstArray = [2, 2, 4, 1];
var secondArray = [1, 2, 0, 2];

intersection(firstArray, secondArray); // [2, 1]

function intersection(firstArray, secondArray) {
  // The logic here is to create a hashmap with the elements of the firstArray as the keys.
  // After that, you can use the hashmap's O(1) look up time to check if the element exists in the hash
  // If it does exist, add that element to the new array.

  var hashmap = {};
  var intersectionArray = [];

  firstArray.forEach(function(element) {
    hashmap[element] = 1;
  });

  // Since we only want to push unique elements in our case... we can implement a counter to keep track of what we already added
  secondArray.forEach(function(element) {
    if (hashmap[element] === 1) {
      intersectionArray.push(element);
      hashmap[element]++;
    }
  });

  return intersectionArray;

  // Time complexity O(n), Space complexity O(n)
}

　

字符串

Q2.1 颠倒字符串

　　给定某个字符串，要求将其中单词倒转之后然后输出，譬如"Welcome to this Javascript Guide!" 应该输出为 "emocleW ot siht tpircsavaJ !ediuG"。

var string = "Welcome to this Javascript Guide!";

// Output becomes !ediuG tpircsavaJ siht ot emocleW
var reverseEntireSentence = reverseBySeparator(string, "");

// Output becomes emocleW ot siht tpircsavaJ !ediuG
var reverseEachWord = reverseBySeparator(reverseEntireSentence, " ");

function reverseBySeparator(string, separator) {
  return string.split(separator).reverse().join(separator);
}

 

 

Q2.2 乱序同字母字符串

　　给定两个字符串，判断是否颠倒字母而成的字符串，譬如Mary与Army就是同字母而顺序颠倒：

var firstWord = "Mary";
var secondWord = "Army";

isAnagram(firstWord, secondWord); // true

function isAnagram(first, second) {
  // For case insensitivity, change both words to lowercase.
  var a = first.toLowerCase();
  var b = second.toLowerCase();

  // Sort the strings, and join the resulting array to a string. Compare the results
  a = a.split("").sort().join("");
  b = b.split("").sort().join("");

  return a === b;
}

 

 

Q2.3 回文字符串

　　判断某个字符串是否为回文字符串，譬如racecar与race car都是回文字符串：

isPalindrome("racecar"); // true
isPalindrome("race Car"); // true

function isPalindrome(word) {
  // Replace all non-letter chars with "" and change to lowercase
  var lettersOnly = word.toLowerCase().replace(/\s/g, "");

  // Compare the string with the reversed version of the string
  return lettersOnly === lettersOnly.split("").reverse().join("");
}

 

Q2.4 同构字符串

　　判断某个字符串是否为回文字符串，譬如racecar与race car都是回文字符串：

由于两个字符串是同构的，字符串a中的字符的所有出现都可以替换为另一个字符来获得字符串b。字符的顺序必须被保留。必须有一对一的映射，对字符串A的每一个字符都是字符串B。

“paper”和“title”将返回true。

“egg”和“sad”会返回false。

“dgg”和“add”将返回true。

isIsomorphic("egg", 'add'); // true
isIsomorphic("paper", 'title'); // true
isIsomorphic("kick", 'side'); // false

function isIsomorphic(firstString, secondString) {

  // Check if the same lenght. If not, they cannot be isomorphic
  if (firstString.length !== secondString.length) return false

  var letterMap = {};

  for (var i = 0; i < firstString.length; i++) {
    var letterA = firstString[i],
        letterB = secondString[i];

    // If the letter does not exist, create a map and map it to the value
    // of the second letter
    if (letterMap[letterA] === undefined) {
      letterMap[letterA] = letterB;
    } else if (letterMap[letterA] !== letterB) {
      // Eles if letterA already exists in the map, but it does not map to
      // letterB, that means that A is mapping to more than one letter.
      return false;
    }
  }
  // If after iterating through and conditions are satisfied, return true.
  // They are isomorphic
  return true;
}

 

栈与队列

Q3.1 使用两个栈实现入队与出队

var inputStack = []; // First stack
var outputStack = []; // Second stack

// For enqueue, just push the item into the first stack
function enqueue(stackInput, item) {
  return stackInput.push(item);
}

function dequeue(stackInput, stackOutput) {
  // Reverse the stack such that the first element of the output stack is the
  // last element of the input stack. After that, pop the top of the output to
  // get the first element that was ever pushed into the input stack
  if (stackOutput.length <= 0) {
    while(stackInput.length > 0) {
      var elementToOutput = stackInput.pop();
      stackOutput.push(elementToOutput);
    }
  }

  return stackOutput.pop();
}

 

 

Q3.2 判断大括号是否闭合

　　创建一个函数来判断给定的表达式中的大括号是否闭合：

var expression = "{{}}{}{}"
var expressionFalse = "{}{{}";

isBalanced(expression); // true
isBalanced(expressionFalse); // false
isBalanced(""); // true

function isBalanced(expression) {
  var checkString = expression;
  var stack = [];

  // If empty, parentheses are technically balanced
  if (checkString.length <= 0) return true;

  for (var i = 0; i < checkString.length; i++) {
    if(checkString[i] === '{') {
      stack.push(checkString[i]);
    } else if (checkString[i] === '}') {
      // Pop on an empty array is undefined
      if (stack.length > 0) {
        stack.pop();
      } else {
        return false;
      }
    }
  }

  // If the array is not empty, it is not balanced
  if (stack.pop()) return false;
  return true;
}

 

 

递归

Q4.1 十进制转二进制

　　通过某个递归函数将输入的数字转化为二进制字符串：

decimalToBinary(3); // 11
decimalToBinary(8); // 1000
decimalToBinary(1000); // 1111101000

function decimalToBinary(digit) {
  if(digit >= 1) {
    // If digit is not divisible by 2 then recursively return proceeding
    // binary of the digit minus 1, 1 is added for the leftover 1 digit
    if (digit % 2) {
      return decimalToBinary((digit - 1) / 2) + 1;
    } else {
      // Recursively return proceeding binary digits
      return decimalToBinary(digit / 2) + 0;
    }
  } else {
    // Exit condition
    return '';
  }
}

 

　　

Q4.2 二分搜索

function recursiveBinarySearch(array, value, leftPosition, rightPosition) {
  // Value DNE
  if (leftPosition > rightPosition) return -1;

  var middlePivot = Math.floor((leftPosition + rightPosition) / 2);
  if (array[middlePivot] === value) {
    return middlePivot;
  } else if (array[middlePivot] > value) {
    return recursiveBinarySearch(array, value, leftPosition, middlePivot - 1);
  } else {
    return recursiveBinarySearch(array, value, middlePivot + 1, rightPosition);
  }
}

 

 

数字

Q5.1 判断是否为 2 的指数值

isPowerOfTwo(4); // true
isPowerOfTwo(64); // true
isPowerOfTwo(1); // true
isPowerOfTwo(0); // false
isPowerOfTwo(-1); // false

// For the non-zero case:
function isPowerOfTwo(number) {
  // `&` uses the bitwise n.
  // In the case of number = 4; the expression would be identical to:
  // `return (4 & 3 === 0)`
  // In bitwise, 4 is 100, and 3 is 011. Using &, if two values at the same
  // spot is 1, then result is 1, else 0. In this case, it would return 000,
  // and thus, 4 satisfies are expression.
  // In turn, if the expression is `return (5 & 4 === 0)`, it would be false
  // since it returns 101 & 100 = 100 (NOT === 0)

  return number & (number - 1) === 0;
}

// For zero-case:
function isPowerOfTwoZeroCase(number) {
  return (number !== 0) && ((number & (number - 1)) === 0);
}

 

 

 

转自：http://www.jackpu.com/qian-duan-mian-shi-zhong-de-chang-jian-de-suan-fa-wen-ti/

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