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面试题:CouchDB Map函数对嵌套复杂数据类型的类型处理及优化

假设CouchDB文档结构非常复杂,存在多层嵌套的数组和对象。例如,文档中有一个顶级对象,其某个属性是一个数组,数组中的每个元素又是一个对象,这个对象又嵌套了多层对象和数组,其中包含需要处理的数据,如字符串表示的日期需要转换为日期对象。请设计一个通用的Map函数,能够递归处理这种复杂结构,将指定类型的数据进行转换,并考虑如何优化性能以应对大量这样的复杂文档。请详细描述设计思路、实现代码及性能优化点。
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数据库CouchDB

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面试题答案

一键面试

设计思路

  1. 递归遍历:采用递归的方式遍历文档的每一个层级,无论是对象还是数组,都要深入到最底层。
  2. 类型判断与转换:在遍历过程中,判断当前元素的类型,如果是指定类型(如字符串表示的日期),则进行相应的转换。
  3. 性能优化
    • 减少递归深度:尽量减少不必要的递归调用,对于已经处理过的子结构,避免重复处理。
    • 缓存处理结果:对于相同结构的子文档,缓存其转换结果,下次遇到直接使用。
    • 批量处理:如果可能,将多个文档一起处理,利用批量操作的优势。

实现代码(以JavaScript为例)

function convertDate(str) {
    return new Date(str);
}

function mapRecursive(obj, type, converter) {
    if (Array.isArray(obj)) {
        return obj.map(item => mapRecursive(item, type, converter));
    } else if (typeof obj === 'object' && obj!== null) {
        const newObj = {};
        for (const key in obj) {
            if (Object.hasOwnProperty.call(obj, key)) {
                newObj[key] = mapRecursive(obj[key], type, converter);
            }
        }
        return newObj;
    } else if (typeof obj === type) {
        return converter(obj);
    }
    return obj;
}

// 使用示例
const complexDoc = {
    data: [
        {
            subData: [
                { date: '2023-10-01' },
                { date: '2023-10-02' }
            ]
        }
    ]
};
const newDoc = mapRecursive(complexDoc,'string', convertDate);
console.log(newDoc);

性能优化点

  1. 减少递归调用:可以通过迭代方式替代递归,使用栈数据结构模拟递归过程,避免因递归过深导致栈溢出问题。例如:
function mapIterative(obj, type, converter) {
    const stack = [obj];
    const result = JSON.parse(JSON.stringify(obj));
    const stackResult = [result];

    while (stack.length > 0) {
        const current = stack.pop();
        const currentResult = stackResult.pop();

        if (Array.isArray(current)) {
            for (let i = 0; i < current.length; i++) {
                stack.push(current[i]);
                stackResult.push(currentResult[i]);
            }
        } else if (typeof current === 'object' && current!== null) {
            for (const key in current) {
                if (Object.hasOwnProperty.call(current, key)) {
                    stack.push(current[key]);
                    stackResult.push(currentResult[key]);
                }
            }
        } else if (typeof current === type) {
            stackResult[stackResult.length - 1] = converter(current);
        }
    }
    return result;
}
  1. 缓存处理结果:可以使用一个WeakMap来缓存已经处理过的对象,避免重复处理。
const cache = new WeakMap();
function mapWithCache(obj, type, converter) {
    if (cache.has(obj)) {
        return cache.get(obj);
    }
    if (Array.isArray(obj)) {
        const newArray = obj.map(item => mapWithCache(item, type, converter));
        cache.set(obj, newArray);
        return newArray;
    } else if (typeof obj === 'object' && obj!== null) {
        const newObj = {};
        for (const key in obj) {
            if (Object.hasOwnProperty.call(obj, key)) {
                newObj[key] = mapWithCache(obj[key], type, converter);
            }
        }
        cache.set(obj, newObj);
        return newObj;
    } else if (typeof obj === type) {
        return converter(obj);
    }
    return obj;
}
  1. 批量处理:如果有多个文档,可以将它们合并处理,然后再拆分结果,减少总的处理次数。例如:
function batchMap(docs, type, converter) {
    const combined = { docs: docs };
    const processed = mapRecursive(combined, type, converter);
    return processed.docs;
}