寫在前面

今天筆者想來和大家討論一下，刷演演算法題的一些心得

說到演演算法題想必很多同學都會有許許多多的討論，有的同學認為刷演演算法題是必修課，有的同學認為演演算法不實用，工作中用不到。

那麼筆者的態度是什麼，以前其實已經說過了，還是那句話：必須刷

至於為什麼，後面會解釋，並且筆者還會和大家討論如何把題目刷好

實質分析

拋開事實談邏輯那叫耍流氓，因此筆者就先冒犯一下，把大家當做傻瓜，拿一道題來做個演示，我們在刷題過程中到底在做些什麼

將一個給定字串 s 根據給定的行數 numRows ，以從上往下、從左到右進行 Z 字形排列。

比如輸入字串為 "PAYPALISHIRING" 行數為 3 時，排列如下：

P   A   H   N
A P L S I I G
Y   I   R
之後，你的輸出需要從左往右逐行讀取，產生出一個新的字串，比如："PAHNAPLSIIGYIR"。

請你實現這個將字串進行指定行數變換的函數：

string convert(string s, int numRows);
範例 1：

輸入：s = "PAYPALISHIRING", numRows = 3
輸出："PAHNAPLSIIGYIR"
範例 2：

輸入：s = "PAYPALISHIRING", numRows = 4
輸出："PINALSIGYAHRPI"
解釋：
P     I    N
A   L S  I G
Y A   H R
P     I
範例 3：

輸入：s = "A", numRows = 1
輸出："A"
提示：

1 <= s.length <= 1000
s 由英文字母（小寫和大寫）、',' 和 '.' 組成
1 <= numRows <= 1000

第一步：審題

同學們在思考這道題的時候，腦海裡是不是會出現以下內容

這道題可以通過模擬Z字形排列的過程來解決。我們可以使用一個二維陣列來表示Z字形排列的結果，然後按照從上到下、從左到右的順序將字串中的字元填入二維陣列中。最後，按照從左到右、從上到下的順序讀取二維陣列中的字元，得到最終的結果字串。

大家看看題目這個東西有半點技術嘛？很明顯沒有，那麼在整個軟體工程中，唯一重要，但是文字字裡行間不會涉及到技術的東西是啥，沒錯就是需求，同學們發現沒有，大家審題的時候是不是相當於我們在做需求分析。我們到底要具體實現一些什麼東西，是不是這個時候都要分析出來

第二步：分析

然後我們接下來刷題的時候會怎麼做？是不是同學們腦海中會出現以下內容

如果 numRows 為 1，直接返回原字串 s。
建立一個 numRows 行的二維陣列，用於儲存 Z 字形排列的結果。
初始化當前行和當前列為 0，表示當前要填入的位置。
遍歷字串 s 中的每個字元：
- 將當前字元填入二維陣列的當前位置。
- 如果當前行小於 numRows-1，表示還可以向下移動一行，將當前行加 1。
- 否則，表示已經到達 Z 字形的底部，需要向上移動一行，將當前行減 1，同時當前列加 1。
按照從左到右、從上到下的順序讀取二維陣列中的字元，得到最終的結果字串。

時間複雜度分析：遍歷字串 s 的時間複雜度是 O(n)，其中 n 是字串的長度。最後按照從左到右、從上到下的順序讀取二維陣列中的字元的時間複雜度也是 O(n)。因此，總的時間複雜度是 O(n)。

空間複雜度分析：建立二維陣列的空間複雜度是 O(numRows * n)，其中 numRows 是行數，n 是字串的長度。最後返回的結果字串的空間複雜度是 O(n)。因此，總的空間複雜度是 O(numRows * n)。

同學們發現沒有，我們在敲程式碼前，需要幹什麼，對，到底要怎麼實現需求，我們腦海中需要有一個大致的步驟，先做什麼後做什麼，需要很清楚，這像不像軟體工程中的設計階段

第三步：編碼

這一步我想是大家最熟悉的階段，筆者就不再過多闡述了，但是筆者這裡還想再次強調一下，包括之前不止一次強調過，敲程式碼這項工作大約只佔整個軟體工程中的兩到三成，現在我想大家應該又能夠有點感受了吧，很多同學為什麼覺得敲程式碼痛苦地不得了，因為同學，你把很多前面應該做的事，全部都省略了，編碼階段負責給你前面的偷懶來擦屁股，你當然會覺得痛苦萬分。筆者還是那句話，你只會編碼，你不叫工程師，你叫程式設計師。

編碼階段要做的事情只有一個，就是利用你腦中的程式設計知識，巧妙地實現你前面的分析和設計，這個階段要想做好，你要做的事情只有一件，就只是對你在用的程式碼很熟悉，就可以了

事實上分析和設計都是需要單獨練的，很多同學從來沒有系統練過，只是一味地敲程式碼，這樣不成體系的混亂學習，那怎麼會有明顯的長進呢。

第四步：偵錯

往往做好題目以後，會出現各種各樣的問題，除了AC會有很多讓我們心態爆炸的結果，最典型的就是以下這些

CE（Compile Error）：編譯錯誤。

你的程式存在語法錯誤（C / C++ 最常見的是缺少分號、缺少括號、使用了中文標點符號或者函數呼叫錯誤等等）或者OJ系統不支援的寫法（較少見）。
此時應當仔細檢查程式碼在本機能否通過編譯，改正後再次提交。

PE（Presentation Error）：輸出格式錯誤。

你的程式幾乎能AC了，但是和標準輸出資料有點細微的差距（大小寫，空格數量，換行數量之類的）。
此時應當仔細觀察題目給出的輸出樣例，確認格式無誤（選中資料貼上到編輯器最為穩妥）。

WA（Wrong Answer）：答案錯誤。

你程式輸出的結果有錯誤，與期望輸出不匹配（也有可能是因為缺少了必要的換行和空格）。
請檢查你的程式是否出現了致命的邏輯錯誤，當然有的時候是因為手滑。

TLE（Time Limit Exceed）：超出執行時間限制。

你的程式可能因為時間效率不高或者出現了死迴圈，所以未能在規定的時限內執行結束。

MLE（Memory Limit Exceed）：超出執行記憶體限制。

你的程式佔用的記憶體超過了規定值，可能是因為使用了過大的陣列，也可能是沒有做到記憶體釋放（較少見）

這個時候我們一般看到這樣的結果我們就需要幹什麼？沒錯，修改程式碼中的細節，甚至是整個思路錯了，要重新設計程式碼，有時候看測試樣例的時候，我們甚至都會罵街，出題人為什麼會給出這麼奇怪的測試案例

已經工作的同學們，或者是已經從老師口中對工作有些許瞭解的同學，試著想想看開發人員和測試人員相愛相殺的畫面，再看看現在這個畫面，是不是很像，沒錯，我們一步步邁向AC的過程是在幹什麼，相當於軟體工程中的運維測試。

小結

所以，同學們發現了沒有，我們在做演演算法題的時候，一道中等難度的題目，大約十幾分鍾到半個小時的過程，我們已經進行了一個簡易的軟體工程過程，這也就解釋了為啥很多廠，對應屆生的似乎演算法佔比很高，現在大家應該明白了吧，因為應屆生的專案經驗比較少，但是他演演算法題刷得多，一定程度上就彌補了他對整個工程認知不足的問題。至少軟體工程，在他的腦海裡形成了一個雛形。公司只要稍加培養，很快就能上手幹活。

另外也解釋了有些同學強調實習，強調專案經驗，實際上也是一樣的道理，他已經有了足夠多的專案經驗，從技術到工程流程他都已經比較熟悉，自然不需要演演算法來彌補他的缺失。

演演算法本質

肯定有同學要問了，你講到現在似乎沒扯到演演算法的內容，同學們，不要急。

如果現在沒有演演算法這個概念，只是告訴你刷題，對於比較細心的同學，你們會怎麼做？沒錯，就是把大量的題目放在一起總結規律，把很多類似的問題放到一起總結共同的方法，甚至寫出共同的程式碼來，以後再遇到，就不用直接分析了，而是直接套用你手上已經總結好的東西，從而大幅加快速度。

那麼，前輩們是很聰明的，他們已經幫你都總結好了，同學們平時學的演演算法和資料結構，就是在不斷地解決各種問題中總結出來的成果。

所以，同學們現在明白了嗎，你學的演演算法和資料結構，就等同於是站在巨人的肩膀上，省時省力。但是大家還記不記得演演算法的概念是什麼，演演算法是一種用於解決問題或執行特定任務的有序步驟的描述。所以，這個東西是沒有止境的，同學們還要不斷地去總結。

切換語言

很多同學可能都在頭疼學幾門語言的事情，有些同學學了語言沒有地方練習，那麼筆者的建議是什麼，在前面筆者也已經提到了，編碼階段要做的事情只有一個，就是利用你腦中的程式設計知識，巧妙地實現你前面的分析和設計，這個階段要想做好，你要做的事情只有一件，就只是對你在用的程式碼很熟悉，就可以了。

所以，筆者給大家的建議是什麼，針對你已經分析過的題目，你換一個語言再試著去實現一遍，當然編碼和設計是相輔相成的，不同的語言可能在設計上會略有不同，但是如果都是物件導向的語言，基本上大體不會差到哪裡去。

你只要解決，這個設計在你現在的語言中該怎麼實現的問題就可以了。

以後的路

如果看到這篇文章的同學已經工作了四五年時間，那麼這個時候還要不要刷題呢，筆者的回答是，還得刷，筆者的理由有以下這些

【1】按照上面已經提到了，已經刷過的題目針對切換語言是很重要的，語言流不流行說實話我們說了不算，未來有啥新的語言，我們必須儘快掌握，否則很有可能就被淘汰了

【2】練習重要環節，刷題這件事情，某種程度上也是軟體工程，麻雀雖小五臟俱全。公司專案，拿到稱心專案的主動權不在我們手上，個人專案，提出好需求的難度也很高，而刷題這些幾千幾萬條需求，不拿來練習實在是太浪費的

附註

那麼今天就和大家聊到這裡，希望筆者可以給大家帶來一些幫助，筆者接下來會更加努力的工作，給大家帶來更多的經驗分享，希望同學們工作順利，早日升職加薪、當上總經理、出任CEO、迎娶白富美、走上人生巔峰，想想是不是還有點小激動呢

【筆者感悟】筆者的學習感悟【十】