深入解析Fizz Buzz算法实现-优快云博客

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深入解析Fizz Buzz算法实现

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什么是Fizz Buzz问题

Fizz Buzz是一个经典的编程面试题，常用于考察应聘者的基本编程能力。题目要求编写一个程序，对于从1到n的每个数字：

如果是3的倍数，输出"Fizz"
如果是5的倍数，输出"Buzz"
如果同时是3和5的倍数，输出"FizzBuzz"
其他情况则直接输出数字本身

问题约束条件

在实现Fizz Buzz算法时，我们需要考虑以下约束条件：

输入验证：
- 输入不能为None
- 输入数字不能小于1
空间复杂度：
- 需要存储从1到n的所有结果
时间复杂度：
- 需要线性遍历从1到n的所有数字

算法设计思路

Fizz Buzz问题的算法设计相对简单，主要步骤如下：

首先进行输入验证，确保输入的有效性
初始化一个空列表用于存储结果
使用循环从1遍历到n
对每个数字依次检查：
- 是否能被3和5同时整除
- 是否能被3整除
- 是否能被5整除
根据检查结果将对应的字符串或数字添加到结果列表中
最后返回结果列表

代码实现详解

class Solution(object):

    def fizz_buzz(self, num):
        # 输入验证
        if num is None:
            raise TypeError('num cannot be None')
        if num < 1:
            raise ValueError('num cannot be less than one')
        
        results = []
        for i in range(1, num + 1):
            # 检查是否为3和5的倍数
            if i % 3 == 0 and i % 5 == 0:
                results.append('FizzBuzz')
            # 检查是否为3的倍数
            elif i % 3 == 0:
                results.append('Fizz')
            # 检查是否为5的倍数
            elif i % 5 == 0:
                results.append('Buzz')
            # 其他情况
            else:
                results.append(str(i))
        return results

单元测试设计

为了确保代码的正确性，我们需要设计全面的测试用例：

import unittest

class TestFizzBuzz(unittest.TestCase):

    def test_fizz_buzz(self):
        solution = Solution()
        # 测试无效输入
        self.assertRaises(TypeError, solution.fizz_buzz, None)
        self.assertRaises(ValueError, solution.fizz_buzz, 0)
        
        # 测试正常情况
        expected = [
            '1', '2', 'Fizz', '4', 'Buzz', 'Fizz', '7', '8', 
            'Fizz', 'Buzz', '11', 'Fizz', '13', '14', 'FizzBuzz'
        ]
        self.assertEqual(solution.fizz_buzz(15), expected)
        print('Success: test_fizz_buzz')

测试用例覆盖了以下场景：