计数羊（Beatrix Trotter）Javascript

Question

我正在尝试解决有关CodeWars的问题，这是Google CodeJam 2016资格回合的一部分。 https://www.codewars.com/kata/bleatrix-trotter-the-counting-sheep/train/javascript

我相信我的代码会考虑所有测试用例，我唯一的问题是它无法在代码报上提交，因为它的运行时间大于12000毫秒。

如何让我的代码更有效率？还有最佳实践来测试循环是否是无限的。

function trotter(n) {
  var tracker = [];
  var sum = [];
  var snacker = n;
  for(var i = 0; tracker.length < 10; i++){
    sum = snacker.toString().split('');
    sum.forEach(function(num) {
        if (tracker.indexOf(num) == -1) {
             tracker.push(num);
        }
    });
    snacker += n;
  }
  return tracker.length === 10 ? snacker - n : "INSOMNIA";
}

Answer 1

当性能重要且可读性降低不是问题时，您应该：

• 首选for和while循环，而不是map，forEach ...

等内置插件

• 在JavaScript的最近（2016）版本中，它看起来像for循环，特别是反向for循环，是性能最佳的选项。

  另外，请记住，您不需要使用其3个表达式。例如，对我来说......：

  let found = 0;
  
  for (;found < 10;) {
  

  和

  let j = chars.length;
  
  for (;j;) {
  

  始终返回比初始化时段和while循环中的初始化更好的结果，尽管在后一种情况下差异不是那么大。

  有关详情，请参阅Javascript Performance: While vs For Loops

• 在foo.bar或while的表达式（例如for）中使用for (let i = 0; i < array.length; ++i)时，更愿意声明限制上述条件，以便每次都不进行评估，因为它涉及object lookup：

  const totalElements = array.length;
  
  for (let i = 0; i < totalElements; ++i) { ... }
  

• 首选预增量而不是后增量。后者将创建一个临时变量，存储预增量值，它将返回给您，而前者将首先执行增量，然后返回增量值。不需要临时变量。

  有关详情，请参阅post increment vs pre increment - Javascript Optimization

  实际上，如果无论你使用哪一个，结果都是一样的，那么我建议你尽可能使用预增量。

• 避免使用具有等效表达式的内置方法。例如，(n + '')的效果比n.toString()更高。

• 避免类型转换，并且更喜欢使用整数而不是浮点数或字符串，因为现代JS引擎标记变量类型。这意味着，一方面，改变类型会有性能损失，另一方面，一致地使用它们将允许引擎进行某些类型特定的优化。

  有关详情，请参阅https://www.html5rocks.com/en/tutorials/speed/v8/

• 尽可能使用bitwise operators。例如，可以使用Math.floor(a /b)或a / b | 0进行整数除法，这几乎是原来的两倍。

  有关JavaScript中整数除法的更多信息，请参阅此有趣的帖子：How to perform integer division and get the remainder in JavaScript?

• 首选对象查询（object.prop或object['prop']），而不是使用Array.prototype.indexOf(...)。

  请参阅Javascript: what lookup is faster: array.indexOf vs object hash?

• 当存在更简单结构或不可变数据结构的替代方法时，避免使用arrays和objects及相关方法。

  例如，@ RobG的解决方案使用splice。虽然我不了解内部实现，但可能是将已删除的元素移动到再次压缩数组并更新其length。

  但是，使用我的解决方案，数组的length始终是相同的，您只是将其值从false更改为true，这会减少开销，因为＆ ＃39;不需要重新分配空间。

• 尽可能使用类型化数组，虽然我在这里尝试了Uint8Array，但都指定了true和1，但没有一个改进时间;前者实际上几乎翻了一倍的时间，第一个保持它们或多或少相同。也许它有BooleanArray它可以工作。

请记住，这只是我认为可能有助于加快您的示例的一些技术或功能的列表。我强烈建议您阅读我添加的外部链接，以便更好地了解它们的工作方式和原因，以及它们可以应用于何处。

此外，通常情况下，您保留代码的较低级别，即使用基本数据类型和操作，将是最高性能。

为了证明这一点，我在下面向您展示了此代码的高度优化版本，该版本使用整数除法(n / 10) | 0和余数（%）。

＆＃13;

＆＃13;

function trotter(N) {
  if (N === 0) return 'INSOMNIA';
  
  const digits = [false, false, false, false, false, false, false, false, false, false];
    
  let n;
  let last = 0;
  let found = 0;
 
  for (;found < 10;) {
    n = last += N;
    
    for (;n;) {
      const digit = n % 10;
            
      n = (n / 10) | 0;
            
      if (!digits[digit]) {
        digits[digit] = true;
        
        ++found;
      }
    }
  }
  
  return last;
}

const numbers = [0, 2, 7, 125, 1625, 1692];
const outputs = ['INSOMNIA', 90, 70, 9000, 9750, 5076];

// CHECK IT WORKS FIRST:

numbers.map((number, index) => {
  if (trotter(number) !== outputs[index]) {
    console.log('EXPECTED = ' + outputs[index]);
    console.log('     GOT = ' + trotter(number));

    throw new Error('Incorrect value.');
  }
});


// PERF. TEST:

const ITERATIONS = 1000000;

const t0 = performance.now();

for (let i = 0; i < ITERATIONS; ++i) {
  numbers.map((number, index) => trotter(number));
}

const t1 = performance.now();

console.log(`AVG. TIME: ${ (t1 - t0) / ITERATIONS } ms. with ${ ITERATIONS } ITERATIONS`);

＆＃13;

＆＃13;

＆＃13;

   AVG. TIME: 0.0033206450000000005 ms. with 1000000 ITERATIONS

     BROWSER: Google Chrome Version 59.0.3071.86 (Official Build) (64-bit)
          OS: macOS Sierra

BRAND, MODEL: MacBook Pro (Retina, 15-inch, Mid 2015)
   PROCESSOR: 2,8 GHz Intel Core i7
      MEMORY: 16 GB 1600 MHz DDR3

下面你可以看到我的初始答案，它使用了此处列出的其他一些优化，但仍将number变量n转换为string并使用String.prototype.split()来得到它的数字。

它比上面那个慢了近5倍！

＆＃13;

＆＃13;

function trotter(N) {
  if (N === 0) return 'INSOMNIA';
  
  const digits = [false, false, false, false, false, false, false, false, false, false];
  
  let n = N;
  let i = 0;
  let found = 0;
  
  for (;found < 10;) {
    // There's no need for this multiplication:

    n = N * ++i;
    
    // Type conversion + Built-in String.prototype.split(), both can
    // be avoided:

    const chars = (n + '').split('');
    
    let j = chars.length;
    
    for (;j;) {
      const digit = chars[--j];
            
      if (!digits[digit]) {
        digits[digit] = true;
        
        ++found;
      }
    }
  }
  
  return n;
}

const numbers = [0, 2, 7, 125, 1625, 1692];
const outputs = ['INSOMNIA', 90, 70, 9000, 9750, 5076];

// CHECK IT WORKS FIRST:

numbers.map((number, index) => {
  if (trotter(number) !== outputs[index]) {
    console.log('EXPECTED = ' + outputs[index]);
    console.log('     GOT = ' + trotter(number));

    throw new Error('Incorrect value.');
  }
});


// PERF. TEST:

const ITERATIONS = 1000000;

const t0 = performance.now();

for (let i = 0; i < ITERATIONS; ++i) {
  numbers.map((number, index) => trotter(number));
}

const t1 = performance.now();

console.log(`AVG. TIME: ${ (t1 - t0) / ITERATIONS } ms. with ${ ITERATIONS } ITERATIONS`);

＆＃13;

＆＃13;

＆＃13;

   AVG. TIME: 0.016428575000000004 ms. with 1000000 ITERATIONS

     BROWSER: Google Chrome Version 59.0.3071.86 (Official Build) (64-bit)
          OS: macOS Sierra

BRAND, MODEL: MacBook Pro (Retina, 15-inch, Mid 2015)
   PROCESSOR: 2,8 GHz Intel Core i7
      MEMORY: 16 GB 1600 MHz DDR3

Answer 2

以下代码没有特殊优化，并使用所有ECMA-262 ed 3方法。它在339毫秒内运行了全套测试。

function trotter(n){
  var nums = ['0','1','2','3','4','5','6','7','8','9'];
  var i = 1;

  // Zero creates an infinite loop, so skip it
  if (n !== 0) {

    // While there are numbers to remove, keep going
    // Limit loops to 100 just in case
    while (nums.length && i < 100) {
      // Get test number as an array of digits
      var d = ('' + (n * i)).split('');

      // For each digit, if in nums remove it
      for (var j=0, jLen=d.length; j<jLen; j++) {
        var idx = nums.indexOf(d[j]);

        if (idx > -1) nums.splice(idx, 1);
      }

      i++;
    }
  }
  // If there are numbers left, didn't get to sleep
  // Otherwise, return last number seen (put d back together and make a numer)
  return nums.length? 'INSOMNIA' : Number(d.join(''));
}

console.log('0   : ' + trotter(0));
console.log('125 : ' + trotter(125));
console.log('1625: ' + trotter(1625));

大多数情况在大约10次迭代中得到解决，但125,1250,12500等等需要73次迭代，我认为这是任何数字所需的最多次。

由于 Array 方法可能很慢，因此这是一个大约twice as fast的字符串版本：

function trotter(n){
  var found = '';
  if (n !== 0) {
    var i = 1;
    while (found.length < 10) {
      var d = i * n + '';
      var j = d.length;
      while (j) {
        var c = d[--j];
        var idx = found.indexOf(c);
        if (idx == -1) found += c;
      }
      i++;
    }
  }
  return found.length == 10? +d : 'INSOMNIA';
}

[0,    // Infinte loop case
 125,  // Max loop case
 1625] // just a number
 .forEach(function (n) {
  console.log(n + ' : ' + trotter(n));
});

虽然做while (found.length)不是最佳的，但它通常只计算了大约10次，因此移出条件并不是很重要。另一种方法是包含一个计数器，每次将一个数字添加到 found 时，该计数器会递增，但这并不是为了优化性能，而是找到合理的工作并通过（未公开的）测试在代码战中。

Answer 3

另一种方法：

＆＃13;

＆＃13;

    function trotter(n){
      var unseen = '0123456789', last = 0;
      while (unseen != '' && last < 72*n) {
        last += n;
        var reg = new RegExp('[' + last + ']+', 'g');
        unseen = unseen.replace(reg, '');
      }
      return unseen != '' ? 'INSOMNIA' : last;
    };

    console.log('0   : ' + trotter(0));
    console.log('125 : ' + trotter(125));
    console.log('1625: ' + trotter(1625));

＆＃13;

＆＃13;

＆＃13;