(WWDC) 拥抱算法 (Embracing Algorithms) 下

在阅读此文前，请先阅读 拥抱算法 (Embracing Algorithms) 上 。

---

在数组中移动元素

将图层移动到最前面

如果你要将图中选中的图形移动到最前面，你会如何编写你的逻辑代码？

将元素移动到最前面

很难过，这个算法复杂度太高！

复杂度太高的算法

stablePartition(isSuffixElement:) 方法可以满足要求，该方法的时间复杂度为O(nlogn)！

用stablePartition(isSuffixElement:)方法即可

stablePartition(isSuffixElement:)的文档

时间复杂度为O(logn)，这是个怎样的规模？
请注意，这里的logn是以2为底n的对数，即 log₂n。
一般来说，复杂度中含有logn的算法都使用了二分法。

O(n) 和 O(logn) 的对比

然后，再来观察时间复杂度为O(nlogn)又是一个怎样的规模。

O(n) 和 O(nlogn) 的对比

---

再来看另一个例子

bringForward()

这个方法的作用是依次移动选中的图形元素，使这些元素聚集到选中的最前面的那个元素的前一个位置处，并使这些被移动的元素保持原有的相对位置。除此之外，还要保证其他未选中的元素的相对位置不改变。

请看效果图：

移动前

移动后

然后，仔细观察下面的图片：

移动前

移动前

你是否想起了前面用到的stablePartition算法？

现在来改写这个方法的内部实现算法！

改写算法

首先，获取到符合条件的首个元素的前一个位置。

切片操作

然后通过切片，获取你真正需要操作的那部分元素。

移动未选中的元素到末尾

最后，移动未选中的元素到数组末尾，并保持这些元素的相对位置不变。
Okay, well done!

需要注意，这里的shapes[predecessor...]的类型为ArraySlice。
你可以理解为，这个切片就是对原始数组的引用。
所以，这里stablePartition方法可以通过切片来修改原始数组的值。

---

封装你的算法

一般来说，我们都会倾向于封装常用的算法，通过提高代码的复用率来减少工作量。
比如我们经常会用到快速排序算法，在Swift标准库中就集成了Collection类型中的sorted(by areInIncreasingOrder: (Element, Element) -> Bool)方法。
你需要做的就是给这个方法传入一个谓词函数(predicate)来决定元素的排序顺序。

现在，我们来封装Canvas类专用的算法，然后使其抽象并可用于所有的MutableCollection。

首先，将扩展的类改为Array，并将元素类型指定为Shape。

然后，去掉shapes数组的调用，改为self。

接下来，让传入的谓词函数来决定元素的排序顺序。

然后，更改类型为MutableCollection，并去掉对于元素类型的限制。

有编译错误？别紧张！
千万不要像这样操作。

其实，可以将predecessor的获取方法独立出来，而且抽象化。

到这里，这个算法的封装完成了吗？

你还需要为你的方法加上必要的注释，以便后续的使用。
毕竟，被抽象后的算法不再针对性地去解决某个具体的问题，而是解决某一类问题。
所以，你要讲清楚该算法的用途。
而且，你需要注明算法的时间复杂度，方便调用者评估算法的整体性能。

通过Xcode，可以很方便地查看这些方法的文档！

以下为stablePartition方法的源码，可以看到二分法的使用：

extension MutableCollection {
    /// Moves all elements satisfying `isSuffixElement` into a suffix of the collection,
    /// preserving their relative order, returning the start of the resulting suffix.
    ///
    /// - Complexity: O(n log n) where n is the number of elements.
    /// - Precondition: `n == self.count`
    mutating func stablePartition(count n: Int, isSuffixElement: (Element) -> Bool) -> Index {
        if n == 0 { return startIndex }
        if n == 1 { return isSuffixElement(self[startIndex]) ? startIndex : endIndex }
        let h = n / 2, i = index(startIndex, offsetBy: h)
        let j = self[..

至于rotate(shiftingToStart:)方法的源码，可以在Swift Algorithms Prototype 中查看。

原文中的最后还有一个例子，也是关于stablePartition方法的使用，有兴趣请自行查看参考文章。

---

参考文章：
Embracing Algorithms

转载请注明出处，谢谢~