(WWDC) 拥抱算法 (Embracing Algorithms) 上


什么是算法?

Algorithm

算法:

在计算或其他解决问题的操作中要遵循的一个或一组规则,特别是通过计算机:一种基本的划分算法。




现在,请假设你正在构建这样一个App:

示例App

你可以选中画布中的某几个图形(view),然后对这些图形所在的图层进行多种操作。
比如:将图层向前、向后移动、删除图层等等。



从数组中删除元素



会导致数组越界错误的删除算法

你是否会这样删除数组中的元素呢? (好吧,很早以前我确实这样写过...... -_-+)
事实上,上面的写法会导致数组越界错误(Fatal error: Index out of range)

为什么?
因为在0..<shapes.count处,for循环的range值就已经确定了。
所以当shapes的元素个数减少时,就会出现索引值超过数组元素容量个数的问题,最终导致越界错误。



不会导致数组越界错误,但是有bug的删除算法

改成while之后,可以避免崩溃问题。因为我们知道while在每次循环开始时,都会去判断循环开始的条件是否成立。
但是,这样做会产生bug,而且这个bug不容易立刻被发现!



删除两个连续的元素

因为每次循环i都会加1,所以删除连续的元素中的第一个元素时,i也会加1。
然而,这一次加1就会导致待删除的连续元素中的第二个元素被跳过。



没有bug,但是低效的删除算法

更改if部分的逻辑后,可以解决上述问题。

当然,你也可以这样写:


image.png

好像可以完美地完成删除多个元素的任务了。
但是,这个算法的效率(主要考虑时间复杂度)如何呢?

remove(at:)方法的文档



remove(at:)方法的时间复杂度

时间复杂度常用大O符号来表示,描述一个函数数量级的渐近上界。

首先,外层for在遍历数组时的时间复杂度是O(n)
然后,根据文档可以知道remove(at:)方法的时间复杂度也是O(n)
那么,这个方法整体的时间复杂度就是O(n^2)了!!! Amazing!!!



O(n^2)

如果你的数组有1000、10000个元素,那么。。。结果完全可以想象!
你的程序将会变得很低效!

那么,你现在该怎么办?



removeAll(where:)方法

removeAll(where:)方法的文档
removeAll(where:)方法的时间复杂度

这也许就是你想要的,removeAll(where:)方法的时间复杂度仅为O(n) !!!



我们来对比一下不同时间复杂度O(n)O(n^2)之间的差别:

image.png




你现在一定很好奇removeAll(where:)方法内部的算法为什么能够如此高效?

removeAll(where:)方法的实现

需要注意的是,这个方法在MutableCollection的扩展中,而且方法被标记为mutating
所以,待操作的集合一定是可变的!



接下来,看一下halfStablePartition(isSuffixElement:)的实现,这里才是高效率的关键部分:

halfStablePartition(isSuffixElement:)的实现

formIndex(after:)方法用于改变索引的值,将索引位置向后移动。
显然,halfStablePartition(isSuffixElement:)方法的复杂度仅为O(n)




至此,你也知道了标准库的强大。
所以,可以多花点时间去了解一下Swift Standard Library



继续阅读: 拥抱算法 (Embracing Algorithms) 下



参考文章:
Embracing Algorithms




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