面试题：Ruby 控制流中循环语句的嵌套优化

Question

在 Ruby 中，假设你有一个需求，要遍历一个二维数组，并且在遍历过程中根据数组元素的值进行一些复杂计算。请写出使用嵌套循环实现此功能的代码，并说明如何对这种嵌套循环进行性能优化，例如减少不必要的循环次数或提升内存使用效率等方面。

Answer 1

代码实现

two_d_array = [[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]]

for i in 0...two_d_array.length
  for j in 0...two_d_array[i].length
    element = two_d_array[i][j]
    # 进行复杂计算，这里以简单的平方为例
    result = element ** 2
    puts "元素 #{element} 的平方是 #{result}"
  end
end

性能优化

1. 减少不必要的循环次数：
   • 提前计算长度：在循环外部提前计算数组的长度，避免每次循环都进行数组长度计算。例如 rows = two_d_array.length，然后在 for i in 0...rows 中使用 rows。这样减少了每次循环获取数组长度的开销。
   • 条件过滤：如果在复杂计算中有某些条件判断，可以先对数组元素进行条件过滤，避免对不需要计算的元素进行复杂计算。例如，如果只对大于某个值的元素进行计算，可以在循环内添加 if element > threshold 的判断。
2. 提升内存使用效率：
   • 避免不必要的对象创建：在复杂计算过程中，尽量避免在循环内创建大量不必要的对象。例如，如果复杂计算需要临时数组，可以在循环外部创建，然后在循环内复用。
   • 及时释放内存：如果复杂计算产生了一些临时占用大量内存的对象，在使用完毕后及时释放内存。在 Ruby 中，虽然有垃圾回收机制，但可以通过将不再使用的对象赋值为 nil，提示垃圾回收器尽早回收内存。例如，计算完成后 result = nil。