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python - 给定一百万个数字的字符串,返回所有重复的 3 位数字

coder 2023-04-29 原文

几个月前,我在纽约接受了一家对冲基金公司的面试,不幸的是,我没有得到数据/软件工程师的实习机会。 (他们还要求在 Python 中提供解决方案。)

我在第一个面试问题上几乎搞砸了......

Question: Given a string of a million numbers (Pi for example), write a function/program that returns all repeating 3 digit numbers and number of repetition greater than 1

例如:如果字符串是:123412345123456,那么函数/程序将返回:

123 - 3 times
234 - 3 times
345 - 2 times

在我面试失败后他们没有给我解决方案,但他们确实告诉我解决方案的时间复杂度恒定为 1000,因为所有可能的结果都在:

000 --> 999

现在我正在考虑它,我认为不可能提出一个恒定时间算法。是吗?

最佳答案

你很轻松,你可能想为一个量化分析师不懂基本算法的对冲基金工作:-)

没有方法可以在 O(1) 中处理任意大小的数据结构,如果在这种情况下,您需要至少访问每个元素一次。在这种情况下,您可以希望的 最佳O(n),其中 n 是字符串的长度。

Although, as an aside, a nominal O(n) algorithm will be O(1) for a fixed input size so, technically, they may have been correct here. However, that's not usually how people use complexity analysis.

在我看来,您可以通过多种方式给他们留下深刻印象。

首先,通知他们在 O(1)不可能这样做,除非你使用上面给出的“可疑”推理。

其次,通过提供 Pythonic 代码展示您的精英技能,例如:

inpStr = '123412345123456'

# O(1) array creation.
freq = [0] * 1000

# O(n) string processing.
for val in [int(inpStr[pos:pos+3]) for pos in range(len(inpStr) - 2)]:
    freq[val] += 1

# O(1) output of relevant array values.
print ([(num, freq[num]) for num in range(1000) if freq[num] > 1])

这个输出:

[(123, 3), (234, 3), (345, 2)]

当然,您可以根据需要修改输出格式。

最后,通过告诉他们 O(n) 解决方案几乎肯定没有问题,因为上面的代码在不到半秒的时间内为一百万位数的字符串提供了结果。它的扩展似乎也相当线性,因为一个 10,000,000 个字符的字符串需要 3.5 秒,而一个 100,000,000 个字符的字符串需要 36 秒。

而且,如果他们需要比这更好,有办法将这类东西并行化,可以大大加快速度。

由于 GIL,当然不在 单个 Python 解释器中,但您可以将字符串拆分为类似的内容(需要 vv 指示的重叠以允许正确处理边界区域):

    vv
123412  vv
    123451
        5123456

您可以将这些分包给单独的工作人员,然后再合并结果。

输入的拆分和输出的组合可能会淹没任何小字符串(甚至可能是百万位数的字符串)的节省,但对于更大的数据集,它可能会产生影响。我常用的“衡量,不要猜测”的口头禅当然适用于此。


这句话也适用于其他可能性,例如完全绕过 Python 并使用可能更快的不同语言。

例如,以下 C 代码与早期的 Python 代码在相同的硬件上运行,在 0.6 秒内处理 亿 百万位数字,与 Python 代码处理的时间大致相同 < em="">一百万。换句话说,快得多:

#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main(void) {
    static char inpStr[100000000+1];
    static int freq[1000];

    // Set up test data.

    memset(inpStr, '1', sizeof(inpStr));
    inpStr[sizeof(inpStr)-1] = '\0';

    // Need at least three digits to do anything useful.

    if (strlen(inpStr) <= 2) return 0;

    // Get initial feed from first two digits, process others.

    int val = (inpStr[0] - '0') * 10 + inpStr[1] - '0';
    char *inpPtr = &(inpStr[2]);
    while (*inpPtr != '\0') {
        // Remove hundreds, add next digit as units, adjust table.

        val = (val % 100) * 10 + *inpPtr++ - '0';
        freq[val]++;
    }

    // Output (relevant part of) table.

    for (int i = 0; i < 1000; ++i)
        if (freq[i] > 1)
            printf("%3d -> %d\n", i, freq[i]);

    return 0;
}

关于python - 给定一百万个数字的字符串,返回所有重复的 3 位数字,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/47581326/

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