Аккумулятор — JS: Деревья

В некоторых ситуациях во время обхода дерева нужна дополнительная информация, которая зависит от расположения узла. Её невозможно получить из описания самого узла, так как узел её не содержит. Эту информацию нужно собирать прямо во время обхода.

К такой информации, например, относится полный путь до файла или глубина текущего узла. Конкретный узел не знает о том, где он находится. Расположение файла в файловой структуре определяется узлами, которые ведут к конкретному файлу.

В этом уроке мы познакомимся с понятием аккумулятор, специальным параметром, который собирает нужные данные во время обхода дерева. Его введение усложняет код, но без него подобные задачи выполнить невозможно.

Возьмём для примера такую задачу: найдём все пустые директории в нашей файловой системе. Сначала реализуем простую версию, затем усложним её и внедрим аккумулятор. Пример файловой системы ниже:

const tree = fsTrees.mkdir('/', [
  fsTrees.mkdir('etc', [
    fsTrees.mkdir('apache'),
    fsTrees.mkdir('nginx', [
      fsTrees.mkfile('nginx.conf'),
    ]),
    fsTrees.mkdir('consul', [
      fsTrees.mkfile('config.json'),
      fsTrees.mkdir('data'),
    ]),
  ]),
  fsTrees.mkdir('logs'),
  fsTrees.mkfile('hosts'),
]);

В этой структуре три пустых директории: /logs, /etc/apache и /etc/consul/data. Код, решающий эту задачу, выглядит так:

const findEmptyDirPaths = (tree) => {
  const name = fsTrees.getName(tree);
  const children = fsTrees.getChildren(tree);
  // Если детей нет, то добавляем директорию
  if (children.length === 0) {
    return name;
  }

  // Фильтруем файлы, они нас не интересуют
  const emptyDirNames = children.filter((child) => !fsTrees.isFile(child))
    // Ищем пустые директории внутри текущей
    // flatMap выправляет массив, так что он остаётся плоским
    .flatMap(findEmptyDirPaths);

  return emptyDirNames;
};

findEmptyDirPaths(tree); // ['apache', 'data', 'logs']

https://repl.it/@hexlet/js-trees-search-findEmptyDirs-nodejs

Самое необычное в этой реализации функция flatMap(). Зачем она нужна? Если оставить только map(), то результат может удивить:

findEmptyDirPaths(tree);

// [ [ 'apache', [], [ 'data' ] ], 'logs' ]

Такое происходит из-за возврата массива на каждом уровне вложенности. На выходе получается массив массивов, напоминающий по структуре исходное файловое дерево. Чтобы этого не происходило, нужно выправлять массив с помощью flat(), либо сразу использовать flatMap().

Попробуем усложнить задачу. Найдём все пустые директории, но с максимальной глубиной поиска 2 уровня. То есть директории /logs и /etc/apache подходят под это условие, а вот /etc/consul/data — нет.

Для начала нужно понять, откуда брать глубину. В деревьях глубина считается как количество рёбер от корня до нужного узла. Визуально её посчитать легко, а что насчёт кода? Глубину конкретного узла можно представить как глубину предыдущего узла плюс единица.

Следующий шаг – добавить переменную, которая передаётся при каждом рекурсивном вызове (проваливающемся в директорию). Эта переменная, в случае нашей задачи, содержит внутри себя текущую глубину. То есть на каждом уровне (внутри каждой директории) к ней добавляется единица. Такую переменную называют аккумулятором, так как она аккумулирует, то есть накапливает данные.

Единственная проблема заключается в том, что у исходной функции findEmptyDirPaths() ровно один параметр – узел. С её помощью невозможно передавать глубину всем вложенным директориям и файлам. Поэтому придётся ввести внутреннюю функцию, которая сможет "пробрасывать" аккумулятор дальше по дереву:

const findEmptyDirPaths = (tree) => {
  // Внутренняя функция, которая может передавать аккумулятор
  // В качестве аккумулятора выступает depth, переменная, содержащая текущую глубину
  const iter = (node, depth) => {
    const name = fsTrees.getName(node);
    const children = fsTrees.getChildren(node);

    // Если директория пустая, то добавляем ее в список
    if (children.length === 0) {
      return name;
    }

    // Если это второй уровень вложенности, и директория не пустая
    // то не имеет смысла смотреть дальше
    if (depth === 2) {
      // Почему возвращается именно пустой массив?
      // Потому что снаружи выполняется flat
      // Он раскрывает пустые массивы
      return [];
    }

    // Оставляем только директории
    return children.filter(fsTrees.isDirectory)
      // Не забываем увеличивать глубину
      .flatMap((child) => iter(child, depth + 1));

  };

  // Начинаем с глубины 0
  return iter(tree, 0);
};

findEmptyDirPaths(tree); // ['apache', 'logs']

https://repl.it/@hexlet/js-trees-accumulator-findEmptyDirsWithDepth

Можно пойти еще дальше и позволить указывать максимальную глубину снаружи:

const findEmptyDirPaths = (tree, maxDepth = 2) => {
  // ...
}

Но возникает вопрос, а как сделать так, чтобы по умолчанию просматривалось всё дерево? Например, можно взять заведомо большое число и сделать его значением по умолчанию. Такой подход сработает, но это хак. Правильный способ сделать это – использовать в качестве значения по умолчанию бесконечность Infinity:

const findEmptyDirPaths = (tree, maxDepth = Infinity) => {
  // ...
}

Дополнительные материалы

1. Параметры для внутренних нужд

---

Остались вопросы? Задайте их в разделе «Обсуждение»

Вам ответят команда поддержки Хекслета или другие студенты

Об обучении на Хекслете

• Статья «Как учиться и справляться с негативными мыслями»
• Статья «Ловушки обучения»
• Статья «Сложные простые задачи по программированию»
• Вебинар «Как самостоятельно учиться»