Я недавно отправил свое резюме одной компании, которая нанимала разработчиков PHP. Они отправляют мне задание, чтобы решить, достаточно ли у меня опыта.
Задача выглядит так:
У вас есть массив с 10k уникальных элементов, отсортированный по потомкам. Функция записи, которая генерирует этот массив, и затем запись трех различных функций, которые вставляют новый элемент в массив, таким образом, что после вставки массива все еще будет сортироваться потомок. Напишите некоторый код для измерения скорости этих функций. Вы не можете использовать функции сортировки PHP.
Итак, я написал функцию для генерации массива и четыре функции для вставки нового элемента в массив.
/********** Generating array (because use of range() was to simple :)): *************/
function generateSortedArray($start = 300000, $elementsNum = 10000, $dev = 30){
$arr = array();
for($i = 1; $i <= $elementsNum; $i++){
$rand = mt_rand(1, $dev);
$start -= $rand;
$arr[] = $start;
}
return $arr;
}
/********************** Four insert functions: **************************/
// for loop, and array copying
function insert1(&$arr, $elem){
if(empty($arr)){
$arr[] = $elem;
return true;
}
$c = count($arr);
$lastIndex = $c - 1;
$tmp = array();
$inserted = false;
for($i = 0; $i < $c; $i++){
if(!$inserted && $arr[$i] <= $elem){
$tmp[] = $elem;
$inserted = true;
}
$tmp[] = $arr[$i];
if($lastIndex == $i && !$inserted) $tmp[] = $elem;
}
$arr = $tmp;
return true;
}
// new element inserted at the end of array
// and moved up until correct place
function insert2(&$arr, $elem){
$c = count($arr);
array_push($arr, $elem);
for($i = $c; $i > 0; $i--){
if($arr[$i - 1] >= $arr[$i]) break;
$tmp = $arr[$i - 1];
$arr[$i - 1] = $arr[$i];
$arr[$i] = $tmp;
}
return true;
}
// binary search for correct place + array_splice() to insert element
function insert3(&$arr, $elem){
$startIndex = 0;
$stopIndex = count($arr) - 1;
$middle = 0;
while($startIndex < $stopIndex){
$middle = ceil(($stopIndex + $startIndex) / 2);
if($elem > $arr[$middle]){
$stopIndex = $middle - 1;
}else if($elem <= $arr[$middle]){
$startIndex = $middle;
}
}
$offset = $elem >= $arr[$startIndex] ? $startIndex : $startIndex + 1;
array_splice($arr, $offset, 0, array($elem));
}
// for loop to find correct place + array_splice() to insert
function insert4(&$arr, $elem){
$c = count($arr);
$inserted = false;
for($i = 0; $i < $c; $i++){
if($elem >= $arr[$i]){
array_splice($arr, $i, 0, array($elem));
$inserted = true;
break;
}
}
if(!$inserted) $arr[] = $elem;
return true;
}
/*********************** Speed tests: *************************/
// check if array is sorted descending
function checkIfArrayCorrect($arr, $expectedCount = null){
$c = count($arr);
if(isset($expectedCount) && $c != $expectedCount) return false;
$correct = true;
for($i = 0; $i < $c - 1; $i++){
if(!isset($arr[$i + 1]) || $arr[$i] < $arr[$i + 1]){
$correct = false;
break;
}
}
return $correct;
}
// claculates microtimetime diff
function timeDiff($startTime){
$diff = microtime(true) - $startTime;
return $diff;
}
// prints formatted execution time info
function showTime($func, $time){
printf("Execution time of %s(): %01.7f s\n", $func, $time);
}
// generated elements num
$elementsNum = 10000;
// generate starting point
$start = 300000;
// generated elements random range 1 - $dev
$dev = 50;
echo "Generating array with descending order, $elementsNum elements, begining from $start\n";
$startTime = microtime(true);
$arr = generateSortedArray($start, $elementsNum, $dev);
showTime('generateSortedArray', timeDiff($startTime));
$step = 2;
echo "Generating second array using range range(), $elementsNum elements, begining from $start, step $step\n";
$startTime = microtime(true);
$arr2 = range($start, $start - $elementsNum * $step, $step);
showTime('range', timeDiff($startTime));
echo "Checking if array is correct\n";
$startTime = microtime(true);
$sorted = checkIfArrayCorrect($arr, $elementsNum);
showTime('checkIfArrayCorrect', timeDiff($startTime));
if(!$sorted) die("Array is not in descending order!\n");
echo "Array OK\n";
$toInsert = array();
// number of elements to insert from every range
$randElementNum = 20;
// some ranges of elements to insert near begining, middle and end of generated array
// start value => end value
$ranges = array(
300000 => 280000,
160000 => 140000,
30000 => 0,
);
foreach($ranges as $from => $to){
$values = array();
echo "Generating $randElementNum random elements from range [$from - $to] to insert\n";
while(count($values) < $randElementNum){
$values[mt_rand($from, $to)] = 1;
}
$toInsert = array_merge($toInsert, array_keys($values));
}
// some elements to insert on begining and end of array
array_push($toInsert, 310000);
array_push($toInsert, -1000);
echo "Generated elements: \n";
for($i = 0; $i < count($toInsert); $i++){
if($i > 0 && $i % 5 == 0) echo "\n";
printf("%8d, ", $toInsert[$i]);
if($i == count($toInsert) - 1) echo "\n";
}
// functions to test
$toTest = array('insert1' => null, 'insert2' => null, 'insert3' => null, 'insert4' => null);
foreach($toTest as $func => &$time){
echo "\n\n================== Testing speed of $func() ======================\n\n";
$tmpArr = $arr;
$startTime = microtime(true);
for($i = 0; $i < count($toInsert); $i++){
$func($tmpArr, $toInsert[$i]);
}
$time = timeDiff($startTime, 'checkIfArraySorted');
showTime($func, $time);
echo "Checking if after using $func() array is still correct: \n";
if(!checkIfArrayCorrect($tmpArr, count($arr) + count($toInsert))){
echo "Array INCORRECT!\n\n";
}else{
echo "Array OK!\n\n";
}
echo "Few elements from begining of array:\n";
print_r(array_slice($tmpArr, 0, 5));
echo "Few elements from end of array:\n";
print_r(array_slice($tmpArr, -5));
//echo "\n================== Finished testing $func() ======================\n\n";
}
echo "\n\n================== Functions time summary ======================\n\n";
print_r($toTest);
Результаты можно найти здесь: http://ideone.com/1xQ3T
К сожалению, для этой задачи у меня было только 13 баллов из 30 (не знаю, как она была рассчитана или что именно было учтено). Я могу только предположить, что это потому, что есть лучшие способы вставить новый элемент в отсортированный массив в PHP. Я уже некоторое время ищу эту тему, но ничего хорошего не нашел. Мэйби, ты знаешь о лучшем подходе или какие-то статьи на эту тему?
Кстати на моем локальном хосте (PHP 5.3.6-13ubuntu3.6 с Suhosin-Patch, AMD Athlon (tm) II X4 620) insert2() самый быстрый, но на ideone (PHP 5.2.11) insert3() самый быстрый ,
Есть идеи почему? Я полагаю, что array_splice () каким-то образом настроен:).
// EDIT
Вчера я снова подумал об этом и выяснил, как лучше делать вставки. Если вам нужна только отсортированная структура и способ ее перебора, и ваша основная задача - скорость операции вставки, тогда лучшим выбором будет использование класса SplMaxHeap. В классе SplMaxHeap вставки чертовски быстры :) Я изменил свой скрипт, чтобы показать, насколько быстры вставки. Код здесь: http://ideone.com/vfX98 (у ideone есть php 5.2, поэтому класс SplMaxHeap не будет)
На моем локальном хосте я получаю такие результаты:
================== Functions time summary ======================
insert1() => 0.5983521938
insert2() => 0.2605950832
insert3() => 0.3288729191
insert4() => 0.3288729191
SplMaxHeap::insert() => 0.0000801086