字節跳動不按照常理出牌，居然筆試的時候出這種題目 題意 題解 整理邏輯 把握主次 仔細謹慎 結尾

要說今天的題目，着實把我嚇了一跳。它實在是太不按照常理出牌了，我還是第一次見過這樣的題目，剛看到的時候覺得它有點不講武德。但是仔細想想，這題的立意以及考點還是很不錯的。用在筆試當中也非常合適，一樣有區分度。

好了，我們廢話不多說了，直接來看題吧。

題意

給定一棵樹的根節點, 在已知該樹最大深度的情況下, 求節點數最多的那一層並返回具體的層數。

如果最後答案有多層, 輸出最淺的那一層，樹的深度不會超過100000。實現代碼如下，請指出代碼中的多處錯誤：

struct Node {
    vector<Node*> sons;
};

 

void dfsFind(Node *node, int dep, int counter[]) {
    counter[dep]++;

    for(int i = 0; i < node.sons.size(); i++) {
        dfsFind(node.sons[i], dep, counter);
    }
}

 

int find(Node *root, int maxDep) {

    int depCounter[100000];
    dfsFind(root, 0, depCounter);

    int max, maxDep;
    for (int i = 1; i <= maxDep; i++) {
        if (depCounter[i] > max) {
            max = depCounter[i];
            maxDep = i;
        }
    }
    return maxDep;
}

題解

怎麼樣，是不是有點沒有想到？

爲什麼說這題出得好，就在這裏。除了自己寫代碼debug之外，對於工程師而言，閱讀並且理解其他人的代碼和邏輯也非常重要。不僅如此，想要準確地找出代碼當中的bug，也需要我們有豐富的編碼經驗。經驗不足的話，一些隱藏比較深的問題是看不出來的。而且它只是給了我們代碼，並沒有給我們測試的環境以及數據，說白了所有的問題都需要我們通過肉眼發現，對於很多不習慣肉眼debug的同學來說還是有一定難度的。

所以這道題還是很考驗同學們的水平的，真正有多少斤兩，一下子就被試出來了。

結合這道題呢，我也會分享一些我個人的關於閱讀代碼的一些技巧和方法，希望可以幫助到大家。

整理邏輯

首先我們先來看這道題目，題意我們都很好理解，也就是計算樹上每一層的元素個數，找到元素個數最多的那一層。那麼很簡單，我們把每一層的元素數量存儲下來，最後遍歷一下找到最大的。

整個題意和邏輯都算是比較清楚的，我們可以看到，題目給我們的代碼一共包含兩個函數以及一個結構體。結構體是定義的數據格式，和主體的運算邏輯關聯不大，我們可以首先搞定。結構體當中只有一個Node指針的vector，這也是一個通過指針實現樹的一個經典的寫法。

struct Node {
    vector<Node*> sons;
};

排除了結構體的問題之後，我們接下來關注的重點就是兩個函數了。

把握主次

我們剩下要搞定的兩個函數分別是find函數以及dfsFind函數，簡單略讀一下代碼就可以發現，這兩個函數之間是存在一個調用的關係的。在find函數當中調用了dfsFind函數執行了遞歸，所以find函數就是dfsFind的上層。從邏輯上來說，dfsFind執行了是通過遞歸計算每一層元素個數的工作，而find函數則是通過遍歷dfsFind得到的結果，最終進行返回。

所以這兩個函數存在一個很明顯的主次關係，當我們梳理出了代碼的主次關係之後，不同的人有不同的習慣。有些人喜歡先細枝後主幹，有些人喜歡先主幹後細節。我個人比較傾向於後者，先閱讀主幹邏輯，再去細扣具體的實現細節。所以我們先把dfsFind放在一邊，具體來看一下find函數當中的邏輯。

int find(Node *root, int maxDep) {

    int depCounter[100000];
    dfsFind(root, 0, depCounter);

    int max, maxDep;
    for (int i = 1; i <= maxDep; i++) {
        if (depCounter[i] > max) {
            max = depCounter[i];
            maxDep = i;
        }
    }

這段代碼也不長，一共只有幾行，我們一行一行來看。第一行當中我們創建了一個depCounter的數組，數組的長度是1000000。看起來沒有問題對嗎，其實有一點問題。因爲題目沒有明說樹深從1還是從0開始，如果從0開始，並且樹深爲1000000的話，需要1000001長度的數組纔可以存儲，我們這裏創建了1000000會越界引發錯誤。

一般來說我們習慣申請數組的時候，額外多幾個單位的長度可以防止極端情況下的越界。

第二行是一個遞歸調用，目前看起來沒有問題，因爲我們還沒有具體查看遞歸函數內部的實現邏輯。第三行是聲明瞭兩個變量，變量的聲明部分大家很容易一眼掃過，但其實變量聲明的地方因此反而變得隱蔽，經常有bug很難發現。這裏的變量聲明就是錯誤的，這裏聲明瞭兩個變量，兩個變量都錯了。

第一個是max是C++中的保留關鍵詞，我們一般不用這種關鍵字爲變量取名，第二個maxDep和find函數傳入的參數maxDep重名了。這樣是無法通過編譯的，因爲編譯器無法區分兩者。所以我們需要對這兩個變量更換名字，比如一個更換成maxi，另外一個更換成maxIdx。

接下來是一個循環，通過循環找到數組中的最大元素的下標。這段邏輯非常簡單，以至於很多人看不出來這裏埋了雷。埋地雷在maxi上，maxi是在函數find當中創建的局部變量，在C++當中系統是不會爲局部變量初始化的。所以這裏的maxi被聲明的時候到底默認值是多少是無法得知的。因爲我們需要通過maxi找到最大值，所以我們一開始的時候需要爲它初始化。

改完之後的代碼應該是這樣的：

int find(Node *root, int maxDep) {

    int depCounter[100000];
    dfsFind(root, 0, depCounter);

    int maxi=0, maxIdx=0;
    for (int i = 1; i <= maxDep; i++) {
        if (depCounter[i] > maxi) {
            maxi = depCounter[i];
            maxIdx = i;
        }
    }
    return maxDep;
}

仔細謹慎

最後我們閱讀一下dfsFind函數，這個函數也簡單，只有三行，實現了一個遞歸統計的功能。很多人一樣會匆匆一眼掃過去會發現好像沒什麼問題。但魔鬼都藏在細節裏，越是看起來沒問題的地方越可能有問題，一定要仔細謹慎，千萬不可以想當然。

void dfsFind(Node *node, int dep, int counter[]) {
    counter[dep]++;

    for(int i = 0; i < node.sons.size(); i++) {
        dfsFind(node.sons[i], dep, counter);
    }

這一段代碼當中有兩個問題，我先說其中比較明顯的，這裏比較明顯的問題是我們遞歸的時候傳入的不應該是dep而應該是dep+1。這裏的dep表示樹深，我們處理完當前深度的節點之後，再往下顯然處理的應該是下一層節點，既然是下一層節點，那麼它的深度顯然應該需要+1。

第二個問題比較隱蔽，需要非常仔細才能發現，關於變量node。這裏的node類型是Node的指針，對於指針類型的變量，我們是不可以通過.操作去訪問它指向的結構體當中的成員變量的，想要訪問只能通過->符號來訪問，下面遞歸的時候的傳參同樣有這個問題。由於我們是眼睛來閱讀代碼，而不是編譯器編譯，所以很容易忽略這個細節。而且還有些同學可能對於C++的指針本身就不是很熟悉，這樣一來就更難發現了。

最後，我們來貼一下所有找到的bug。

void dfsFind(Node *node, int dep, int counter[]) {
    counter[dep]++;

    for(int i = 0; i < node->sons.size(); i++) {   // node需要需要->符號
        dfsFind(node->sons[i], dep+1, counter);    // node需要用->符號，dep+1替換dep
    }
}

 

int find(Node *root, int maxDep) {

    int depCounter[100005];  // 數組長度增加5
    dfsFind(root, 0, depCounter); 

    int maxi = 0, maxIdx = 0; // 變量重新命名，並且初始化
    for (int i = 1; i <= maxDep; i++) {
        if (depCounter[i] > maxi) {
            maxi = depCounter[i];
            maxIdx = i;
        }
    }
    return maxIdx;
}

結尾

這一段短短的邏輯當中，我們一共找到了大大小小七八個bug。這些bug當中有些很明顯，有些則相對隱蔽，想要全部找齊的確不是一件容易的事情，一不小心就遺漏了。

不僅是筆試做題，我們在日常的編碼過程當中也是一樣的，對於我們編寫的代碼一定要小心謹慎，抱有精益求精不斷追求卓越的心思，纔可以讓寫出來的代碼質量越來越好。另外我們也要養成肉眼debug的習慣，不是所有情況下我們都可以有調試工具可以使用的，有的時候逼自己一把，不妨也是一種進步的途徑。