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许多困难的LeetCode问题实为简单的约束问题 -- Many hard LeetCode problems are easy constraint problems

文章摘要

文章指出,许多在LeetCode上被视为困难的算法问题,实际上可以通过约束求解器轻松解决。作者以找零问题为例,说明贪心算法在某些情况下并不适用,而动态规划虽然有效,但实现复杂。相比之下,使用如MiniZinc这样的约束求解器,可以简洁高效地找到最优解,避免了手动编写复杂算法的麻烦。

文章总结

标题:许多LeetCode难题实际上是简单的约束问题

在作者大学毕业后的第一次面试中,他被问到了一个“找零问题”:给定一组硬币面额,找出用最少数量的硬币凑出指定金额的方法。例如,对于美国硬币和37美分,最少需要4枚硬币(25美分、10美分和2枚1美分)。作者当时使用了贪心算法,但这种方法只适用于“良好”的硬币面额。如果硬币面额为[10, 9, 1],贪心算法需要10枚硬币,而最优解只需要4枚(10+9+9+9)。正确的解法是使用动态规划算法,但作者当时并不了解这种方法,因此面试失败。

然而,如果使用约束求解器(如MiniZinc),这个问题就变得非常简单。通过将问题转化为约束求解问题,可以轻松找到最优解。许多类似的面试问题都是数学优化问题,需要在满足约束条件的情况下找到函数的最大值或最小值。这些问题在编程语言中很难解决,因为编程语言过于底层,而约束求解器正是为解决这类问题而设计的。

更多例子:

  1. 股票买卖问题:给定一天的股票价格列表,找出通过买入和卖出股票可以获得的最大利润。这个问题可以通过O(n^2)或O(n)的算法解决,但使用约束求解器可以更简单地表达为约束问题。

  2. 三数之和为零问题:给定一个列表,判断是否存在三个数通过加减运算得到0。这是一个满足性问题,而不是优化问题,使用约束求解器可以轻松解决。

  3. 最大矩形面积问题:给定一个表示柱状图高度的整数数组,返回柱状图中最大矩形的面积。传统的解法需要复杂的状态跟踪,但通过约束求解器可以绕过这些复杂性。

约束求解器的优势:

约束求解器的运行时间虽然不可预测,且通常比理想的自定义算法慢,但它们比糟糕的自定义算法表现更好。此外,约束求解器在处理新约束时表现出色。例如,在股票买卖问题中,如果增加“最多进行max_sales次买卖”和“最多持有max_hold只股票”的约束,传统的算法会变得非常复杂,而约束求解器只需稍作修改即可解决。

总结:

许多LeetCode难题实际上是简单的约束问题,使用约束求解器可以更轻松地解决这些问题。虽然约束求解器的运行时间可能不如理想的自定义算法,但它们在处理复杂约束和避免编写错误算法方面具有显著优势。

评论总结

评论主要围绕面试中使用约束求解器(constraint solver)的合理性以及技术面试的有效性展开,观点分为支持和反对两派。

支持使用约束求解器的观点: 1. 工具选择的重要性:评论者认为应根据问题选择合适的工具,使用约束求解器是合理的。 - "Use the right tool for the right job!" (taylodl) - "If you need to solve a constraint problem, use a constraint solver." (hermannj314)

  1. 多样化的技能展示:使用约束求解器展示了候选人的广泛知识和经验,尤其是在实际应用中。
    • "I would be blown away if a candidate solved it using DP and then said 'but let me show you how to use a constraint solver'. Immediate hire." (ripped_britches)
    • "SAT, SMT, and constraint solvers are criminally underutilized in the software industry." (drob518)

反对在面试中使用约束求解器的观点: 1. 面试目的不符:评论者认为面试的目的是测试候选人的算法能力和创造力,而不是依赖现成工具。 - "The point of these problems is to test your cleverness. That’s it." (kccqzy) - "Using a constraint solver defeats the purpose of the interview." (qnleigh)

  1. 缺乏对核心问题的理解:使用约束求解器可能掩盖了候选人对问题本质的理解,尤其是在性能和资源使用方面。
    • "They won’t be able to guarantee running time, space usage, or (probably for most tools) even a useful progress indicator." (dataflow)
    • "The problem isn’t merely that they used another tool - the problem is that they abstracted away critical details." (dataflow)

对技术面试的批评: 1. 面试内容与实际工作脱节:评论者指出,许多面试问题(如LeetCode)与实际工作需求不符,且过于依赖“技巧”。 - "The mature, state-of-the-art software companies do not give me leetcode problems to solve." (cobbzilla) - "LeetCode is more about finding the hidden 'trick' that makes the solution." (cratermoon)

  1. 面试应更注重实际能力:面试应评估候选人的编码能力、问题解决思路和沟通能力,而非仅仅是否知道特定算法。
    • "The point is whether the candidate knows how to code (without AI), can explain themselves and walk through the problem." (theaf)
    • "An interview shouldn’t be an university exam." (theaf)

总结:评论者普遍认为,虽然约束求解器在实际应用中非常有用,但在面试中使用可能无法有效评估候选人的算法能力和创造力。同时,许多人对当前技术面试的形式提出了批评,认为其过于依赖“技巧”且与实际工作脱节。