LeetCodeでRubyとアルゴリズムを学びたい#1【67. Add binary】

今まではpaizaのスキルチェックで試行錯誤してプログラミングの練習をしていました。ただpaizaのルール上ソースコードの公開ができず、他の人のコードを見ることが出来ません。

そこで見つけたのがLeetCodeなるGAFAなどで出題されているコーディングテストの問題が公開されているサービスを発見したので、挑戦してみました。

2つの2進数を足して合計を返したい

今回は挑戦した問題が「Add Binary」という問題でした。詳細は下記を参照してください。

67. Add Binary | LeetCode

2つの2進数を受け取り、合計を2進数で返すメソッドを作成すればいい問題です。

渡される値と返す値はこんな感じです。

Exapmple 1:

Input: a = "11", b = "1"
Output: "100"

Example 2:

Input: a = "1010", b = "1011"
Output: "10101"

こんなメソッドを作ればいいんでしょ？

def add_binary(a, b)
# ...
end

add_binary("1010", "1011")
#=> "10101"

「簡単そう…」と初めは思っていたんですが、気づいたら1時間以上もこの問題でハマってしまったので、復習を兼ねたアウトプットをしてきます。

実際に1時間以上も掛けたコード

def add_binary(a, b)
  length = a.size > b.size ? a.size : b.size
  result, carry = [], 0


  1.upto(length) do |i|
    sum = a[i * -1].to_i + b[i * -1].to_i
    sum += carry

    result.unshift((sum % 2).to_s)
    carry = sum / 2
  end

  return result.unshift(carry.to_s).join unless carry.zero?
  result.join
end

2進数足し算の筆算をやっているイメージです。

  1 <- carry
 1010 <- a
+  10 <- b
------
 1100 <- result

処理を順を追って文章化すると以下になります。

1. a, bの桁数が多い方の数をlengthに代入します。 これは後でループ処理するのに利用します
2. 結果を格納する配列（result）と繰り上がってしまった1を運ぶ（carry）を初期化しておきます。

3. uptoメソッドで 1 ~ length回ループを回します。

   1.upto(5){ |i| print "#{i}, " }
   #=> 1, 2, 3, 4, 5

   こんな感じでuptoは繰り上がってくれるので、その数字をi * -1 => -iで負の整数に変換します。 "1010"[i * -1] => "0" "10"[i * -1] => "0" これで、末尾から1桁づつ取り出して計算した結果をsumに代入できるようになります。 carryの値をsumに追加する。これは前回のループでの値をcarryで持ってきてもらうためです。 次に、 2で余りを文字列に変換しunshiftで先頭からresultに追加していきます。 carry = sum / 2で繰り上がった部分を次のループに持ち越します。

  1 <- ここをcarryで運ぶイメージ
 1010
+  10
------
   1100

4. ループを抜けcarryの値が0であれば、joinした結果を返し。carryが0意外であれば、unshiftで追加した結果をjoinして返します。

to_i(2)を使うことでOnelineでコーディング出来たみたい

[Discuss]で色々コードを見てみようとした結果、ワンラインでのコーディングを見つけてしまいました。

def add_binary(a, b)
    (a.to_i(2) + b.to_i(2)).to_s(2)
end

参考: One line Ruby solution | LeetCode

to_i(2)やto_s(2)で簡単に10進数 <-> 2進数が出来てしまうみたいです。Rubyすごい

時間はかかったけど、色々気づきがあった

Onelineコードを見たときは、ちょっとびっくりしましたが、これが他者の解答を見れるいいところですね。

ただ、時間を掛けて試行錯誤した結果、使ったことがなかった・知らなかった方法を理解することが出来たのでいい感じです。

習得した内容

- upto / downto  # downtoとか繰り返し処理めっちゃ豊富
- "abcd"[2] => c # 単に文字列でも配列のように取り出しが出来る
- 0.zero?        # 0 == 0 と同じ