反转 UTF-8 编码的字符串
实现一个 reverse 函数，反转 UTF-8 编码的字符串中的字符元素。传入的参数是字符串对应的字节切片类型（[]byte）。
简单的实现
首先，不考虑效率，先用一个简单的逻辑来实现。切片的反转方法如下：
func reverse(s []int) {
for i, j := 0, len(s)-1; i < j; i, j = i+1, j-1 {
s[i], s[j] = s[j], s[i]
}
}只要将数据转成字符切片，然后套用切片反转的代码就可以了：
// 先转成字符切片，然后再用切片的反转的方法，最后更新参数指向的底层数组
func reverse_rune(slice []byte) {
r := []rune(string(slice))
for i, j := 0, len(r)-1; i < j; i, j = i+1, j-1 {
r[i], r[j] = r[j], r[i]
}
for i := range slice {
slice[i] = []byte(string(r))[i]
}
}这个方法逻辑清晰，适合之后拿来做随机测试
原地反转
下面的函数实现了原地反转。每次读取第一个字符，把尾部标志位之前的一串字符移到开头，再把之前读的字符放到标志位的位置，然后向前移动标志位：
func reverse_byte(slice []byte) {
for l := len(slice); l > 0; {
r, size := utf8.DecodeRuneInString(string(slice[0:]))
copy(slice[0:l], slice[0+size:l])
copy(slice[l-size:l], []byte(string(r)))
l -= size
}
}这个实现效率还是稍差，之后会做测试比较。
高效的原地反转
下面的函数，用了很多的标志位，实现了一个高效的原地反转：
func reverse(s []byte) {
var (
lRd, rRd int // 读指针
lWr, rWr int // 写指针
lHasRune, rHasRune bool // 是否有字符
lr, rr rune // 读取到的字符
lsize, rsize int // 读取到字符的宽度
)
rRd, rWr = len(s), len(s)
for lRd < rRd {
if !lHasRune {
lr, lsize = utf8.DecodeRune(s[lRd:])
lRd += lsize
lHasRune = true
}
if !rHasRune {
rr, rsize = utf8.DecodeLastRune(s[:rRd])
rRd -= rsize
rHasRune = true
}
if lsize <= rWr-rRd {
utf8.EncodeRune(s[rWr-lsize:], lr)
rWr -= lsize
lHasRune = false
}
if rsize <= lRd-lWr {
utf8.EncodeRune(s[lWr:], rr)
lWr += rsize
rHasRune = false
}
}
// 最后还可能会剩个字符没写
if lHasRune {
utf8.EncodeRune(s[rWr-lsize:], lr)
}
if rHasRune {
utf8.EncodeRune(s[lWr:], rr)
}
}测试验证
下面是测试代码，来验证上面的函数的正确性以及效率。
功能测试
基于表的测试很直观也很简单，可以方便的添加更多测试用例：
var tests = []struct {
input string
want string
}{
{"abc", "cba"},
{"123", "321"},
{"你好，世界!", "!界世，好你"},
{"a一二三,四五.六,z", "z,六.五四,三二一a"},
}
func TestReverse_rune(t *testing.T) {
for _, test := range tests {
s := []byte(test.input)
reverse_rune(s)
if string(s) != test.want {
t.Errorf("reverse(%q) = %q, want %q\n", test.input, string(s), test.want)
}
}
}
func TestReverse_byte(t *testing.T) {
for _, test := range tests {
s := []byte(test.input)
reverse_byte(s)
if string(s) != test.want {
t.Errorf("reverse(%q) = %q, want %q\n", test.input, string(s), test.want)
}
}
}
func TestReverse(t *testing.T) {
for _, test := range tests {
s := []byte(test.input)
reverse(s)
if string(s) != test.want {
t.Errorf("reverse(%q) = %q, want %q\n", test.input, string(s), test.want)
}
}
}测试结果：
PS H:\Go\src\gopl\exercise4\e7> go test -run TestReverse -v
=== RUN TestReverse_rune
--- PASS: TestReverse_rune (0.00s)
=== RUN TestReverse_byte
--- PASS: TestReverse_byte (0.00s)
=== RUN TestReverse
--- PASS: TestReverse (0.00s)
PASS
ok gopl/exercise4/e7 0.263s
PS H:\Go\src\gopl\exercise4\e7>随机测试
随机测试也是功能测试的一种，通过构建随机输入来扩展测试的覆盖范围。有两种策略：
- 额外写一个函数，这个函数使用低效但是清晰的算法，然后检查两种实现的输出是否一致
- 构建符合某种模式的输入，这样就可以知道对应的输出。
下面就是用第一种策略写的随机测试。为了让输出的内容有更好的可读性，选择了一些熟悉的字符生成随机字符：
// randomSte 返回一个随机字符串，它的长度和内容都是随机生成的
func randomStr(rng *rand.Rand) string {
n := rng.Intn(25) // 随机字符串最大长度24
runes := make([]rune, n)
for i := 0; i < n; i++ {
var r rune
switch rune(rng.Intn(6)) {
case 0: // ASCII 字母，1个字节
r = rune(rng.Intn(0x4B) + 0x30)
case 1: // 希腊字母，2个字节
r = rune(rng.Intn(57) + 0x391)
case 2: // 日文
r = rune(rng.Intn(0xBF) + 0x3041)
case 3: // 韩文
r = rune(rng.Intn(0x2BA4) + 0xAC00)
case 4, 5, 6: // 中文
r = rune(rng.Intn(0x4E00) + 0x51D6)
}
runes[i] = r
}
return string(runes)
}
func TestRandomReverse(t *testing.T) {
seed := time.Now().UTC().UnixNano()
t.Logf("Random seed: %d", seed)
rng := rand.New(rand.NewSource(seed))
for i := 0; i < 1000; i++ {
test := randomStr(rng)
s1 := []byte(test)
reverse_rune(s1)
t.Logf("%s => %s\n", test, string(s1))
s2 := []byte(test)
reverse_byte(s2)
if string(s1) != string(s2) {
t.Errorf("reverse_byte(%q) = %q, want %q\n", test, string(s2), string(s1))
}
s3 := []byte(test)
reverse(s3)
if string(s1) != string(s3) {
t.Errorf("reverse_byte(%q) = %q, want %q\n", test, string(s3), string(s1))
}
}
}测试结果：
PS H:\Go\src\gopl\exercise4\e7> go test -run Random
PASS
ok gopl/exercise4/e7 0.298s
PS H:\Go\src\gopl\exercise4\e7>还可以加上 -v 参数，查看详细的测试日志。
基准测试
基准测试也没什么特别的，把功能测试的测试用例全部跑一遍：
func BenchmarkReverse(b *testing.B) {
for i := 0; i < b.N; i++ {
for _, test := range tests {
reverse([]byte(test.input))
}
}
}
func BenchmarkReverse_rune(b *testing.B) {
for i := 0; i < b.N; i++ {
for _, test := range tests {
reverse_rune([]byte(test.input))
} }
}
func BenchmarkReverse_byte(b *testing.B) {
for i := 0; i < b.N; i++ {
for _, test := range tests {
reverse_byte([]byte(test.input))
} }
}测试结果：
PS H:\Go\src\gopl\exercise4\e7> go test -benchmem -bench .
goos: windows
goarch: amd64
pkg: gopl/exercise4/e7
BenchmarkReverse-8 5000000 286 ns/op 0 B/op 0 allocs/op
BenchmarkReverse_rune-8 500000 3610 ns/op 0 B/op 0 allocs/op
BenchmarkReverse_byte-8 3000000 583 ns/op 0 B/op 0 allocs/op
PASS
ok gopl/exercise4/e7 6.226s
PS H:\Go\src\gopl\exercise4\e7>