算法系列教程01 - 開篇語和開篇算法題：FizzBuzz問題

原文連接

開篇語

爲何要寫算法系列教程呢？由於最近剛看完《Algorithms, 4th Edition》這本經典算法書（電子書，中英版網上都有下載），有了些新收穫，以爲那些零散的知識點和經驗有必要也值得花時間好好整理一下。另外，我本身的算法知識應該尚未達到去學好「機器學習」這門學科的程度，在寫教程的同時我也會不斷學習，我想和你們一塊兒用算法這把鑰匙開啓「機器學習」這扇大門，去探索算法是如何讓機器「學習」的。

爲何要學習算法呢？我我的以爲最終目的仍是爲了提升本身的職場競爭力。算法的本質就是解決問題，因此學習算法本質上是在提升解決問題的能力，這是職場最重要的能力之一。另外，若是你想在面試中表現得更加出色，也要對算法有必定程度的掌握。

寫教程是很耗費精力的，並且學習算法是很枯燥的，但若是你們都能參與進來一塊兒交流討論，那麼整個過程就是不斷進行頭腦風暴、集思廣益的過程，這會是我繼續寫做的動力，這也會使得枯燥的算法學習之路變得有趣，並讓每一個人收穫滿滿。

爲了更方便你們利用碎片化的時間學習，更好的利用空閒時間在手機上閱讀，這個系列的每一篇文章我都會精心排版，並且每一篇文章閱讀時間都不會太長，會盡可能控制在 6 分種之內（不包括思考的時間）。

這個系列會包含三部份內容。第一部分是算法基礎，因爲算法和數據結構是密切相關的，因此也會講到一些數據結構的知識，但不會講太細。第二部分以常見的算法案例解析爲主，包括解析一些算法面試題。第三部分是算法在機器學習中的應用，因爲我本身也沒有學習過機器學習，因此這部分是探索式和交流式的，我會把我學到的用我理解寫出來，但願你們能參與進來一塊兒交流。

這個系列的文章代碼選擇用 JavaScript 語言來編寫，程序語言都是相通的，我相信你看了 JavaScript 寫的算法實現能夠很快用你熟悉的語言寫出來。但第三部分的機器學習相關內容，可能選用 Python，如今還不肯定。

但願這個算法系列教程能幫助你們在從此的編程道路上駕輕就熟。

開篇算法題：FizzBuzz

好了，咱們今天以一個算法問題 FizzBuzz 來開篇吧。FizzBuzz 是一個很是典型的用來面試的算法題。下面是 FizzBuzz 的天然語言描述：

編寫一個程序，打印 1 到 100 中的數字，但能被 3 整除的變爲「Fizz」，能被 5 整除的變爲「Buzz」，既能被 3 整除又能被 5 整除的變爲「FizzBuzz」。

一看是否是很簡單？確實很簡單。看完題，隨手就能寫出下面的代碼：

for (var i = 1; i < 101; i++) {
  if (i % 3 == 0) console.log('Fizz')
  else if (i % 5 == 0) console.log('Buzz')
  else if (i % 3 == 0 && i % 5 == 0) console.log('FizzBuzz')
  else console.log(i)
}
複製代碼

和需求吻合，好像沒什麼問題。等等，仔細檢查，這段代碼問題大了，FizzBuzz永遠沒有輸出的機會，例如遇到 i=15 仍是會輸出Fizz。這是初級程序員很容易犯的一個錯誤，拿到需求後直接就是一通寫，對需求的理解比較生硬，不容易考慮到上下文的關聯關係。糾正後的寫法是將第 4 行的 if 條件放到最前面：

for (var i = 1; i < 101; i++) {
  if (i % 3 == 0 && i % 5 == 0) console.log('FizzBuzz')
  else if (i % 3 == 0) console.log('Fizz')
  else if (i % 5 == 0) console.log('Buzz')
  else console.log(i)
}
複製代碼

這樣寫是對的，但若是是面試，這個答案只能算是及格。如何能作到優秀呢？我總結寫算法能夠分爲三個步驟：

第一步是實現，即按照需求把算法寫對了，讓程序能正確的運行；第二步是優化，即下降複雜度，讓程序運算更高效。第三步是美化，即讓代碼看起來美觀簡潔，這一步不少時候會靈活運用到程序語言自己的語法糖，但簡潔有時候會犧牲代碼的易讀性，這須要在實際場景中稍做權衡。

作到這三步，我以爲應對面試中的算法題就能夠拿優秀了。

前面咱們已經完成了寫 FizzBuzz 算法的第一步，咱們再來作第二步：優化。既能被 3 整除又能被 5 整除，咱們很天然會想到 3 和 5 的最小公倍數：15，能被 15 整除的數必定也是既能被 3 整除又能被 5 整除的。也就是說上面的第二行代碼能夠只對 i 判斷一次（而不是兩次），下面是優化後的代碼：

for (var i = 1; i < 101; i++) {
  if (i % 15 == 0) console.log('FizzBuzz')
  else if (i % 3 == 0) console.log('Fizz')
  else if (i % 5 == 0) console.log('Buzz')
  else console.log(i)
}
複製代碼

咱們再來看第三步：美化。上面咱們寫這個算法用了 6 行代碼（包括大括號），若是要減小代碼量，能減小到多少行呢？這裏給到 2 行的實現方案：

for (let i = 0; i < 100; )
  console.log((++i % 3 ? '' : 'Fizz') + (i % 5 ? '' : 'Buzz') || i)
複製代碼

這個實現來自 Reddit 。固然也能夠寫成一行，但寫成兩行閱讀體驗更好。這段代碼很好理解，我就不解讀了，有疑問能夠在留言區留言提問。

最後，對於 FizzBuzz 算法問題，你有其它的實現方案嗎？歡迎在留言區討論。

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