算法系列教程01 - 开篇语和开篇算法题：FizzBuzz问题

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开篇语

为何要写算法系列教程呢？由于最近刚看完《Algorithms, 4th Edition》这本经典算法书（电子书，中英版网上都有下载），有了些新收获，以为那些零散的知识点和经验有必要也值得花时间好好整理一下。另外，我本身的算法知识应该尚未达到去学好“机器学习”这门学科的程度，在写教程的同时我也会不断学习，我想和你们一块儿用算法这把钥匙开启“机器学习”这扇大门，去探索算法是如何让机器“学习”的。

为何要学习算法呢？我我的以为最终目的仍是为了提升本身的职场竞争力。算法的本质就是解决问题，因此学习算法本质上是在提升解决问题的能力，这是职场最重要的能力之一。另外，若是你想在面试中表现得更加出色，也要对算法有必定程度的掌握。

写教程是很耗费精力的，并且学习算法是很枯燥的，但若是你们都能参与进来一块儿交流讨论，那么整个过程就是不断进行头脑风暴、集思广益的过程，这会是我继续写做的动力，这也会使得枯燥的算法学习之路变得有趣，并让每一个人收获满满。

为了更方便你们利用碎片化的时间学习，更好的利用空闲时间在手机上阅读，这个系列的每一篇文章我都会精心排版，并且每一篇文章阅读时间都不会太长，会尽可能控制在 6 分种之内（不包括思考的时间）。

这个系列会包含三部份内容。第一部分是算法基础，因为算法和数据结构是密切相关的，因此也会讲到一些数据结构的知识，但不会讲太细。第二部分以常见的算法案例解析为主，包括解析一些算法面试题。第三部分是算法在机器学习中的应用，因为我本身也没有学习过机器学习，因此这部分是探索式和交流式的，我会把我学到的用我理解写出来，但愿你们能参与进来一块儿交流。

这个系列的文章代码选择用 JavaScript 语言来编写，程序语言都是相通的，我相信你看了 JavaScript 写的算法实现能够很快用你熟悉的语言写出来。但第三部分的机器学习相关内容，可能选用 Python，如今还不肯定。

但愿这个算法系列教程能帮助你们在从此的编程道路上驾轻就熟。

开篇算法题：FizzBuzz

好了，咱们今天以一个算法问题 FizzBuzz 来开篇吧。FizzBuzz 是一个很是典型的用来面试的算法题。下面是 FizzBuzz 的天然语言描述：

编写一个程序，打印 1 到 100 中的数字，但能被 3 整除的变为“Fizz”，能被 5 整除的变为“Buzz”，既能被 3 整除又能被 5 整除的变为“FizzBuzz”。

一看是否是很简单？确实很简单。看完题，随手就能写出下面的代码：

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)
}
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和需求吻合，好像没什么问题。等等，仔细检查，这段代码问题大了，FizzBuzz永远没有输出的机会，例如遇到 i=15 仍是会输出Fizz。这是初级程序员很容易犯的一个错误，拿到需求后直接就是一通写，对需求的理解比较生硬，不容易考虑到上下文的关联关系。纠正后的写法是将第 4 行的 if 条件放到最前面：

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)
}
复制代码

这样写是对的，但若是是面试，这个答案只能算是及格。如何能作到优秀呢？我总结写算法能够分为三个步骤：

第一步是实现，即按照需求把算法写对了，让程序能正确的运行；第二步是优化，即下降复杂度，让程序运算更高效。第三步是美化，即让代码看起来美观简洁，这一步不少时候会灵活运用到程序语言自己的语法糖，但简洁有时候会牺牲代码的易读性，这须要在实际场景中稍做权衡。

作到这三步，我以为应对面试中的算法题就能够拿优秀了。

前面咱们已经完成了写 FizzBuzz 算法的第一步，咱们再来作第二步：优化。既能被 3 整除又能被 5 整除，咱们很天然会想到 3 和 5 的最小公倍数：15，能被 15 整除的数必定也是既能被 3 整除又能被 5 整除的。也就是说上面的第二行代码能够只对 i 判断一次（而不是两次），下面是优化后的代码：

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)
}
复制代码

咱们再来看第三步：美化。上面咱们写这个算法用了 6 行代码（包括大括号），若是要减小代码量，能减小到多少行呢？这里给到 2 行的实现方案：

for (let i = 0; i < 100; )
  console.log((++i % 3 ? '' : 'Fizz') + (i % 5 ? '' : 'Buzz') || i)
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这个实现来自 Reddit 。固然也能够写成一行，但写成两行阅读体验更好。这段代码很好理解，我就不解读了，有疑问能够在留言区留言提问。

最后，对于 FizzBuzz 算法问题，你有其它的实现方案吗？欢迎在留言区讨论。

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