为什么数据结构与算法，对前端开发很重要？

Posted 2021-04-25 StuQ

作者｜LeuisKen

原文链接：  

https://github.com/LeuisKen/leuisken.github.io/issues/2

工作中，很多前端工程师都没有意识到数据结构与算法对前端的重要性，认为数据结构与算法只是一项面试的通关技能，如果你在做前端项目时尝试过用数据结构与算法去解决一些特定问题，我相信你一定会有很多意外的收获。

从一个需求谈起

在我之前的项目中，曾经遇到过这样一个需求，编写一个级联选择器，大概是这样：

图中的示例使用的是Ant-Design的Cascader组件。

要实现这一功能，我需要类似这样的数据结构：

一个具有层级结构的数据，实现这个功能非常容易，因为这个结构和组件的结构是一致的，递归遍历就可以了。

但是，由于后端通常采用的是关系型数据库，所以返回的数据通常会是这个样子：

前端这边想要将数据转换一下其实也不难，因为要合并重复项，可以参考数据去重的方法来做，于是我写了这样一个版本。

还好keys的长度只有3，这种东西长了根本没办法写，很明显可以看出来这里面有重复的部分，可以通过循环搞定，但是想了很久都没有思路，就搁置了。

后来，有一天晚饭后不是很忙，就跟旁边做数据的同事聊了一下这个需求，请教一下该怎么用循环来处理。他看了一下，就问我：“你知道trie树吗？”。我头一次听到这个概念，他简单的给我讲了一下，然后说感觉处理的问题有些类似，让我可以研究一下trie树的原理并试着优化一下。

讲道理，trie树这个数据结构网上确实有很多资料，但很少有使用javascript实现的，不过原理倒是不难。尝试之后，我就将transObject的代码优化成了这样。（关于trie树，还请读者自己阅读相关材料）

这样，解决方案就和keys的长短无关了。

这大概是我第一次，真正将数据结构的知识和前端项目需求结合在一起。

再谈谈我在面试遇到的问题

目前为止我参加过几次前端开发方面的面试，确实有不少面试官会问道一些算法。通常会涉及的，是链表、树、字符串、数组相关的知识。前端面试对算法要求不高，似乎已经是业内的一种共识了。虽说算法好的前端面试肯定会加分，但是仅凭常见的面试题，而不去联系需求，很难让人觉得，算法对于前端真的很重要。

直到有一天，有一位面试官问我这样一个问题，下面我按照自己的回忆把对话模拟出来，A指面试官，B指我：

A：你有写过瀑布流吗？

B：我写过等宽瀑布流。实现是当用户拉到底部的一定高度的时候，向后端请求一定数量的图片，然后再插入到页面中。

A：那我问一下，如何让几列图片之间的高度差最小？

B：这个需要后端发来的数据里面有图片的高度，然后我就可以看当前高度最小的是哪里列，将新图片插入那一列，然后再看看新的高度最小的是哪一列。

A：我觉得你没有理解我的问题，我的意思是如何给后端发来的图片排序，让几列图片之间的高度差最小？

B：（想了一段时间）对不起，这个问题我没有思路。

A：你是软件工程专业的对吧？你们数据结构课有没有学动态规划？

B：可能有讲吧，但是我没什么印象了。

对话大概就是这样，虽然面试最终还是pass了，但这个问题确实让我很在意，因为我觉得，高度差“最”小，真的能用很简单的算法就解决吗？

这个问题的实质，其实就是有一个数组，将数组元素分成n份，每份所有元素求和，如何使每份的和的差最小。

搜索上面这个问题，很快就能找到相关的解答，很基本的一类动态规划问题——背包问题。

之前我确实看过背包问题的相关概念（也仅仅是相关概念）。当时我看到这样一段话：

许多使用递归去解决的编程问题，可以重写为使用动态规划的技巧去解决。动态规划方案通常会使用一个数组来建立一张表，用于存放被分解成众多子问题的解。当算法执行完毕，最终的解将会在这个表中很明显的地方被找到。

后面是一个用动态规划重写斐波那契数列的例子。我看到它只是将递归的结果，保存在了一个数组中，就天真的以为动态规划是优化递归的一种方法，并没有深入去理解。

不求甚解，确实早晚会出问题的。当时我虽然以为自己知道了算法的重要性，但其实还是太年轻。

动态规划可以求解一类“最优解”问题，这在某种程度上让我耳目一新。由于本文主要还是为了说明数据结构与算法对于前端的意义，关于动态规划的细节，本文也不会涉及，而且水平确实也不够。网上有许多非常好的博文，尤其推荐《背包九讲》。

多说两句—— 一道思考题

将如下扁平对象，转为树形对象。parent字段为空字符串的节点为根节点：

这个需求在前端其实也很实际，示例中的对象是一个公司组织结构图。如果需求是让你在前端用svg之类的技术画出这样一张图，就需要这个功能。（另外我想到的一种应用场景，就是在前端展示类似windows资源管理器的文件树）

我当时想了很久，没有想到一个循环解决的方法，后来在stackoverflow上找到了答案：

这段代码，就是利用了JavaScript里面的引用类型，之后的思路，和操作指针没什么区别，就是构造一棵树。

但对于我来说，从来都没有往树和指针的那方面思考，就很被动了。

结语

以上列举了三道题，希望可以引起大家对于在前端应用数据结构与算法相关知识的共鸣。

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看完这篇文章，你还认为前端工程师不需要学算法和数据结构吗？如果你是搞后端的，那就更有必要学习啦！

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