Learn LeetCode the Hard Way

Jan 07, 2024

大綱

前言
- 多數人對 LeetCode 的反感源自何處
- 用「專家理論」來解釋為何會產生不滿
The Valuable Parts
- fundamental DSA
- complicated prob solving skills
- learning the programming language
- test case driven/benchmarking/拆分式學習
Revisit#1 如何學習 LeetCode
- 同時 pickup 一門系統語言，來幫助你學習
- 先去學好 DSA（也可以邊寫邊學）
- 主題式學習，建立自己的學習卡片
- 避免「抄解答」
Revisit#2 學習上的本質
- 常人能通靈寫出的極限，叫做 easy
- 與其追逐「數量」，不如追逐自己的「品質提升」

LeetCode 在軟體工程師這行業中，可說是個永不消散的話題坑，不但可以延伸到「競程」、「寫程式的本質」、「FAANG Prestige」、Startup vs. 大公司，以及實用主義等等。

受眾的觀點也經常呈現兩極，有人堅持刷題，有人則對此厭惡至極。

[多數人對 LeetCode 的反感從何而來呢？]

[用「專家理論」來解釋為何會有厭惡]

認為 LC/競程本身像 riddle questions
LC medium~hard 以上的問題，初見很容易寫不出來
LC 的練習本身像無止盡的背題，寫了就忘，寫不出來不知道從何學、很挫折

之所以感覺到不快樂，是因為客觀上真的沒進步！

為何會沒進步呢，一萬小時（aka 專家理論、刻意練習），有給我們很好的解答方式：

TLDR: 要在任何事情上達到基本專業水準，需要花費足夠的時間，同時確保以下（練習）條件全部滿足：

而初寫 LeetCode 會遇到的障礙，經常是 2. 與 4.

為什麼初學者難以有所進步呢？主要是因為LeetCode的大多數問題都有一定的「知識要求」

如果你對 stack, queue, graph，甚至是如何實作經典的數個演算法一無所知，那寫每題 medium/hard，都像業餘球手對上職業球員一樣，每次失敗都讓你一無所獲，永遠感到沮喪大於成就

以下，筆者會列出些，自己認為「普世皆通」的 LC 練習優點

[fundamental DSA]
- 在越接近系統層級的場域開發時，對基礎資料結構，記憶體、跑分本身的理解就佔比越高
- 舉例來說，今天寫 Rust/C++/Go 的開發者，如果他沒有具備不靠 lib 寫出基礎資料結構，及依照 LC-easy 等級的需求寫出演算法，那確實是很難讓人信服他的 system programming 能力
[complicated problem solving skills]
- 就如同面試寫久會被 hard 碾一樣，工作上不論是需揉合多個棘手 constraints 來設計出架構，及臨時要依照某篇論文的敘述開發出演算法
- 總有一天會遇到一個當下打不過、也完全不知如何 approach 的魔王關卡。而筆者認為，這時才是 學習者所有練習派上用場之時。
- （筆者認為）在 staff engineer 這層，就開始會是「能解未知問題」成為硬需求的階段，而如果能有效以 LC 來做基礎培養，他是個很好的工具
[learning the programming language]
- 在學習系統程式語言（Rust/C++/Go）時，開發 application 經常成本是較高的
- 而 LC 的練習方式（自己想出 test case、效能差時 benchmark）其實是個與「時常練習」契合度很高的素材

知道了學習常見的地雷，以及 LC 本身是在「學什麼」，以下是筆者對初寫 LC 的人的 advice

[#1 挑選一門系統語言來寫 LeetCode]

如上所述，LeetCode 練習的能力在 system programming 上是有最顯著相關的，因為 Rust/C++/Go，不但在練習過程中，最能體會到這些語言的價值與光彩，在面試、實務上也最容易用到練習的成果

[#2 先至少上過一門 DSA 課程，再來寫 LeetCode]

LeetCode 本質上包含的題目類型，幾乎都是大學資料結構、演算法參考書的延伸
如果你對以下名詞（如：recursion、merge sort、tree、hash map、graph、DFS、BFS、union-find、minimum spanning trees、Dijkstra's algorithm）全都一無所知
- 那 LeetCode 非常高機率對你會是「無效練習」，easy, medium, hard 幾乎所有問題都是從以上 DSA 的教材知識延伸的
- Ex. 叫一個沒聽過 Shunting Yard Algorithm 的中學生，自己想出一樣的解法，高機率是無效練習的

[#3 主題式寫題，建立自己的學習卡片]

與 #2 相呼應，LeetCode 大多數問題都有承先啟後的知識在
- Ex. easy 通常是基於單個資料結構、簡單演算法；medium 通常是簡單演算法 + 單個資料結構的應用題（多數教科書上會學到）；hard 則可能是較繁瑣的 medium、或需要自己想出搭配的 smart question
因此，最能達成有效練習的方式是「為自己設計課綱」和「以主題為單位練習」
- LeetCode 的 explore https://leetcode.com/explore/ 與 problem tag 就是很好的指引 https://leetcode.com/tag/hash-table/ （初寫者不容易意識到它的重要性）
- 遇到知識量不足的區塊，主題式學習也能讓你自己不亂了陣腳（花一週去看參考書即可），也會少讓你在無效練習的題目上浪費太多動力

[#4 寫不出來，也不要去看詳解]

這可能是其中一個反直覺的建議，畢竟就學過程中「不知道答案就看、看不懂就背」，不是學生基本技能嗎？
但我們回頭想，也是這種學習習慣，導致十二年國教中的知識多數人「學完就忘」、「考應用申論就死機」。在寫程式中，這會直接導致你根本沒練習到最重要的 complicated problem solving skills
因此，面對寫不出來的題目，你該做的是放下心中想被解答的慾望，可以上網搜索此題有哪些關聯的資料結構、更簡單的題目版本。看詳解是有很大副作用的，因為看到答案的那當下，你等於放棄了有機會自己系統化學會此題的機會。

寫了這篇，筆者的用意只是想分享數個容易學習走彎路的坑（事實上我是寫題小白）

而「常人（有缺 DSA 知識）能靠通靈寫出的極限，是 LeetCode easy」，這句 motto，也是我自己在過往的血淚中領域出的。

而學習的本質，我認為不外乎就是讓自己變聰明、產生質變、讓未來能真正解出未知問題。以這樣的態度來進行（任何）的投入，就很難沒有成果了。

[額外資源]

在 LeetCode 上找不到題型、被鎖在 paywall 後的題目，有些可以靠 https://www.lintcode.com/problem 找
對於如何以較健康的心態看待競程，可以參考這篇 https://leetcode.cn/circle/discuss/BcuYOM/
如何基礎的劃分 DSA 主題，可以參考某台大課程的 HackMd https://hackmd.io/@arthurzllu/SkZBc7GoI#Analysis-of-Algorithms