前端面试场景题 - 记忆化函数

题目要求

力扣2630

现给定一个函数 fn ,返回该函数的一个 记忆化 版本。

一个 记忆化 的函数是一个函数,它不会被相同的输入调用两次。而是会返回一个缓存的值。

函数 fn 可以是任何函数,对它所接受的值类型没有任何限制。如果两个输入值在 JavaScript 中使用 === 运算符比较时相等,则它们被视为相同。

示例:

TypeScript 复制代码
 let callCount = 0;
 const memoizedFn = memoize(function (a, b) {
    callCount += 1;
    return a + b;
 })
 memoizedFn(2, 3) // 5
 memoizedFn(2, 3) // 5
 console.log(callCount) // 1 

题目分析

相同的入参则返回缓存的结果。 注意入参是有顺序的,比如一开始可能是 1 2 3,第二次可能是 1 3 2,这是两种不同的入参,那么就要求我们记录入参的顺序,并且同时记录 以这个顺序入参的结果

可以想象一下,调用函数三次,入参分别是 1 2 3 、 1 3 2 、 1 2 4, 是不是可以想象成这是一棵多叉树 ,根节点是1, 如下图

根据这个特性,我们可以根据每次的入参,构造树,以这些入参为例: 1 2 3,1 3 2, 1 2 4, 2 2 4。 这些子树有一个统一的根节点,代表的是无入参时的缓存结果。

有了这些树,当我们遇到了相同的入参,就顺着这个数来查找节点,找到对应的节点,看看它缓存的结果。

需要注意的是,入参数量是不固定的,可能入参 0 ~ n 个,所以要求我们每个树节点都需要存储对应的缓存值。

所以每个节点应该是这样的构造: [树节点,该节点对应的结果值]

在JS中,符合这样的构造的数据类型就是Map, 键是入参,值是[树Map,该节点对应的结果值]

定义数据结构

TypeScript 复制代码
/**树Map,键为入参,值为树节点 */
type CacheMap = Map<any, CacheNode>
/**缓存树的节点类型元组,第一个是Map,若有结果,则第二个为结果  (也就是元组长度为2时代表有结果) */
type CacheNode = [CacheMap] | [CacheMap, any]

这个TS类型定义,绘制成树之后大概长这个样子。树Map的键为参数,方便我们找到节点

敲代码

TypeScirpt版本:

TypeScript 复制代码
/**记忆传入的函数,相同的入参只执行一次 - Map树方法 
 * @param fn 需要被记忆的函数
 * @returns 新函数
 */
function memoize<T extends Fn>(fn: T): T {
    /**缓存树 - 当前是根节点,代表无入参时的树以及结果 */
    const cacheRoot: CacheNode = [new Map()]

    return function () {
        /**存储当前遍历到的树节点指针 */
        let node: CacheNode = cacheRoot
        //根据入参,遍历并构造Map树
        for (let param of arguments) {
            const map: CacheMap = node[0]
            //如果发现当前节点的Map中,没有找到这个参数对应的Map键,就需要构建新的节点
            if (!map.has(param)) {
                map.set(param, [new Map()])
            }
            //指针往下移动
            node = map.get(param)!
        }
        // 遍历完毕,需要返回这个节点的结果值 
        //如果当前节点没有返回值,就调用
        if (node.length < 2) { //函数返回值有可能是undefined,所以不能用 node[1] === undefined 来做条件
            node[1] = fn(...arguments)
        }
        // console.log('cache: ', deepClone(cache)); //可以在浏览器控制台打印看看每次的缓存树长什么样,注意需要深拷贝
        return node[1]
    } as T
}

JavaScript 无类型纯净版:

JavaScript 复制代码
function memoize(fn) {
    /**缓存树 - 当前是根节点,代表无入参时的树以及结果 */
    const cacheRoot = [new Map()];
    return function () {
        /**存储当前遍历到的树节点指针 */
        let node = cacheRoot;
        //根据入参,遍历并构造Map树
        for (let param of arguments) {
            const map = node[0];
            //如果发现当前节点的Map中,没有找到这个参数对应的Map键,就需要构建新的节点
            if (!map.has(param)) {
                map.set(param, [new Map()]);
            }
            //指针往下移动
            node = map.get(param);
        }
        // 遍历完毕,需要返回这个节点的结果值 
        //如果当前节点没有返回值,就调用
        if (node.length < 2) { //函数返回值有可能是undefined,所以不能用 node[1] === undefined 来做条件
            node[1] = fn(...arguments);
        }
        // console.log('cache: ', deepClone(cache));
        return node[1];
    };
}

代码测试

可以用这个代码来模拟力扣的输入测试

TypeScript 复制代码
//这里填写入参
const inputs = [[], [1], [1], [], [1, 2], [1, 2]] //每次调用的入参
const fn = function (...arr: number[]) { //需要被记忆的函数
    return arr.reduce((a, b) => a + b, 0);
}

//根据入参执行函数,查看结果
let callCount = 0;
const memoizedFn = memoize(function (...params: any[]) {
    callCount++
    return fn(...params)
})
console.log('被记忆函数:\n', fn.toString());
inputs.forEach((k, i) => {
    const res = memoizedFn(...k)
    console.log(`第${i}个输入: fn(${k.join(', ')}) \t 结果`, res, '\t当前fn被调用的次数', callCount);
})

结语

这个实现思路的空间复杂度比较高,对更多解法感兴趣的同学可以去看看力扣里其它同学的题解。如果本思路还有更多优化方法,欢迎大家多多指教

相关推荐
Java后端的Ai之路7 分钟前
前端技术Vue-13-安装webpack与vuejs
前端·vue.js·webpack
倚窗听花_7 分钟前
IIS部署前端Vue项目
前端·javascript·vue.js
yixun_gdas13 分钟前
政企网站错敏巡查:错敏都藏在哪些位置?
开发语言·前端·javascript·内容运营
哇嘎呀19 分钟前
RHCSA题目
java·服务器·前端
周厉39 分钟前
ERP系统全景解析:核心模块与业务逻辑框架
java·服务器·前端
小O的算法实验室1 小时前
ASOC,分层分数阶粒子群算法+无人机电场路径规划
算法
LEE1 小时前
为什么你的 Claude Code 还在转圈等,别人的已经干完三件事了?
前端·后端·ai编程
重生之小比特1 小时前
【算法拾光】二分查找|搜索插入位置 + x 的平方根
算法
智购科技自动售卖机厂家1 小时前
双摄像头方案F1-score只有0.85,排查发现是上下视角的融合逻辑写反了~YH
python·单片机·嵌入式硬件·算法·eclipse
java1234_小锋1 小时前
【技术专题】HTML5 网页技术 - HTML5 SVG
前端·html·html5