讲师中心 微信公众号
AI工具推荐 视频效率加速

如何为 Code 4 的出现编写排序算法

胖静同学_4112

胖静同学_4112

发布时间:2024-12-11 08:06:13

|

927人浏览过

|

来源于dev.to

转载

在上一篇文章中,我简单提到我将参加今年的“代码降临”活动。巧合的是,在其中一个谜题中,特别是在第 5 天发布的谜题中,涉及修复列表中页面的顺序。这是在我发布关于实现排序算法的文章后不久,所以我认为我应该写一下它。

如何为 Code 4 的出现编写排序算法
描绘某种排序算法的可爱图像

对于那些没有听说过“advent of code”的人来说,这是由 eric wastl 主办的年度活动。每年,它都会讲述一个以节日为背景的故事,今年的故事是关于寻找首席历史学家,他可能是每次大型圣诞雪橇发射中的重要人物。该挑战将于每年12月1日持续至25日。每天,剧情都会进展,并且包含一个编程谜题(并且带有输入)。

在故事叙述中,谜题通常被明确定义,并包含测试用例。每个谜题都分为两部分,第二部分只有在提交第一个答案后才会出现。

参与者可以用任何语言实现任何算法,甚至完全跳过编程,只要派生的答案匹配即可。今年我尝试用 python 编写解决方案,9 天后,我觉得我在整个过程中学到了很多东西。

第五天,故事要求帮忙印刷安全手册。输入包含页面规则和精灵尝试打印的页面列表。

47|53
97|13
97|61
97|47
75|29
61|13
75|53
29|13
97|29
53|29
61|53
97|53
61|29
47|13
75|47
97|75
47|61
75|61
47|29
75|13
53|13

75,47,61,53,29
97,61,53,29,13
75,29,13
75,97,47,61,53
61,13,29
97,13,75,29,47

让我们从解析输入开始:

def parse(
    input: str,
) -> tuple[tuple[tuple[int, int], ...], tuple[tuple[int, ...], ...]]:
    def inner(
        current, incoming
    ) -> tuple[tuple[tuple[int, int], ...], tuple[tuple[int, ...], ...]]:
        rules, pages = current

        if "|" in incoming:
            return rules + (
                tuple(int(item) for item in incoming.strip().split("|")),
            ), pages

        else:
            return rules, pages + (
                tuple(int(item) for item in incoming.strip().split(",")),
            )

    return reduce(
        inner, filter(lambda line: line.strip(), input.strip().splitlines()), ((), ())
    )

该函数接收名为 input 的字符串形式的输入,使用 .splitlines() 将其分成几行,然后发送到内部函数以生成两个元组,一个用于页面规则,另一个用于页面序列。该代码通过分隔符 | 区分两种类型的定义。表示页面规则, , 表示页面。

在拼图的第一部分,故事要求检查页面是否按顺序排列。让我们从实现一个完成这项工作的函数开始:

def check_pair(rules: tuple[tuple[int, int], ...], alpha: int, beta: int) -> bool:
    return (beta, alpha) not in rules

然后另一个函数发送所有页面组合(combinations((1,2,3), 2) 返回 1,2, 1,3 和 2,3):

from itertools import combinations

def check_pages(rules: tuple[tuple[int, int], ...], pages: tuple[int, ...]) -> bool:
    return all(
        check_pair(rules, alpha, beta)
        for alpha, beta in combinations(pages, 2)
    )

我将这两个函数分成单独的函数的主要原因是我想让每个部分尽可能小。根据我的经验,保持事物足够小不仅可以使其可测试,通常还有助于调试最终输入(通常很大)。

很多时候,第 2 部分会让人感到惊讶,并且经常会发现它要求对第 1 部分的代码设计进行修订。这可能是您已实现的内容的一个小变化,或者需要不同的功能不同目标的调用顺序等。我确实保持在工作中编写短函数的习惯(作为注释的替代)。

像这样的小函数只有名字好才有效,所以你需要注意命名。这需要练习,但是一旦你熟练了,这种方法就可以使代码变得非常自我记录。较大规模的函数读起来就像一个故事,读者可以根据需要选择深入了解哪些函数以了解更多细节。 引用自 martin fowler 撰写的题为 function length 的文章

回到谜题。

最后,谜题要求计算所有页面排序正确的情况下中间页码的总和。

def get_middle(pages: tuple[int, ...]) -> int:
    return pages[len(pages) // 2]

def part1(input: str) -> int:
    rules, pages_list = parse(input)

    return sum(
        get_middle(pages)
        for pages in pages_list
        if check_pages(rules, pages)
    )

非常简单,如果你已经完成了所有正确的事情,那么它只是一个列表理解(因为 python 开发人员更喜欢这个而不是映射/过滤器)。

361SCAN security check your skill python scripts
361SCAN security check your skill python scripts

扫描并分析已安装技能,用于查看指定技能目录的名称、描述和详情,或列出所有已安装的技能。

下载

接下来是排序算法:

继续第 1 部分,第二部分想要中间页的总和,但适用于页面排序不正确的情况。该指令还要求在检索中间页码之前修复顺序。

虽然我的同行在没有成熟的排序算法的情况下设法解决了这个问题,但我决定按照前面描述的难题(在解释页面规则的部分中)的确切方式来完成它。我已经完成了比较部分(check_pair),现在我需要一个可以移动元素的函数。

def move(items: tuple[int, ...], current: int, incoming: int) -> tuple[int, ...]:
    assert incoming > current

    return (
        *items[:current],
        items[incoming],
        *tuple(
            item
            for idx, item in enumerate(items)
            if (idx >= current) and not (idx == incoming)
        ),
    )

假设我有 1,2,3,4,5,该函数将传入的数字移动到当前数字的前面。假设current = 2,传入= 4,那么我将得到1,4,2,3,5作为回报(假设我们是按照递增的数值排列)。

如何为 Code 4 的出现编写排序算法
我向朋友解释算法的失败尝试

下一步是将我手写草稿中显示的算法转化为实际代码。

def sort_pages(
    rules: tuple[tuple[int, int], ...],
    pages: tuple[int, ...],
    pointer: int = 0,
    subpointer: int = 0,
) -> tuple[int, ...]:
    return (
        sort_pages(
            rules,
            *next(
                (
                    (move(pages, pointer, incoming), pointer, pointer + 2)
                    for incoming in range(subpointer, len(pages))
                    if check_pair(rules, pages[pointer], pages[incoming]) is false
                ),
                (pages, pointer + 1, pointer + 2),
            ),
        )
        if pointer < (len(pages) - 1)
        else pages
    )

是的,不幸的是它是递归的。我应该发布第一个版本,这可能更容易阅读:

def sort_pages(
    rules: tuple[tuple[int, int], ...], pages: tuple[int, ...]
) -> tuple[int, ...]:
    result, pointer = pages, 0

    while true:
        if pointer == (len(pages) - 1):
            break

        changed = false

        for incoming in range(pointer + 1, len(pages)):
            if check_pair(rules, result[pointer], result[incoming]) is false:
                result = move(result, pointer, incoming)
                changed = true
                break

        pointer = 0 if changed else pointer + 1

    return result

两者本质相同,只是最终的功能版本略有优化。参考草稿截图,我有两个指针,黄色下划线在代码中名为指针,传入蓝色下划线。

算法的工作原理如下:

  1. 首先将指针设置为第一个元素。
  2. 最初传入的总是它旁边的元素。
  3. 传入的指针将一次遍历一个元素,如果违反规则,会将值移至当前元素之前。
  4. 一旦发生这种情况,传入指针将重置,并移回当前的下一个。
  5. 当前指针没有改变位置,但它现在指向上一步中插入的新元素。

如果传入指针设法逐步遍历列表的其余部分而没有引入任何更改,则我们将当前指针前进(并且传入指针重新初始化到它旁边的位置),并再次重复该过程。

算法完成对最后 2 个元素的比较后,该过程结束,然后返回排序后的页面作为结果。然后,我们可以继续组装第 2 部分中的所有内容:

def part2(input: str) -> int:
    rules, pages_list = parse(input)

    return sum(
        get_middle(sort_pages(rules, pages))
        for pages in pages_list
        if check_pages(rules, pages) is False
    )

两个部分的代码相似。它只是对第 1 部分进行了轻微修改,只是过滤器子句中的一些变化,并且 get_middle 接收的是排序列表。本质上, if 就好像我正在以函数形式的构建块以稍微不同的组合来组装答案。

虽然这仍然不是一个有效的算法,因为时间复杂度接近 o(n^2)。根据windsurf中的cascade ai-companion,该算法在某些方面类似于插入排序(是的,这就是ai工具有用的时候,为算法提供解释)。

今天就这样,我很高兴算法运行良好,尽管我的生活目前一团糟(由于资金问题刚刚从一个项目中退出)。希望随着时间的推移事情会变得更好,下周我会再写。

热门AI工具

更多
讯飞绘文

讯飞绘文是一款由科大讯飞推出的一站式 AIGC 内容运营平台。

DeepSeek

DeepSeek是一款面向对话、写作、编程和推理场景的AI大模型工具。

WorkBuddy

一款AI办公效率工具,主要用于腾讯云推出的AI原生桌面智能体工作台,适合需要提升相关任务效率的用户。

VibeKnow
VibeKnow Hot

一款AI视频创作工具,主要用于全球首个AI知识视频创作平台,文档、文章、网页,一键生成视频,适合需要提升相关任务效率的用户。

Atoms
Atoms Hot

Atoms是一款AI智能体工具,第一支自动构建真实业务的 AI 团队。

豆包大模型

豆包大模型是一款由字节跳动推出的企业级大语言模型服务平台。

咔片AIPPT

一款在线AI演示文稿制作工具,可根据主题和内容需求辅助生成PPT结构与页面,提高演示材料制作效率。

墨刀AI
墨刀AI Hot

一款AI图像与设计工具,主要用于产品经理的专属智能体,适合需要提升相关任务效率的用户。

PixTV
PixTV Hot

PixTV是一款面向AIGC内容创作的AI视频生成工具。

相关专题

更多
js 字符串转数组
js 字符串转数组

js字符串转数组的方法:1、使用“split()”方法;2、使用“Array.from()”方法;3、使用for循环遍历;4、使用“Array.split()”方法。本专题为大家提供js字符串转数组的相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

1758

2023.08.03

js截取字符串的方法
js截取字符串的方法

js截取字符串的方法有substring()方法、substr()方法、slice()方法、split()方法和slice()方法。本专题为大家提供字符串相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

2724

2023.09.04

java基础知识汇总
java基础知识汇总

java基础知识有Java的历史和特点、Java的开发环境、Java的基本数据类型、变量和常量、运算符和表达式、控制语句、数组和字符串等等知识点。想要知道更多关于java基础知识的朋友,请阅读本专题下面的的有关文章,欢迎大家来php中文网学习。

6104

2023.10.24

字符串介绍
字符串介绍

字符串是一种数据类型,它可以是任何文本,包括字母、数字、符号等。字符串可以由不同的字符组成,例如空格、标点符号、数字等。在编程中,字符串通常用引号括起来,如单引号、双引号或反引号。想了解更多字符串的相关内容,可以阅读本专题下面的文章。

5749

2023.11.24

java读取文件转成字符串的方法
java读取文件转成字符串的方法

Java8引入了新的文件I/O API,使用java.nio.file.Files类读取文件内容更加方便。对于较旧版本的Java,可以使用java.io.FileReader和java.io.BufferedReader来读取文件。在这些方法中,你需要将文件路径替换为你的实际文件路径,并且可能需要处理可能的IOException异常。想了解更多java的相关内容,可以阅读本专题下面的文章。

7394

2024.03.22

php中定义字符串的方式
php中定义字符串的方式

php中定义字符串的方式:单引号;双引号;heredoc语法等等。想了解更多字符串的相关内容,可以阅读本专题下面的文章。

10854

2024.04.29

go语言字符串相关教程
go语言字符串相关教程

本专题整合了go语言字符串相关教程,阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

5559

2025.07.29

c++字符串相关教程
c++字符串相关教程

本专题整合了c++字符串相关教程,阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

6047

2025.08.07

Gradle插件开发入门教程
Gradle插件开发入门教程

本专题介绍Gradle插件开发的基本流程,涵盖插件类编写、自定义任务注册、扩展参数设计和插件应用方法,帮助你理解插件如何组织构建逻辑,减少多个项目之间的重复配置。

0

2026.10.22

热门下载

更多
网站特效
/
网站源码
/
网站素材
/
前端模板

精品课程

更多
相关推荐
/
热门推荐
/
最新课程
Uvicorn官方安装与入门手册
Uvicorn官方安装与入门手册

共0课时 | 0人学习

Python uv官方项目管理指南
Python uv官方项目管理指南

共0课时 | 0人学习

Python uv官方安装与入门文档
Python uv官方安装与入门文档

共0课时 | 0人学习

关于我们 免责申明 举报中心 意见反馈 讲师合作 广告合作 最新更新
php中文网:公益在线php培训,帮助PHP学习者快速成长!
关注服务号
PHP中文网订阅号
每天精选资源文章推送

Copyright 2014-2026 https://www.php.cn/ All Rights Reserved | php.cn