数羊（Beatrix Trotter）Javascript

Question

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

我相信我的代码考虑了所有测试用例，我唯一的问题是它不能在 codewars 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？？也有测试循环是否无限的最佳实践。

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

以下代码没有特殊优化，并使用了所有 ECMA-262 ed 3 方法。它运行全套测试用时 339 毫秒。

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 次迭代后得到解决，但是 125、1250、12500 等需要 73 次迭代，我认为这是所有数字中最多的。

由于 Array 方法可能很慢，这里有一个字符串版本，大约是 twice as fast:

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 while (found.length) 不是最优的，但它通常只计算大约 10 次，因此移动到条件之外并不是很重要。另一种方法是包括一个计数器，每次向 found 添加一个数字时该计数器就会递增，但这并不是真正的优化性能，而是找到一些合理的工作并通过 (未公开）在 codewars 进行测试。

Answer 2

另一种方法：

    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));

Answer 3

当性能很重要并且可读性降低不是问题时，您应该：

首选 for 和 while 循环而不是像 map、forEach...
[= 这样的内置函数138=]
在 JavaScript 的最近 (2016) 版本中，看起来 for 循环，特别是反向 for 循环，是性能最高的选项。

另外，请记住您不需要使用它的 3 个表达式。例如，对我来说...:[=61=]
```
let found = 0;

for (;found < 10;) {
```
和
```
let j = chars.length;

for (;j;) {
```
始终return比初始化槽中的初始化和 while 循环获得更好的结果，尽管在后一种情况下差异并不大。

有关更多信息，请参阅 Javascript Performance: While vs For Loops
在while或for的表达式中使用foo.bar时，如for (let i = 0; i < array.length; ++i)，优先声明限制条件上面这样它就不会每次都被评估，因为这涉及到 object lookup:
```
const totalElements = array.length;

for (let i = 0; i < totalElements; ++i) { ... }
```
首选预增量而不是 post-增量。后者会创建一个临时变量存储预增量值，return给你，而前者会先做增量，然后return增量值。不需要临时变量。

有关详细信息，请参阅 post increment vs pre increment - Javascript Optimization

其实，如果不管用哪个结果都是一样的，那我建议大家尽量使用预增。
避免使用具有等效表达式的内置方法。例如，(n + '') 比 n.toString() 更高效。
避免类型转换，更喜欢使用整数而不是浮点数或字符串作为现代 JS 引擎标记变量类型。这意味着，一方面，更改类型会降低性能，另一方面，始终如一地使用它们将允许引擎进行一些特定于类型的优化。

有关这方面的更多信息，请参阅 https://www.html5rocks.com/en/tutorials/speed/v8/
尽可能使用 bitwise operators。例如，整数除法可以用 Math.floor(a /b) 或 a / b | 0 完成，速度几乎是原来的两倍。

有关 JavaScript 中整数除法的更多信息，请参阅这个有趣的线程：How to perform integer division and get the remainder in JavaScript?
首选对象查找（object.prop 或 object['prop']）而不是使用 Array.prototype.indexOf(...).

见
避免使用 arrays 和 objects 以及相关方法，当有更简单的结构或不可变数据结构的替代方法时。

例如，@RobG 的解决方案使用splice。虽然我不知道内部实现，但可能它正在移动已删除元素之后的元素以再次压缩数组并更新其 length。

然而，在我的解决方案中，数组的 length 始终相同，您只需将其值从 false 更改为 true，这涉及的开销要少得多，因为不需要重新分配 space.
尽可能使用类型化数组，尽管我在这里尝试了 Uint8Array，都分配了 true 和 1，其中 none 得到了改进时代;前者实际上几乎使时间翻了一番，而第一个使它们或多或少保持不变。也许它有一个 BooleanArray 它可以工作。

请记住，这只是我认为可能有助于加快示例速度的一些技术或功能的列表。我强烈建议您也阅读我添加的外部链接，以便更好地理解它们的工作方式和原因以及它们可以应用到的其他地方。

此外，一般来说，代码越低，即使用基本数据类型和操作，性能最高。

为了证明这一点，下面我将向您展示此代码的高度优化版本，它使用整数除法 (n / 10) | 0 和余数 (%)。

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`);

   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，但仍然将 number 变量 n 转换为 string 并使用 String.prototype.split() 得到它的数字。

比上面慢了将近5倍！

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`);

   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

数羊（Beatrix Trotter）Javascript

Counting Sheep (Beatrix Trotter) Javascript

javascript

performance

runtime

infinite-loop