每日一例 | 从算法角度看代码的优化：整数反转
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2021-05-14 15:38
题目来源：力扣（LeetCode）
链接：https://leetcode-cn.com/problems/reverse-integer
难度：简单
题目描述
给你一个 32 位的有符号整数 x ，返回将 x 中的数字部分反转后的结果。
如果反转后整数超过 32位的有符号整数的范围 [−231, 231 − 1] ，就返回 0。
假设环境不允许存储 64位整数（有符号或无符号）。
示例 1：
输入：x = 123
输出：321
示例 2：
输入：x = -123
输出：-321
示例 3：
输入：x = 120
输出：21
示例 4：
输入：x = 0
输出：0
提示：
-2^31 <= x <= 2^31 - 1
解题过程
第一次提交
拿到这个题我的第一反应是将数值转成字符串，然后反向输出字符串，然后再将字符串转为整数，当然会判断整数是否包含符号，所以我的第一次提交也是这样的思路：
class Solution {
public int reverse(int x) {
if (x == 0) {
return 0;
}
String valueOf = String.valueOf(x);
char[] chars;
StringBuilder numberBuilder;
if (valueOf.startsWith("-") || valueOf.startsWith("+")) {
chars = valueOf.substring(1).toCharArray();
numberBuilder = new StringBuilder(valueOf.substring(0, 1));
} else {
chars = valueOf.toCharArray();
numberBuilder = new StringBuilder();
}
for (int i = chars.length - 1; i >= 0; i --) {
numberBuilder.append(chars[i]);
}
int result = 0;
try {
result = Integer.parseInt(numberBuilder.toString());
} catch (NumberFormatException e) {
return result;
}
return result;
}
}
虽然所有测试用例都通过了，但是代码很长，而且性能也不好：
第二次提交
然后我考虑换种解法，先想到的是递归，但是由于要用过程值，所以递归是行不通的，这里走了好多弯路。但你如果只是像反向打印输出一个整数的话，是可以用递归算法的：
public static void printOut(int n) {
if (n >= 10) {
printOut(n / 10);
}
System.out.println(n % 10);
}
比如输出12333，打印结果：
接着，我反向推到了下过程，理清了思路：上次余数乘以10，加上本次余数，但是每一次的被除数都是上次的商，比如211，反转后是112，第一次的余数是1，商是21，下一次的被除数是21余数是是1，商是2，再下一次被除数是2，余数是2，商是0，这时候就结束了。将上面的流程整理成代码是这样的：
class Solution {
public static int reverse(int i) {
long result = 0;
while ( i != 0) {
int yu = i % 10;
result = result * 10 + yu;
i = i / 10;
}
return (int)result == result ? (int)result : 0;
}
}
代码更简洁了，而且性能也比上面更好：
只是逻辑上更复杂更抽象了，但只要你理清了思路，上面的代码你也可以写出来。
代码优化
你觉得上面的代码还有优化的空间吗？其实还可以优化成这样：
class Solution {
public static int reverse(int i) {
long result = 0;
while ( i != 0) {
result = result * 10 + i % 10;
i = i / 10;
}
return (int)result == result ? (int)result : 0;
}
}
虽然，相比第二次提交其实就只删除了一个变量，但代码的内存消耗方面的性能表现更好了：
优化前，内存消耗是35.5 MB，优化之后35.3MB，第一次提交的执行用时: 3 ms,内存消耗: 35.8 MB，从这一点上看，代码的优化是非常必须的，毕竟系统崩溃的时候没有一行代码是无辜的
总结
算法算是一个特别特别基础，但是又特别考验编程实力的技能，随着这项技能的不断提升和精进，你不仅可以写出更高效，更健壮的系统，同时你考虑问题的角度也会比别人更专业，更有深度，而这些是与系统、与语言无关的；从更实际的角度来说，当你算法能力够强的时候，你在写业务代码的时候也会尽可能减少不必要对象的的创建、冗余代码，因为你知道每一个不必要的操作，对系统而言都是不必要内存的消耗，都为系统的崩溃埋下了雷，今天的算法优化就很好地体现了这一点。
我知道，坚持学习本身很难，偶尔（就刚刚）我也想放纵一下，想躺着的玩手机，想啥都不干，但是当我硬着头皮站在新的起跑线上的时候，当我开始做这件事的时候，我觉得我又可以了，我觉得坚持过当下就好……
而且当我静下心来的时候，我觉得娱乐和放纵本身并不能给我满足，当一切的想法都得到满足的时候，反而会让我感受到更大失落、空洞……
现在的我，坚持的意义就是靠输出倒逼自己输入，如果非要找一个坚持的理由，那就是我不满意自己当下的生活，我想做自己觉得对的事，我希望通过这些事让自己的生活更充实，更有意义，未来某一天，我希望自己回首这段时光的时候，心怀感激，满心欢喜。
当然，有时候我也会很困惑，很迷茫，不知道应该分享些什么，不知道应该如何学习，感觉自己似乎进入到了一个封闭的空间，不知道该往哪里去，也不知道该如何摆脱这一切？
但当每一个阳光明媚的早上来临的时候，一切又可以重新开始了，一切都充满了希望。在我的认知里，我觉得自己是一个积极乐观的人，我相信明天，我相信未来，我总相信事情都会越来越好，也想想越努力越幸运，所以我不想给自己的人生设限，不想给自己贴标签，但我会坚持自己的选择，按照自己的节奏用心生活，我特别喜欢罗曼罗兰的一句话——有一种英雄主义就是认清了生活的真相，却依然热爱它。
现在我把这句话也送给你，也许生活很残酷，超出了你的认知极限，黑暗、肮脏、毁三观，但依然有人在用心生活，深处泥淖，依然有人在仰望星空；也许生活很美好，充满了欢声笑语，让你感受到满心欢喜，但依然有人选择放弃生命，放弃希望。倒不是说你必须成为什么样的人，做什么事，只是希望你知道自己在做什么，自己想做什么，此时此刻你是否对当下的生活满意，毕竟生活的点点滴滴都是选择，遵循内心最真实的感受，最真实的想法，或坚持，或放弃，只要你感觉舒适就好，只要你觉得值得就好，至于其他人说什么倒是无足轻重的了……
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