Resolvendo desafio "Utopian Tree" do HackerRank em R e python

Como submeter uma solução em R e em python.

R / challenge / python
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Dias atrás recebi um link para um desafio do site HackerRank. O desafio fazia parte de uma das etapas do processo seletivo para a vaga de analista de dados de uma empresa que oferece serviços de transporte privado contratados por aplicativo de celular. Eu resolvi esse desafio usando as linguagens R e python. Eu resolvi escrever um post sobre isso pois a submissão do teste em R é diferente da submissão em python.

Definição do desafio “Utopian Tree”

A árvore utópica do desafio tem dois ciclos de crescimento a cada ano.

  • Na primavera, a árvore dobra de tamanho.
  • No verão, a árvore cresce um metro.

A descrição do desafio informa que uma muda da árvore utópica com um metro de altura foi plantada no início da primavera e pergunta: qual seria o tamanho dessa árvore após \(n\) ciclos de crescimento? Por exemplo, se a árvore passou por cinco ciclos de crescimento (\(n\) = 5), sua altura final deveria ser 14 metros, como informa a tabela abaixo:

Ciclo Altura
0 1
1 2
2 3
3 6
4 7
5 14

Descrição da função

O desafio pede para que seja criada a função utopianTree. Esta função deve conter apenas o argumento/parâmetro n, que é um número inteiro que informa por quantos ciclos de crescimento a árvore utópica passará. A função deve retornar um número inteiro com o tamanho final da árvore.

Dados de entrada e de saída

Os dados de entrada são fornecidos pelo próprio site do desafio e devem ser lidos pelo “stdin”. Um exemplo dos dados de entrada:

3
0
1
4

A primeira linha informa quantas vezes a função será testada. Os valores de \(n\) que serão testados pela função são informados a partir da segunda linha. Pelo “stdout”, a função deve informar a altura da árvore a cada teste realizado. Usando os dados de entrada definidos acima, os resultados informados pela função devem ser:

1
2
7

Construindo a função em python

Vou começar pela função em python que deu menos dor de cabeça na hora da submissão.

def utopianTree(n):
    # altura inicial
    height = 1
    # se a árvore não passou por nenhum ciclo, sua altura é igual à inicial.
    if n == 0:
        return height
    # do contrário, é necessário definir os ciclos de primavera e os de verão.
    else:
        for cycle in range(1, n + 1):
            # ciclos de primavera.
            if cycle % 2 != 0:
                height *= 2
            # ciclos de verão.
            elif cycle % 2 == 0:
                height += 1

        return height

Usando os dados da tabela, se a árvore passar por 2 ciclos, o resultado deve ser igual a 3.

utopianTree(2)
## 3

Mas se a árvore passar por 4 ciclos, o resultado deve ser igual a 7.

utopianTree(4)
## 7

Submissão

A parte de submissão da solução em python é facilitada pelo site. Ao selecionar a linguagem python para a solução do desafio será exibido o código abaixo:

#!/bin/python3

import math
import os
import random
import re
import sys


# Complete the utopianTree function below.
def utopianTree():
    # VOCÊ DEVE INSERIR SUA FUNÇÃO AQUI!

if __name__ == '__main__':
    fptr = open(os.environ['OUTPUT_PATH'], 'w')

    t = int(input())

    for t_itr in range(t):
        n = int(input())

        result = utopianTree(n)

        fptr.write(str(result) + '\n')

    fptr.close()

A única coisa que precisa ser feita é completar a função e submeter o código. O código para a leitura dos dados de entrada e o consumo dos dados de saída já estão prontos. Isso é feito pelo trecho de código que começa com if __name__ == '__main__':.

Solução completa em python

A solução completa em python ficaria assim:

#!/bin/python3

import math
import os
import random
import re
import sys


# Complete the utopianTree function below.
def utopianTree(n):
    # altura inicial
    height = 1
    # se a árvore não passou por nenhum ciclo, sua altura é igual à inicial.
    if n == 0:
        return height
    # do contrário, é necessário definir os ciclos de primavera e os de verão.
    else:
        for cycle in range(1, n + 1):
            # ciclos de primavera.
            if cycle % 2 != 0:
                height *= 2
            # ciclos de verão.
            elif cycle % 2 == 0:
                height += 1

        return height

if __name__ == '__main__':
    fptr = open(os.environ['OUTPUT_PATH'], 'w')

    t = int(input())

    for t_itr in range(t):
        n = int(input())

        result = utopianTree(n)

        fptr.write(str(result) + '\n')

    fptr.close()

Construindo a função em R

A função em R é relativamente parecida com a função em python. Mas existem duas diferenças importantes: a primeira é como a função deve retornar os dados de saída e a segunda é como o código deve ser submetido.

utopian_tree <- function(n) {
  # altura inicial
  height <- 1
  # se a árvore não passou por nenhum ciclo, sua altura é igual à inicial.
  if (n == 0) {
    write(as.character(height), stdout())
  } else {
    # do contrário, é necessário definir os ciclos de primavera e os de verão.
    for (cycle in 1:n) {
      # ciclos de primavera.
      if (cycle %% 2 != 0) {
        height <- height * 2
        # ciclos de verão.
      } else if (cycle %% 2 == 0) {
        height <- height + 1
        }
    }
    write(as.character(height), stdout())
  }
}

A primeira diferença é a forma como essa função precisa retornar os resultados. Em python, podemos usar o return height. Em R, poderíamos usar return(height). Mas nesse caso em específico precisa ser usando write(as.character(height), stdout()). É dessa forma que o site vai consumir os dados de saída da função.

Usando os dados da tabela, se a árvore passar por 2 ciclos, o resultado deve ser igual a 3.

utopian_tree(2)
## 3

Mas se a árvore passar por 4 ciclos, o resultado deve ser igual a 7.

utopian_tree(4)
## 7

Submissão

Quando selecionamos a linguagem R para resolver o desafio, a única mensagem que vemos no editor é:

# Enter your code here. Read input from STDIN. Print output to STDOUT

Isso quer dizer que devemos importar os dados de alguma forma. Nesta página você pode encontrar como ler os dados de entrada usando diferentes linguagens. A solução que funcionou comigo (obviamente não é a única) foi a seguinte:

# lendo os dados de entrada. 
# lembrando que o primeiro valor é o número de vezes que a função será testada.
sample_input <- suppressWarnings(readLines(file("stdin")))

# assim, criamos um objeto contendo o número de testes.
n_test_cases <- as.numeric(sample_input[1])

# e criamos um outro vetor com os ciclos que serão usados em cada teste.
n_cycles <- as.numeric(sample_input[-1])

Para finalizar, amarramos a função em um loop for:

# testando a função 'n_test_cases' vezes
for (test in 1:n_test_cases){
  utopian_tree(n_cycles[test])
}

Solução completa em R

A solução completa em R fica assim:

# lendo os dados de entrada. 
# lembrando que o primeiro valor é o número de vezes que a função será testada.
sample_input <- suppressWarnings(readLines(file("stdin")))

# assim, criamos um objeto contendo o número de testes.
n_test_cases <- as.numeric(sample_input[1])

# e criamos um outro vetor com os ciclos que serão usados em cada teste.
n_cycles <- as.numeric(sample_input[-1])

utopian_tree <- function(n) {
  # altura inicial
  height <- 1
  # se a árvore não passou por nenhum ciclo, sua altura é igual à inicial.
  if (n == 0) {
    write(as.character(height), stdout())
  } else {
    # do contrário, é necessário definir os ciclos de primavera e os de verão.
    for (cycle in 1:n) {
      # ciclos de primavera.
      if (cycle %% 2 != 0) {
        height <- height * 2
        # ciclos de verão.
      } else if (cycle %% 2 == 0) {
        height <- height + 1
        }
    }
    write(as.character(height), stdout())
  }
}

# testando a função 'n_test_cases' vezes
for (test in 1:n_test_cases){
  utopian_tree(n_cycles[test])
}

É isso!