Release Rust code to documents. (#656)

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Yudong Jin
2023-07-26 11:00:53 +08:00
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commit 027bdd6510
61 changed files with 1155 additions and 145 deletions

View File

@@ -100,6 +100,12 @@
List<int> nums = [1, 3, 2, 5, 4];
```
=== "Rust"
```rust title="array.rs"
```
## 数组优点
**在数组中访问元素非常高效**。由于数组元素被存储在连续的内存空间中,因此计算数组元素的内存地址非常容易。给定数组首个元素的地址和某个元素的索引,我们可以使用以下公式计算得到该元素的内存地址,从而直接访问此元素。
@@ -185,6 +191,12 @@ elementAddr = firtstElementAddr + elementLength * elementIndex
[class]{}-[func]{randomAccess}
```
=== "Rust"
```rust title="array.rs"
[class]{}-[func]{random_access}
```
## 数组缺点
**数组在初始化后长度不可变**。由于系统无法保证数组之后的内存空间是可用的,因此数组长度无法扩展。而若希望扩容数组,则需新建一个数组,然后把原数组元素依次拷贝到新数组,在数组很大的情况下,这是非常耗时的。
@@ -255,6 +267,12 @@ elementAddr = firtstElementAddr + elementLength * elementIndex
[class]{}-[func]{extend}
```
=== "Rust"
```rust title="array.rs"
[class]{}-[func]{extend}
```
**数组中插入或删除元素效率低下**。如果我们想要在数组中间插入一个元素,由于数组元素在内存中是“紧挨着的”,它们之间没有空间再放任何数据。因此,我们不得不将此索引之后的所有元素都向后移动一位,然后再把元素赋值给该索引。
![数组插入元素](array.assets/array_insert_element.png)
@@ -325,6 +343,12 @@ elementAddr = firtstElementAddr + elementLength * elementIndex
[class]{}-[func]{insert}
```
=== "Rust"
```rust title="array.rs"
[class]{}-[func]{insert}
```
删除元素也类似,如果我们想要删除索引 $i$ 处的元素,则需要把索引 $i$ 之后的元素都向前移动一位。值得注意的是,删除元素后,原先末尾的元素变得“无意义”了,我们无需特意去修改它。
![数组删除元素](array.assets/array_remove_element.png)
@@ -395,6 +419,12 @@ elementAddr = firtstElementAddr + elementLength * elementIndex
[class]{}-[func]{remove}
```
=== "Rust"
```rust title="array.rs"
[class]{}-[func]{remove}
```
总结来看,数组的插入与删除操作有以下缺点:
- **时间复杂度高**:数组的插入和删除的平均时间复杂度均为 $O(n)$ ,其中 $n$ 为数组长度。
@@ -471,6 +501,12 @@ elementAddr = firtstElementAddr + elementLength * elementIndex
[class]{}-[func]{traverse}
```
=== "Rust"
```rust title="array.rs"
[class]{}-[func]{traverse}
```
**数组查找**。通过遍历数组,查找数组内的指定元素,并输出对应索引。
=== "Java"
@@ -539,6 +575,12 @@ elementAddr = firtstElementAddr + elementLength * elementIndex
[class]{}-[func]{find}
```
=== "Rust"
```rust title="array.rs"
[class]{}-[func]{find}
```
## 数组典型应用
数组是最基础的数据结构,在各类数据结构和算法中都有广泛应用。

View File

@@ -163,6 +163,12 @@
}
```
=== "Rust"
```rust title=""
```
!!! question "尾节点指向什么?"
我们将链表的最后一个节点称为「尾节点」,其指向的是“空”,在 Java, C++, Python 中分别记为 $\text{null}$ , $\text{nullptr}$ , $\text{None}$ 。在不引起歧义的前提下,本书都使用 $\text{None}$ 来表示空。
@@ -360,6 +366,12 @@
n3.next = n4;
```
=== "Rust"
```rust title="linked_list.rs"
```
## 链表优点
**链表中插入与删除节点的操作效率高**。例如,如果我们想在链表中间的两个节点 `A` , `B` 之间插入一个新节点 `P` ,我们只需要改变两个节点指针即可,时间复杂度为 $O(1)$ ;相比之下,数组的插入操作效率要低得多。
@@ -432,6 +444,12 @@
[class]{}-[func]{insert}
```
=== "Rust"
```rust title="linked_list.rs"
[class]{}-[func]{insert}
```
在链表中删除节点也非常方便,只需改变一个节点的指针即可。如下图所示,尽管在删除操作完成后,节点 `P` 仍然指向 `n1` ,但实际上 `P` 已经不再属于此链表,因为遍历此链表时无法访问到 `P` 。
![链表删除节点](linked_list.assets/linkedlist_remove_node.png)
@@ -502,6 +520,12 @@
[class]{}-[func]{remove}
```
=== "Rust"
```rust title="linked_list.rs"
[class]{}-[func]{remove}
```
## 链表缺点
**链表访问节点效率较低**。如上节所述,数组可以在 $O(1)$ 时间下访问任意元素。然而,链表无法直接访问任意节点,这是因为系统需要从头节点出发,逐个向后遍历直至找到目标节点。例如,若要访问链表索引为 `index`(即第 `index + 1` 个)的节点,则需要向后遍历 `index` 轮。
@@ -572,6 +596,12 @@
[class]{}-[func]{access}
```
=== "Rust"
```rust title="linked_list.rs"
[class]{}-[func]{access}
```
**链表的内存占用较大**。链表以节点为单位,每个节点除了保存值之外,还需额外保存指针(引用)。这意味着在相同数据量的情况下,链表比数组需要占用更多的内存空间。
## 链表常用操作
@@ -644,6 +674,12 @@
[class]{}-[func]{find}
```
=== "Rust"
```rust title="linked_list.rs"
[class]{}-[func]{find}
```
## 常见链表类型
**单向链表**。即上述介绍的普通链表。单向链表的节点包含值和指向下一节点的指针(引用)两项数据。我们将首个节点称为头节点,将最后一个节点成为尾节点,尾节点指向空 $\text{None}$ 。
@@ -823,6 +859,12 @@
}
```
=== "Rust"
```rust title=""
```
![常见链表种类](linked_list.assets/linkedlist_common_types.png)
## 链表典型应用

View File

@@ -116,6 +116,12 @@
List<int> list = [1, 3, 2, 5, 4];
```
=== "Rust"
```rust title="list.rs"
```
**访问与更新元素**。由于列表的底层数据结构是数组,因此可以在 $O(1)$ 时间内访问和更新元素,效率很高。
=== "Java"
@@ -224,6 +230,12 @@
list[1] = 0; // 将索引 1 处的元素更新为 0
```
=== "Rust"
```rust title="list.rs"
```
**在列表中添加、插入、删除元素**。相较于数组,列表可以自由地添加与删除元素。在列表尾部添加元素的时间复杂度为 $O(1)$ ,但插入和删除元素的效率仍与数组相同,时间复杂度为 $O(N)$ 。
=== "Java"
@@ -432,6 +444,12 @@
list.removeAt(3); // 删除索引 3 处的元素
```
=== "Rust"
```rust title="list.rs"
```
**遍历列表**。与数组一样,列表可以根据索引遍历,也可以直接遍历各元素。
=== "Java"
@@ -599,6 +617,12 @@
}
```
=== "Rust"
```rust title="list.rs"
```
**拼接两个列表**。给定一个新列表 `list1` ,我们可以将该列表拼接到原列表的尾部。
=== "Java"
@@ -690,6 +714,12 @@
list.addAll(list1); // 将列表 list1 拼接到 list 之后
```
=== "Rust"
```rust title="list.rs"
```
**排序列表**。排序也是常用的方法之一。完成列表排序后,我们便可以使用在数组类算法题中经常考察的「二分查找」和「双指针」算法。
=== "Java"
@@ -768,6 +798,12 @@
list.sort(); // 排序后,列表元素从小到大排列
```
=== "Rust"
```rust title="list.rs"
```
## 列表实现 *
为了帮助加深对列表的理解,我们在此提供一个简易版列表实现。需要关注三个核心点:
@@ -843,3 +879,9 @@
```dart title="my_list.dart"
[class]{MyList}-[func]{}
```
=== "Rust"
```rust title="my_list.rs"
[class]{MyList}-[func]{}
```