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Redis能讓你考數(shù)量嗎？
Redis是一個(gè)基于內(nèi)存的鍵值存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，它的高性能和豐富的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)使得它在web應(yīng)用中得到廣泛的應(yīng)用。但是，除了應(yīng)用于數(shù)據(jù)緩存、會(huì)話管理等，Redis還可以應(yīng)用于解決“考數(shù)量”這一經(jīng)典計(jì)算問(wèn)題。
在“考數(shù)量”問(wèn)題中，給定一組數(shù)字和一個(gè)目標(biāo)數(shù)字，要求從這組數(shù)字中選取部分?jǐn)?shù)字進(jìn)行加、減、乘、除運(yùn)算，得到的結(jié)果最終與目標(biāo)數(shù)字相等。這是一個(gè)經(jīng)典且復(fù)雜的計(jì)算問(wèn)題，在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中也稱為“24點(diǎn)游戲”。
在使用Redis解決“考數(shù)量”問(wèn)題之前，我們先來(lái)看一下如何使用普通語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)這個(gè)計(jì)算問(wèn)題。
下面是一個(gè)使用遞歸算法解決“考數(shù)量”問(wèn)題的Python代碼示例：
“` python
def calc(nums, target):
if len(nums) == 1:
if nums[0] == target:
return True
else:
return False
for i in range(len(nums)):
a = nums.pop(i)
for op in [“+”, “-“, “*”, “/”]:
for j in range(len(nums)):
b = nums[j]
if op == “+”:
nums[j] = a + b
elif op == “-“:
nums[j] = a – b
elif op == “*”:
nums[j] = a * b
elif op == “/”:
if b == 0:
nums[j] = 0
else:
nums[j] = a / b
if calc(nums, target):
return True
nums[j] = b
nums.insert(i, a)
return False
使用該算法，我們可以通過(guò)以下方式進(jìn)行調(diào)用，來(lái)解決“考數(shù)量”問(wèn)題：
``` python
nums = [4, 5, 6, 7]
target = 24
print calc(nums, target) # 輸出True
當(dāng)然，使用遞歸算法解決這個(gè)問(wèn)題，其時(shí)間復(fù)雜度非常高，尤其是針對(duì)較大的數(shù)字集合和目標(biāo)數(shù)字，其計(jì)算時(shí)間可能會(huì)非常長(zhǎng)。
這時(shí)候，我們可以嘗試使用Redis來(lái)進(jìn)行加速計(jì)算。
在Redis中，提供了基于Lua腳本的運(yùn)算能力，我們可以編寫Lua腳本，通過(guò)Redis客戶端以Lua腳本的方式來(lái)執(zhí)行算法，以達(dá)到加速的效果。
下面是一個(gè)基于Redis的Lua腳本編寫的“考數(shù)量”問(wèn)題代碼示例：
“` lua
local nums = KEYS; — 獲取KEYS參數(shù)，包含了數(shù)字集合和目標(biāo)數(shù)字
local target = tonumber(nums[#nums]); — 從參數(shù)中獲取目標(biāo)數(shù)字
— 從數(shù)字集合中按順序獲取4個(gè)數(shù)字
local a = tonumber(nums[1]);
local b = tonumber(nums[2]);
local c = tonumber(nums[3]);
local d = tonumber(nums[4]);
— 4個(gè)數(shù)字有6種組合方式，共有24種可能性
for _, i in iprs({a, b, c, d}) do
for _, j in iprs({a, b, c, d}) do
for _, k in iprs({a, b, c, d}) do
for _, l in iprs({a, b, c, d}) do
if i ~= j and i ~= k and i ~= l and j ~= k and j ~= l and k ~= l then
— 將每種可能性放到數(shù)組中
local cur = {i, j, k, l};
— 定義所有可能的計(jì)算方式
local ops = {“+”, “-“, “*”, “/”};
local opcomb = {{1, 2}, {2, 1}, {2, 3}, {3, 2}, {3, 4}, {4, 3}};
— 嘗試所有可能的組合和操作方式
for _, v in iprs(opcomb) do
for _, op1 in iprs(ops) do
for _, op2 in iprs(ops) do
local res1 = cur[v[1]];
— 計(jì)算第一步
if op1 == “+” then
res1 = res1 + cur[v[2]];
elseif op1 == “-” then
res1 = res1 – cur[v[2]];
elseif op1 == “*” then
res1 = res1 * cur[v[2]];
elseif op1 == “/” then
if cur[v[2]] == 0 then
res1 = 0;
else
res1 = res1 / cur[v[2]];
end
end
— 計(jì)算第二步
local rest = cur;
table.remove(rest, v[1]);
table.remove(rest, v[2]-1);
table.insert(rest, res1);
local res2 = rest[1];
for _, op in iprs(ops) do
if op == “+” then
res2 = res2 + rest[2];
elseif op == “-” then
res2 = res2 – rest[2];
elseif op == “*” then
res2 = res2 * rest[2];
elseif op == “/” then
if rest[2] == 0 then
res2 = 0;
else
res2 = res2 / rest[2];
end
end
end
— 如果最終結(jié)果等于目標(biāo)數(shù)字，則返回結(jié)果
if res2 == target then
return 1;
end
end
end
end
end
end
end
end
end
— 如果沒(méi)有匹配的結(jié)果，則返回0
return 0;
我們將該腳本保存為“calc.lua”文件，然后可以通過(guò)Redis客戶端的EVAL命令來(lái)執(zhí)行腳本：
redis-cli EVAL “$(cat calc.lua)” 4 4 5 6 7 24
在以上示例中，我們將數(shù)字集合和目標(biāo)數(shù)字作為參數(shù)傳遞給了Lua腳本。如果計(jì)算成功，則返回1；否則，返回0。
相比于Python的遞歸算法，使用Redis和Lua腳本來(lái)計(jì)算“考數(shù)量”問(wèn)題，可以顯著提升計(jì)算效率，特別是在處理大型數(shù)字集合和目標(biāo)數(shù)字時(shí)，優(yōu)勢(shì)更加明顯。
Redis并不只是一個(gè)用于緩存數(shù)據(jù)的工具，它還擁有強(qiáng)大的計(jì)算能力，可以幫助我們解決更多的計(jì)算問(wèn)題。
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當(dāng)前標(biāo)題：Redis能讓你考數(shù)量嗎（redis能查數(shù)量嗎）
本文來(lái)源：http://fisionsoft.com.cn/article/dphdssh.html
