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2023-10-06 14:10:18 +08:00
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@@ -416,73 +416,133 @@ comments: true
=== "Python"
```python title="linked_list.py"
[class]{}-[func]{insert}
def insert(n0: ListNode, P: ListNode):
"""在链表的节点 n0 之后插入节点 P"""
n1 = n0.next
P.next = n1
n0.next = P
```
=== "C++"
```cpp title="linked_list.cpp"
[class]{}-[func]{insert}
/* 在链表的节点 n0 之后插入节点 P */
void insert(ListNode *n0, ListNode *P) {
ListNode *n1 = n0->next;
P->next = n1;
n0->next = P;
}
```
=== "Java"
```java title="linked_list.java"
[class]{linked_list}-[func]{insert}
/* 在链表的节点 n0 之后插入节点 P */
void insert(ListNode n0, ListNode P) {
ListNode n1 = n0.next;
P.next = n1;
n0.next = P;
}
```
=== "C#"
```csharp title="linked_list.cs"
[class]{linked_list}-[func]{insert}
/* 在链表的节点 n0 之后插入节点 P */
void insert(ListNode n0, ListNode P) {
ListNode? n1 = n0.next;
P.next = n1;
n0.next = P;
}
```
=== "Go"
```go title="linked_list.go"
[class]{}-[func]{insertNode}
/* 在链表的节点 n0 之后插入节点 P */
func insertNode(n0 *ListNode, P *ListNode) {
n1 := n0.Next
P.Next = n1
n0.Next = P
}
```
=== "Swift"
```swift title="linked_list.swift"
[class]{}-[func]{insert}
/* 在链表的节点 n0 之后插入节点 P */
func insert(n0: ListNode, P: ListNode) {
let n1 = n0.next
P.next = n1
n0.next = P
}
```
=== "JS"
```javascript title="linked_list.js"
[class]{}-[func]{insert}
/* 在链表的节点 n0 之后插入节点 P */
function insert(n0, P) {
const n1 = n0.next;
P.next = n1;
n0.next = P;
}
```
=== "TS"
```typescript title="linked_list.ts"
[class]{}-[func]{insert}
/* 在链表的节点 n0 之后插入节点 P */
function insert(n0: ListNode, P: ListNode): void {
const n1 = n0.next;
P.next = n1;
n0.next = P;
}
```
=== "Dart"
```dart title="linked_list.dart"
[class]{}-[func]{insert}
/* 在链表的节点 n0 之后插入节点 P */
void insert(ListNode n0, ListNode P) {
ListNode? n1 = n0.next;
P.next = n1;
n0.next = P;
}
```
=== "Rust"
```rust title="linked_list.rs"
[class]{}-[func]{insert}
/* 在链表的节点 n0 之后插入节点 P */
#[allow(non_snake_case)]
pub fn insert<T>(n0: &Rc<RefCell<ListNode<T>>>, P: Rc<RefCell<ListNode<T>>>) {
let n1 = n0.borrow_mut().next.take();
P.borrow_mut().next = n1;
n0.borrow_mut().next = Some(P);
}
```
=== "C"
```c title="linked_list.c"
[class]{}-[func]{insert}
/* 在链表的节点 n0 之后插入节点 P */
void insert(ListNode *n0, ListNode *P) {
ListNode *n1 = n0->next;
P->next = n1;
n0->next = P;
}
```
=== "Zig"
```zig title="linked_list.zig"
[class]{}-[func]{insert}
// 在链表的节点 n0 之后插入节点 P
fn insert(n0: ?*inc.ListNode(i32), P: ?*inc.ListNode(i32)) void {
var n1 = n0.?.next;
P.?.next = n1;
n0.?.next = P;
}
```
### 3. &nbsp; 删除节点
@@ -498,73 +558,176 @@ comments: true
=== "Python"
```python title="linked_list.py"
[class]{}-[func]{remove}
def remove(n0: ListNode):
"""删除链表的节点 n0 之后的首个节点"""
if not n0.next:
return
# n0 -> P -> n1
P = n0.next
n1 = P.next
n0.next = n1
```
=== "C++"
```cpp title="linked_list.cpp"
[class]{}-[func]{remove}
/* 删除链表的节点 n0 之后的首个节点 */
void remove(ListNode *n0) {
if (n0->next == nullptr)
return;
// n0 -> P -> n1
ListNode *P = n0->next;
ListNode *n1 = P->next;
n0->next = n1;
// 释放内存
delete P;
}
```
=== "Java"
```java title="linked_list.java"
[class]{linked_list}-[func]{remove}
/* 删除链表的节点 n0 之后的首个节点 */
void remove(ListNode n0) {
if (n0.next == null)
return;
// n0 -> P -> n1
ListNode P = n0.next;
ListNode n1 = P.next;
n0.next = n1;
}
```
=== "C#"
```csharp title="linked_list.cs"
[class]{linked_list}-[func]{remove}
/* 删除链表的节点 n0 之后的首个节点 */
void remove(ListNode n0) {
if (n0.next == null)
return;
// n0 -> P -> n1
ListNode P = n0.next;
ListNode? n1 = P.next;
n0.next = n1;
}
```
=== "Go"
```go title="linked_list.go"
[class]{}-[func]{removeNode}
/* 删除链表的节点 n0 之后的首个节点 */
func removeNode(n0 *ListNode) {
if n0.Next == nil {
return
}
// n0 -> P -> n1
P := n0.Next
n1 := P.Next
n0.Next = n1
}
```
=== "Swift"
```swift title="linked_list.swift"
[class]{}-[func]{remove}
/* 删除链表的节点 n0 之后的首个节点 */
func remove(n0: ListNode) {
if n0.next == nil {
return
}
// n0 -> P -> n1
let P = n0.next
let n1 = P?.next
n0.next = n1
P?.next = nil
}
```
=== "JS"
```javascript title="linked_list.js"
[class]{}-[func]{remove}
/* 删除链表的节点 n0 之后的首个节点 */
function remove(n0) {
if (!n0.next) return;
// n0 -> P -> n1
const P = n0.next;
const n1 = P.next;
n0.next = n1;
}
```
=== "TS"
```typescript title="linked_list.ts"
[class]{}-[func]{remove}
/* 删除链表的节点 n0 之后的首个节点 */
function remove(n0: ListNode): void {
if (!n0.next) {
return;
}
// n0 -> P -> n1
const P = n0.next;
const n1 = P.next;
n0.next = n1;
}
```
=== "Dart"
```dart title="linked_list.dart"
[class]{}-[func]{remove}
/* 删除链表的节点 n0 之后的首个节点 */
void remove(ListNode n0) {
if (n0.next == null) return;
// n0 -> P -> n1
ListNode P = n0.next!;
ListNode? n1 = P.next;
n0.next = n1;
}
```
=== "Rust"
```rust title="linked_list.rs"
[class]{}-[func]{remove}
/* 删除链表的节点 n0 之后的首个节点 */
#[allow(non_snake_case)]
pub fn remove<T>(n0: &Rc<RefCell<ListNode<T>>>) {
if n0.borrow().next.is_none() {return};
// n0 -> P -> n1
let P = n0.borrow_mut().next.take();
if let Some(node) = P {
let n1 = node.borrow_mut().next.take();
n0.borrow_mut().next = n1;
}
}
```
=== "C"
```c title="linked_list.c"
[class]{}-[func]{removeNode}
/* 删除链表的节点 n0 之后的首个节点 */
// 注意stdio.h 占用了 remove 关键词
void removeNode(ListNode *n0) {
if (!n0->next)
return;
// n0 -> P -> n1
ListNode *P = n0->next;
ListNode *n1 = P->next;
n0->next = n1;
// 释放内存
free(P);
}
```
=== "Zig"
```zig title="linked_list.zig"
[class]{}-[func]{remove}
// 删除链表的节点 n0 之后的首个节点
fn remove(n0: ?*inc.ListNode(i32)) void {
if (n0.?.next == null) return;
// n0 -> P -> n1
var P = n0.?.next;
var n1 = P.?.next;
n0.?.next = n1;
}
```
### 4. &nbsp; 访问节点
@@ -574,73 +737,170 @@ comments: true
=== "Python"
```python title="linked_list.py"
[class]{}-[func]{access}
def access(head: ListNode, index: int) -> ListNode | None:
"""访问链表中索引为 index 的节点"""
for _ in range(index):
if not head:
return None
head = head.next
return head
```
=== "C++"
```cpp title="linked_list.cpp"
[class]{}-[func]{access}
/* 访问链表中索引为 index 的节点 */
ListNode *access(ListNode *head, int index) {
for (int i = 0; i < index; i++) {
if (head == nullptr)
return nullptr;
head = head->next;
}
return head;
}
```
=== "Java"
```java title="linked_list.java"
[class]{linked_list}-[func]{access}
/* 访问链表中索引为 index 的节点 */
ListNode access(ListNode head, int index) {
for (int i = 0; i < index; i++) {
if (head == null)
return null;
head = head.next;
}
return head;
}
```
=== "C#"
```csharp title="linked_list.cs"
[class]{linked_list}-[func]{access}
/* 访问链表中索引为 index 的节点 */
ListNode? access(ListNode head, int index) {
for (int i = 0; i < index; i++) {
if (head == null)
return null;
head = head.next;
}
return head;
}
```
=== "Go"
```go title="linked_list.go"
[class]{}-[func]{access}
/* 访问链表中索引为 index 的节点 */
func access(head *ListNode, index int) *ListNode {
for i := 0; i < index; i++ {
if head == nil {
return nil
}
head = head.Next
}
return head
}
```
=== "Swift"
```swift title="linked_list.swift"
[class]{}-[func]{access}
/* 访问链表中索引为 index 的节点 */
func access(head: ListNode, index: Int) -> ListNode? {
var head: ListNode? = head
for _ in 0 ..< index {
if head == nil {
return nil
}
head = head?.next
}
return head
}
```
=== "JS"
```javascript title="linked_list.js"
[class]{}-[func]{access}
/* 访问链表中索引为 index 的节点 */
function access(head, index) {
for (let i = 0; i < index; i++) {
if (!head) {
return null;
}
head = head.next;
}
return head;
}
```
=== "TS"
```typescript title="linked_list.ts"
[class]{}-[func]{access}
/* 访问链表中索引为 index 的节点 */
function access(head: ListNode | null, index: number): ListNode | null {
for (let i = 0; i < index; i++) {
if (!head) {
return null;
}
head = head.next;
}
return head;
}
```
=== "Dart"
```dart title="linked_list.dart"
[class]{}-[func]{access}
/* 访问链表中索引为 index 的节点 */
ListNode? access(ListNode? head, int index) {
for (var i = 0; i < index; i++) {
if (head == null) return null;
head = head.next;
}
return head;
}
```
=== "Rust"
```rust title="linked_list.rs"
[class]{}-[func]{access}
/* 访问链表中索引为 index 的节点 */
pub fn access<T>(head: Rc<RefCell<ListNode<T>>>, index: i32) -> Rc<RefCell<ListNode<T>>> {
if index <= 0 {return head};
if let Some(node) = &head.borrow_mut().next {
return access(node.clone(), index - 1);
}
return head;
}
```
=== "C"
```c title="linked_list.c"
[class]{}-[func]{access}
/* 访问链表中索引为 index 的节点 */
ListNode *access(ListNode *head, int index) {
while (head && head->next && index) {
head = head->next;
index--;
}
return head;
}
```
=== "Zig"
```zig title="linked_list.zig"
[class]{}-[func]{access}
// 访问链表中索引为 index 的节点
fn access(node: ?*inc.ListNode(i32), index: i32) ?*inc.ListNode(i32) {
var head = node;
var i: i32 = 0;
while (i < index) : (i += 1) {
head = head.?.next;
if (head == null) return null;
}
return head;
}
```
### 5. &nbsp; 查找节点
@@ -650,73 +910,194 @@ comments: true
=== "Python"
```python title="linked_list.py"
[class]{}-[func]{find}
def find(head: ListNode, target: int) -> int:
"""在链表中查找值为 target 的首个节点"""
index = 0
while head:
if head.val == target:
return index
head = head.next
index += 1
return -1
```
=== "C++"
```cpp title="linked_list.cpp"
[class]{}-[func]{find}
/* 在链表中查找值为 target 的首个节点 */
int find(ListNode *head, int target) {
int index = 0;
while (head != nullptr) {
if (head->val == target)
return index;
head = head->next;
index++;
}
return -1;
}
```
=== "Java"
```java title="linked_list.java"
[class]{linked_list}-[func]{find}
/* 在链表中查找值为 target 的首个节点 */
int find(ListNode head, int target) {
int index = 0;
while (head != null) {
if (head.val == target)
return index;
head = head.next;
index++;
}
return -1;
}
```
=== "C#"
```csharp title="linked_list.cs"
[class]{linked_list}-[func]{find}
/* 在链表中查找值为 target 的首个节点 */
int find(ListNode head, int target) {
int index = 0;
while (head != null) {
if (head.val == target)
return index;
head = head.next;
index++;
}
return -1;
}
```
=== "Go"
```go title="linked_list.go"
[class]{}-[func]{findNode}
/* 在链表中查找值为 target 的首个节点 */
func findNode(head *ListNode, target int) int {
index := 0
for head != nil {
if head.Val == target {
return index
}
head = head.Next
index++
}
return -1
}
```
=== "Swift"
```swift title="linked_list.swift"
[class]{}-[func]{find}
/* 在链表中查找值为 target 的首个节点 */
func find(head: ListNode, target: Int) -> Int {
var head: ListNode? = head
var index = 0
while head != nil {
if head?.val == target {
return index
}
head = head?.next
index += 1
}
return -1
}
```
=== "JS"
```javascript title="linked_list.js"
[class]{}-[func]{find}
/* 在链表中查找值为 target 的首个节点 */
function find(head, target) {
let index = 0;
while (head !== null) {
if (head.val === target) {
return index;
}
head = head.next;
index += 1;
}
return -1;
}
```
=== "TS"
```typescript title="linked_list.ts"
[class]{}-[func]{find}
/* 在链表中查找值为 target 的首个节点 */
function find(head: ListNode | null, target: number): number {
let index = 0;
while (head !== null) {
if (head.val === target) {
return index;
}
head = head.next;
index += 1;
}
return -1;
}
```
=== "Dart"
```dart title="linked_list.dart"
[class]{}-[func]{find}
/* 在链表中查找值为 target 的首个节点 */
int find(ListNode? head, int target) {
int index = 0;
while (head != null) {
if (head.val == target) {
return index;
}
head = head.next;
index++;
}
return -1;
}
```
=== "Rust"
```rust title="linked_list.rs"
[class]{}-[func]{find}
/* 在链表中查找值为 target 的首个节点 */
pub fn find<T: PartialEq>(head: Rc<RefCell<ListNode<T>>>, target: T, index: i32) -> i32 {
if head.borrow().val == target {return index};
if let Some(node) = &head.borrow_mut().next {
return find(node.clone(), target, index + 1);
}
return -1;
}
```
=== "C"
```c title="linked_list.c"
[class]{}-[func]{find}
/* 在链表中查找值为 target 的首个节点 */
int find(ListNode *head, int target) {
int index = 0;
while (head) {
if (head->val == target)
return index;
head = head->next;
index++;
}
return -1;
}
```
=== "Zig"
```zig title="linked_list.zig"
[class]{}-[func]{find}
// 在链表中查找值为 target 的首个节点
fn find(node: ?*inc.ListNode(i32), target: i32) i32 {
var head = node;
var index: i32 = 0;
while (head != null) {
if (head.?.val == target) return index;
head = head.?.next;
index += 1;
}
return -1;
}
```
## 4.2.2 &nbsp; 数组 VS 链表

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@@ -55,81 +55,547 @@ comments: true
=== "Python"
```python title="n_queens.py"
[class]{}-[func]{backtrack}
def backtrack(
row: int,
n: int,
state: list[list[str]],
res: list[list[list[str]]],
cols: list[bool],
diags1: list[bool],
diags2: list[bool],
):
"""回溯算法N 皇后"""
# 当放置完所有行时,记录解
if row == n:
res.append([list(row) for row in state])
return
# 遍历所有列
for col in range(n):
# 计算该格子对应的主对角线和副对角线
diag1 = row - col + n - 1
diag2 = row + col
# 剪枝:不允许该格子所在列、主对角线、副对角线存在皇后
if not cols[col] and not diags1[diag1] and not diags2[diag2]:
# 尝试:将皇后放置在该格子
state[row][col] = "Q"
cols[col] = diags1[diag1] = diags2[diag2] = True
# 放置下一行
backtrack(row + 1, n, state, res, cols, diags1, diags2)
# 回退:将该格子恢复为空位
state[row][col] = "#"
cols[col] = diags1[diag1] = diags2[diag2] = False
[class]{}-[func]{n_queens}
def n_queens(n: int) -> list[list[list[str]]]:
"""求解 N 皇后"""
# 初始化 n*n 大小的棋盘,其中 'Q' 代表皇后,'#' 代表空位
state = [["#" for _ in range(n)] for _ in range(n)]
cols = [False] * n # 记录列是否有皇后
diags1 = [False] * (2 * n - 1) # 记录主对角线是否有皇后
diags2 = [False] * (2 * n - 1) # 记录副对角线是否有皇后
res = []
backtrack(0, n, state, res, cols, diags1, diags2)
return res
```
=== "C++"
```cpp title="n_queens.cpp"
[class]{}-[func]{backtrack}
/* 回溯算法N 皇后 */
void backtrack(int row, int n, vector<vector<string>> &state, vector<vector<vector<string>>> &res, vector<bool> &cols,
vector<bool> &diags1, vector<bool> &diags2) {
// 当放置完所有行时,记录解
if (row == n) {
res.push_back(state);
return;
}
// 遍历所有列
for (int col = 0; col < n; col++) {
// 计算该格子对应的主对角线和副对角线
int diag1 = row - col + n - 1;
int diag2 = row + col;
// 剪枝:不允许该格子所在列、主对角线、副对角线存在皇后
if (!cols[col] && !diags1[diag1] && !diags2[diag2]) {
// 尝试:将皇后放置在该格子
state[row][col] = "Q";
cols[col] = diags1[diag1] = diags2[diag2] = true;
// 放置下一行
backtrack(row + 1, n, state, res, cols, diags1, diags2);
// 回退:将该格子恢复为空位
state[row][col] = "#";
cols[col] = diags1[diag1] = diags2[diag2] = false;
}
}
}
[class]{}-[func]{nQueens}
/* 求解 N 皇后 */
vector<vector<vector<string>>> nQueens(int n) {
// 初始化 n*n 大小的棋盘,其中 'Q' 代表皇后,'#' 代表空位
vector<vector<string>> state(n, vector<string>(n, "#"));
vector<bool> cols(n, false); // 记录列是否有皇后
vector<bool> diags1(2 * n - 1, false); // 记录主对角线是否有皇后
vector<bool> diags2(2 * n - 1, false); // 记录副对角线是否有皇后
vector<vector<vector<string>>> res;
backtrack(0, n, state, res, cols, diags1, diags2);
return res;
}
```
=== "Java"
```java title="n_queens.java"
[class]{n_queens}-[func]{backtrack}
/* 回溯算法N 皇后 */
void backtrack(int row, int n, List<List<String>> state, List<List<List<String>>> res,
boolean[] cols, boolean[] diags1, boolean[] diags2) {
// 当放置完所有行时,记录解
if (row == n) {
List<List<String>> copyState = new ArrayList<>();
for (List<String> sRow : state) {
copyState.add(new ArrayList<>(sRow));
}
res.add(copyState);
return;
}
// 遍历所有列
for (int col = 0; col < n; col++) {
// 计算该格子对应的主对角线和副对角线
int diag1 = row - col + n - 1;
int diag2 = row + col;
// 剪枝:不允许该格子所在列、主对角线、副对角线存在皇后
if (!cols[col] && !diags1[diag1] && !diags2[diag2]) {
// 尝试:将皇后放置在该格子
state.get(row).set(col, "Q");
cols[col] = diags1[diag1] = diags2[diag2] = true;
// 放置下一行
backtrack(row + 1, n, state, res, cols, diags1, diags2);
// 回退:将该格子恢复为空位
state.get(row).set(col, "#");
cols[col] = diags1[diag1] = diags2[diag2] = false;
}
}
}
[class]{n_queens}-[func]{nQueens}
/* 求解 N 皇后 */
List<List<List<String>>> nQueens(int n) {
// 初始化 n*n 大小的棋盘,其中 'Q' 代表皇后,'#' 代表空位
List<List<String>> state = new ArrayList<>();
for (int i = 0; i < n; i++) {
List<String> row = new ArrayList<>();
for (int j = 0; j < n; j++) {
row.add("#");
}
state.add(row);
}
boolean[] cols = new boolean[n]; // 记录列是否有皇后
boolean[] diags1 = new boolean[2 * n - 1]; // 记录主对角线是否有皇后
boolean[] diags2 = new boolean[2 * n - 1]; // 记录副对角线是否有皇后
List<List<List<String>>> res = new ArrayList<>();
backtrack(0, n, state, res, cols, diags1, diags2);
return res;
}
```
=== "C#"
```csharp title="n_queens.cs"
[class]{n_queens}-[func]{backtrack}
/* 回溯算法N 皇后 */
void backtrack(int row, int n, List<List<string>> state, List<List<List<string>>> res,
bool[] cols, bool[] diags1, bool[] diags2) {
// 当放置完所有行时,记录解
if (row == n) {
List<List<string>> copyState = new List<List<string>>();
foreach (List<string> sRow in state) {
copyState.Add(new List<string>(sRow));
}
res.Add(copyState);
return;
}
// 遍历所有列
for (int col = 0; col < n; col++) {
// 计算该格子对应的主对角线和副对角线
int diag1 = row - col + n - 1;
int diag2 = row + col;
// 剪枝:不允许该格子所在列、主对角线、副对角线存在皇后
if (!cols[col] && !diags1[diag1] && !diags2[diag2]) {
// 尝试:将皇后放置在该格子
state[row][col] = "Q";
cols[col] = diags1[diag1] = diags2[diag2] = true;
// 放置下一行
backtrack(row + 1, n, state, res, cols, diags1, diags2);
// 回退:将该格子恢复为空位
state[row][col] = "#";
cols[col] = diags1[diag1] = diags2[diag2] = false;
}
}
}
[class]{n_queens}-[func]{nQueens}
/* 求解 N 皇后 */
List<List<List<string>>> nQueens(int n) {
// 初始化 n*n 大小的棋盘,其中 'Q' 代表皇后,'#' 代表空位
List<List<string>> state = new List<List<string>>();
for (int i = 0; i < n; i++) {
List<string> row = new List<string>();
for (int j = 0; j < n; j++) {
row.Add("#");
}
state.Add(row);
}
bool[] cols = new bool[n]; // 记录列是否有皇后
bool[] diags1 = new bool[2 * n - 1]; // 记录主对角线是否有皇后
bool[] diags2 = new bool[2 * n - 1]; // 记录副对角线是否有皇后
List<List<List<string>>> res = new List<List<List<string>>>();
backtrack(0, n, state, res, cols, diags1, diags2);
return res;
}
```
=== "Go"
```go title="n_queens.go"
[class]{}-[func]{backtrack}
/* 回溯算法N 皇后 */
func backtrack(row, n int, state *[][]string, res *[][][]string, cols, diags1, diags2 *[]bool) {
// 当放置完所有行时,记录解
if row == n {
newState := make([][]string, len(*state))
for i, _ := range newState {
newState[i] = make([]string, len((*state)[0]))
copy(newState[i], (*state)[i])
[class]{}-[func]{nQueens}
}
*res = append(*res, newState)
}
// 遍历所有列
for col := 0; col < n; col++ {
// 计算该格子对应的主对角线和副对角线
diag1 := row - col + n - 1
diag2 := row + col
// 剪枝:不允许该格子所在列、主对角线、副对角线存在皇后
if !(*cols)[col] && !(*diags1)[diag1] && !(*diags2)[diag2] {
// 尝试:将皇后放置在该格子
(*state)[row][col] = "Q"
(*cols)[col], (*diags1)[diag1], (*diags2)[diag2] = true, true, true
// 放置下一行
backtrack(row+1, n, state, res, cols, diags1, diags2)
// 回退:将该格子恢复为空位
(*state)[row][col] = "#"
(*cols)[col], (*diags1)[diag1], (*diags2)[diag2] = false, false, false
}
}
}
/* 回溯算法N 皇后 */
func backtrack(row, n int, state *[][]string, res *[][][]string, cols, diags1, diags2 *[]bool) {
// 当放置完所有行时,记录解
if row == n {
newState := make([][]string, len(*state))
for i, _ := range newState {
newState[i] = make([]string, len((*state)[0]))
copy(newState[i], (*state)[i])
}
*res = append(*res, newState)
}
// 遍历所有列
for col := 0; col < n; col++ {
// 计算该格子对应的主对角线和副对角线
diag1 := row - col + n - 1
diag2 := row + col
// 剪枝:不允许该格子所在列、主对角线、副对角线存在皇后
if !(*cols)[col] && !(*diags1)[diag1] && !(*diags2)[diag2] {
// 尝试:将皇后放置在该格子
(*state)[row][col] = "Q"
(*cols)[col], (*diags1)[diag1], (*diags2)[diag2] = true, true, true
// 放置下一行
backtrack(row+1, n, state, res, cols, diags1, diags2)
// 回退:将该格子恢复为空位
(*state)[row][col] = "#"
(*cols)[col], (*diags1)[diag1], (*diags2)[diag2] = false, false, false
}
}
}
func nQueens(n int) [][][]string {
// 初始化 n*n 大小的棋盘,其中 'Q' 代表皇后,'#' 代表空位
state := make([][]string, n)
for i := 0; i < n; i++ {
row := make([]string, n)
for i := 0; i < n; i++ {
row[i] = "#"
}
state[i] = row
}
// 记录列是否有皇后
cols := make([]bool, n)
diags1 := make([]bool, 2*n-1)
diags2 := make([]bool, 2*n-1)
res := make([][][]string, 0)
backtrack(0, n, &state, &res, &cols, &diags1, &diags2)
return res
}
```
=== "Swift"
```swift title="n_queens.swift"
[class]{}-[func]{backtrack}
/* 回溯算法N 皇后 */
func backtrack(row: Int, n: Int, state: inout [[String]], res: inout [[[String]]], cols: inout [Bool], diags1: inout [Bool], diags2: inout [Bool]) {
// 当放置完所有行时,记录解
if row == n {
res.append(state)
return
}
// 遍历所有列
for col in 0 ..< n {
// 计算该格子对应的主对角线和副对角线
let diag1 = row - col + n - 1
let diag2 = row + col
// 剪枝:不允许该格子所在列、主对角线、副对角线存在皇后
if !cols[col] && !diags1[diag1] && !diags2[diag2] {
// 尝试:将皇后放置在该格子
state[row][col] = "Q"
cols[col] = true
diags1[diag1] = true
diags2[diag2] = true
// 放置下一行
backtrack(row: row + 1, n: n, state: &state, res: &res, cols: &cols, diags1: &diags1, diags2: &diags2)
// 回退:将该格子恢复为空位
state[row][col] = "#"
cols[col] = false
diags1[diag1] = false
diags2[diag2] = false
}
}
}
[class]{}-[func]{nQueens}
/* 求解 N 皇后 */
func nQueens(n: Int) -> [[[String]]] {
// 初始化 n*n 大小的棋盘,其中 'Q' 代表皇后,'#' 代表空位
var state = Array(repeating: Array(repeating: "#", count: n), count: n)
var cols = Array(repeating: false, count: n) // 记录列是否有皇后
var diags1 = Array(repeating: false, count: 2 * n - 1) // 记录主对角线是否有皇后
var diags2 = Array(repeating: false, count: 2 * n - 1) // 记录副对角线是否有皇后
var res: [[[String]]] = []
backtrack(row: 0, n: n, state: &state, res: &res, cols: &cols, diags1: &diags1, diags2: &diags2)
return res
}
```
=== "JS"
```javascript title="n_queens.js"
[class]{}-[func]{backtrack}
/* 回溯算法N 皇后 */
function backtrack(row, n, state, res, cols, diags1, diags2) {
// 当放置完所有行时,记录解
if (row === n) {
res.push(state.map((row) => row.slice()));
return;
}
// 遍历所有列
for (let col = 0; col < n; col++) {
// 计算该格子对应的主对角线和副对角线
const diag1 = row - col + n - 1;
const diag2 = row + col;
// 剪枝:不允许该格子所在列、主对角线、副对角线存在皇后
if (!cols[col] && !diags1[diag1] && !diags2[diag2]) {
// 尝试:将皇后放置在该格子
state[row][col] = 'Q';
cols[col] = diags1[diag1] = diags2[diag2] = true;
// 放置下一行
backtrack(row + 1, n, state, res, cols, diags1, diags2);
// 回退:将该格子恢复为空位
state[row][col] = '#';
cols[col] = diags1[diag1] = diags2[diag2] = false;
}
}
}
[class]{}-[func]{nQueens}
/* 求解 N 皇后 */
function nQueens(n) {
// 初始化 n*n 大小的棋盘,其中 'Q' 代表皇后,'#' 代表空位
const state = Array.from({ length: n }, () => Array(n).fill('#'));
const cols = Array(n).fill(false); // 记录列是否有皇后
const diags1 = Array(2 * n - 1).fill(false); // 记录主对角线是否有皇后
const diags2 = Array(2 * n - 1).fill(false); // 记录副对角线是否有皇后
const res = [];
backtrack(0, n, state, res, cols, diags1, diags2);
return res;
}
```
=== "TS"
```typescript title="n_queens.ts"
[class]{}-[func]{backtrack}
/* 回溯算法N 皇后 */
function backtrack(
row: number,
n: number,
state: string[][],
res: string[][][],
cols: boolean[],
diags1: boolean[],
diags2: boolean[]
): void {
// 当放置完所有行时,记录解
if (row === n) {
res.push(state.map((row) => row.slice()));
return;
}
// 遍历所有列
for (let col = 0; col < n; col++) {
// 计算该格子对应的主对角线和副对角线
const diag1 = row - col + n - 1;
const diag2 = row + col;
// 剪枝:不允许该格子所在列、主对角线、副对角线存在皇后
if (!cols[col] && !diags1[diag1] && !diags2[diag2]) {
// 尝试:将皇后放置在该格子
state[row][col] = 'Q';
cols[col] = diags1[diag1] = diags2[diag2] = true;
// 放置下一行
backtrack(row + 1, n, state, res, cols, diags1, diags2);
// 回退:将该格子恢复为空位
state[row][col] = '#';
cols[col] = diags1[diag1] = diags2[diag2] = false;
}
}
}
[class]{}-[func]{nQueens}
/* 求解 N 皇后 */
function nQueens(n: number): string[][][] {
// 初始化 n*n 大小的棋盘,其中 'Q' 代表皇后,'#' 代表空位
const state = Array.from({ length: n }, () => Array(n).fill('#'));
const cols = Array(n).fill(false); // 记录列是否有皇后
const diags1 = Array(2 * n - 1).fill(false); // 记录主对角线是否有皇后
const diags2 = Array(2 * n - 1).fill(false); // 记录副对角线是否有皇后
const res: string[][][] = [];
backtrack(0, n, state, res, cols, diags1, diags2);
return res;
}
```
=== "Dart"
```dart title="n_queens.dart"
[class]{}-[func]{backtrack}
/* 回溯算法N 皇后 */
void backtrack(
int row,
int n,
List<List<String>> state,
List<List<List<String>>> res,
List<bool> cols,
List<bool> diags1,
List<bool> diags2,
) {
// 当放置完所有行时,记录解
if (row == n) {
List<List<String>> copyState = [];
for (List<String> sRow in state) {
copyState.add(List.from(sRow));
}
res.add(copyState);
return;
}
// 遍历所有列
for (int col = 0; col < n; col++) {
// 计算该格子对应的主对角线和副对角线
int diag1 = row - col + n - 1;
int diag2 = row + col;
// 剪枝:不允许该格子所在列、主对角线、副对角线存在皇后
if (!cols[col] && !diags1[diag1] && !diags2[diag2]) {
// 尝试:将皇后放置在该格子
state[row][col] = "Q";
cols[col] = true;
diags1[diag1] = true;
diags2[diag2] = true;
// 放置下一行
backtrack(row + 1, n, state, res, cols, diags1, diags2);
// 回退:将该格子恢复为空位
state[row][col] = "#";
cols[col] = false;
diags1[diag1] = false;
diags2[diag2] = false;
}
}
}
[class]{}-[func]{nQueens}
/* 求解 N 皇后 */
List<List<List<String>>> nQueens(int n) {
// 初始化 n*n 大小的棋盘,其中 'Q' 代表皇后,'#' 代表空位
List<List<String>> state = List.generate(n, (index) => List.filled(n, "#"));
List<bool> cols = List.filled(n, false); // 记录列是否有皇后
List<bool> diags1 = List.filled(2 * n - 1, false); // 记录主对角线是否有皇后
List<bool> diags2 = List.filled(2 * n - 1, false); // 记录副对角线是否有皇后
List<List<List<String>>> res = [];
backtrack(0, n, state, res, cols, diags1, diags2);
return res;
}
```
=== "Rust"
```rust title="n_queens.rs"
[class]{}-[func]{backtrack}
/* 回溯算法N 皇后 */
fn backtrack(row: usize, n: usize, state: &mut Vec<Vec<String>>, res: &mut Vec<Vec<Vec<String>>>,
cols: &mut [bool], diags1: &mut [bool], diags2: &mut [bool]) {
// 当放置完所有行时,记录解
if row == n {
let mut copy_state: Vec<Vec<String>> = Vec::new();
for s_row in state.clone() {
copy_state.push(s_row);
}
res.push(copy_state);
return;
}
// 遍历所有列
for col in 0..n {
// 计算该格子对应的主对角线和副对角线
let diag1 = row + n - 1 - col;
let diag2 = row + col;
// 剪枝:不允许该格子所在列、主对角线、副对角线存在皇后
if !cols[col] && !diags1[diag1] && !diags2[diag2] {
// 尝试:将皇后放置在该格子
state.get_mut(row).unwrap()[col] = "Q".into();
(cols[col], diags1[diag1], diags2[diag2]) = (true, true, true);
// 放置下一行
backtrack(row + 1, n, state, res, cols, diags1, diags2);
// 回退:将该格子恢复为空位
state.get_mut(row).unwrap()[col] = "#".into();
(cols[col], diags1[diag1], diags2[diag2]) = (false, false, false);
}
}
}
[class]{}-[func]{n_queens}
/* 求解 N 皇后 */
fn n_queens(n: usize) -> Vec<Vec<Vec<String>>> {
// 初始化 n*n 大小的棋盘,其中 'Q' 代表皇后,'#' 代表空位
let mut state: Vec<Vec<String>> = Vec::new();
for _ in 0..n {
let mut row: Vec<String> = Vec::new();
for _ in 0..n {
row.push("#".into());
}
state.push(row);
}
let mut cols = vec![false; n]; // 记录列是否有皇后
let mut diags1 = vec![false; 2 * n - 1]; // 记录主对角线是否有皇后
let mut diags2 = vec![false; 2 * n - 1]; // 记录副对角线是否有皇后
let mut res: Vec<Vec<Vec<String>>> = Vec::new();
backtrack(0, n, &mut state, &mut res, &mut cols, &mut diags1, &mut diags2);
res
}
```
=== "C"

View File

@@ -58,89 +58,411 @@ comments: true
=== "Python"
```python title="permutations_i.py"
[class]{}-[func]{backtrack}
def backtrack(
state: list[int], choices: list[int], selected: list[bool], res: list[list[int]]
):
"""回溯算法:全排列 I"""
# 当状态长度等于元素数量时,记录解
if len(state) == len(choices):
res.append(list(state))
return
# 遍历所有选择
for i, choice in enumerate(choices):
# 剪枝:不允许重复选择元素
if not selected[i]:
# 尝试:做出选择,更新状态
selected[i] = True
state.append(choice)
# 进行下一轮选择
backtrack(state, choices, selected, res)
# 回退:撤销选择,恢复到之前的状态
selected[i] = False
state.pop()
[class]{}-[func]{permutations_i}
def permutations_i(nums: list[int]) -> list[list[int]]:
"""全排列 I"""
res = []
backtrack(state=[], choices=nums, selected=[False] * len(nums), res=res)
return res
```
=== "C++"
```cpp title="permutations_i.cpp"
[class]{}-[func]{backtrack}
/* 回溯算法:全排列 I */
void backtrack(vector<int> &state, const vector<int> &choices, vector<bool> &selected, vector<vector<int>> &res) {
// 当状态长度等于元素数量时,记录解
if (state.size() == choices.size()) {
res.push_back(state);
return;
}
// 遍历所有选择
for (int i = 0; i < choices.size(); i++) {
int choice = choices[i];
// 剪枝:不允许重复选择元素 且 不允许重复选择相等元素
if (!selected[i]) {
// 尝试:做出选择,更新状态
selected[i] = true;
state.push_back(choice);
// 进行下一轮选择
backtrack(state, choices, selected, res);
// 回退:撤销选择,恢复到之前的状态
selected[i] = false;
state.pop_back();
}
}
}
[class]{}-[func]{permutationsI}
/* 全排列 I */
vector<vector<int>> permutationsI(vector<int> nums) {
vector<int> state;
vector<bool> selected(nums.size(), false);
vector<vector<int>> res;
backtrack(state, nums, selected, res);
return res;
}
```
=== "Java"
```java title="permutations_i.java"
[class]{permutations_i}-[func]{backtrack}
/* 回溯算法:全排列 I */
void backtrack(List<Integer> state, int[] choices, boolean[] selected, List<List<Integer>> res) {
// 当状态长度等于元素数量时,记录解
if (state.size() == choices.length) {
res.add(new ArrayList<Integer>(state));
return;
}
// 遍历所有选择
for (int i = 0; i < choices.length; i++) {
int choice = choices[i];
// 剪枝:不允许重复选择元素 且 不允许重复选择相等元素
if (!selected[i]) {
// 尝试:做出选择,更新状态
selected[i] = true;
state.add(choice);
// 进行下一轮选择
backtrack(state, choices, selected, res);
// 回退:撤销选择,恢复到之前的状态
selected[i] = false;
state.remove(state.size() - 1);
}
}
}
[class]{permutations_i}-[func]{permutationsI}
/* 全排列 I */
List<List<Integer>> permutationsI(int[] nums) {
List<List<Integer>> res = new ArrayList<List<Integer>>();
backtrack(new ArrayList<Integer>(), nums, new boolean[nums.length], res);
return res;
}
```
=== "C#"
```csharp title="permutations_i.cs"
[class]{permutations_i}-[func]{backtrack}
/* 回溯算法:全排列 I */
void backtrack(List<int> state, int[] choices, bool[] selected, List<List<int>> res) {
// 当状态长度等于元素数量时,记录解
if (state.Count == choices.Length) {
res.Add(new List<int>(state));
return;
}
// 遍历所有选择
for (int i = 0; i < choices.Length; i++) {
int choice = choices[i];
// 剪枝:不允许重复选择元素 且 不允许重复选择相等元素
if (!selected[i]) {
// 尝试:做出选择,更新状态
selected[i] = true;
state.Add(choice);
// 进行下一轮选择
backtrack(state, choices, selected, res);
// 回退:撤销选择,恢复到之前的状态
selected[i] = false;
state.RemoveAt(state.Count - 1);
}
}
}
[class]{permutations_i}-[func]{permutationsI}
/* 全排列 I */
List<List<int>> permutationsI(int[] nums) {
List<List<int>> res = new List<List<int>>();
backtrack(new List<int>(), nums, new bool[nums.Length], res);
return res;
}
```
=== "Go"
```go title="permutations_i.go"
[class]{}-[func]{backtrackI}
/* 回溯算法:全排列 I */
func backtrackI(state *[]int, choices *[]int, selected *[]bool, res *[][]int) {
// 当状态长度等于元素数量时,记录解
if len(*state) == len(*choices) {
newState := append([]int{}, *state...)
*res = append(*res, newState)
}
// 遍历所有选择
for i := 0; i < len(*choices); i++ {
choice := (*choices)[i]
// 剪枝:不允许重复选择元素 且 不允许重复选择相等元素
if !(*selected)[i] {
// 尝试:做出选择,更新状态
(*selected)[i] = true
*state = append(*state, choice)
// 进行下一轮选择
backtrackI(state, choices, selected, res)
// 回退:撤销选择,恢复到之前的状态
(*selected)[i] = false
*state = (*state)[:len(*state)-1]
}
}
}
[class]{}-[func]{permutationsI}
/* 全排列 I */
func permutationsI(nums []int) [][]int {
res := make([][]int, 0)
state := make([]int, 0)
selected := make([]bool, len(nums))
backtrackI(&state, &nums, &selected, &res)
return res
}
```
=== "Swift"
```swift title="permutations_i.swift"
[class]{}-[func]{backtrack}
/* 回溯算法:全排列 I */
func backtrack(state: inout [Int], choices: [Int], selected: inout [Bool], res: inout [[Int]]) {
// 当状态长度等于元素数量时,记录解
if state.count == choices.count {
res.append(state)
return
}
// 遍历所有选择
for (i, choice) in choices.enumerated() {
// 剪枝:不允许重复选择元素 且 不允许重复选择相等元素
if !selected[i] {
// 尝试:做出选择,更新状态
selected[i] = true
state.append(choice)
// 进行下一轮选择
backtrack(state: &state, choices: choices, selected: &selected, res: &res)
// 回退:撤销选择,恢复到之前的状态
selected[i] = false
state.removeLast()
}
}
}
[class]{}-[func]{permutationsI}
/* 全排列 I */
func permutationsI(nums: [Int]) -> [[Int]] {
var state: [Int] = []
var selected = Array(repeating: false, count: nums.count)
var res: [[Int]] = []
backtrack(state: &state, choices: nums, selected: &selected, res: &res)
return res
}
```
=== "JS"
```javascript title="permutations_i.js"
[class]{}-[func]{backtrack}
/* 回溯算法:全排列 I */
function backtrack(state, choices, selected, res) {
// 当状态长度等于元素数量时,记录解
if (state.length === choices.length) {
res.push([...state]);
return;
}
// 遍历所有选择
choices.forEach((choice, i) => {
// 剪枝:不允许重复选择元素 且 不允许重复选择相等元素
if (!selected[i]) {
// 尝试:做出选择,更新状态
selected[i] = true;
state.push(choice);
// 进行下一轮选择
backtrack(state, choices, selected, res);
// 回退:撤销选择,恢复到之前的状态
selected[i] = false;
state.pop();
}
});
}
[class]{}-[func]{permutationsI}
/* 全排列 I */
function permutationsI(nums) {
const res = [];
backtrack([], nums, Array(nums.length).fill(false), res);
return res;
}
```
=== "TS"
```typescript title="permutations_i.ts"
[class]{}-[func]{backtrack}
/* 回溯算法:全排列 I */
function backtrack(
state: number[],
choices: number[],
selected: boolean[],
res: number[][]
): void {
// 当状态长度等于元素数量时,记录解
if (state.length === choices.length) {
res.push([...state]);
return;
}
// 遍历所有选择
choices.forEach((choice, i) => {
// 剪枝:不允许重复选择元素 且 不允许重复选择相等元素
if (!selected[i]) {
// 尝试:做出选择,更新状态
selected[i] = true;
state.push(choice);
// 进行下一轮选择
backtrack(state, choices, selected, res);
// 回退:撤销选择,恢复到之前的状态
selected[i] = false;
state.pop();
}
});
}
[class]{}-[func]{permutationsI}
/* 全排列 I */
function permutationsI(nums: number[]): number[][] {
const res: number[][] = [];
backtrack([], nums, Array(nums.length).fill(false), res);
return res;
}
```
=== "Dart"
```dart title="permutations_i.dart"
[class]{}-[func]{backtrack}
/* 回溯算法:全排列 I */
void backtrack(
List<int> state,
List<int> choices,
List<bool> selected,
List<List<int>> res,
) {
// 当状态长度等于元素数量时,记录解
if (state.length == choices.length) {
res.add(List.from(state));
return;
}
// 遍历所有选择
for (int i = 0; i < choices.length; i++) {
int choice = choices[i];
// 剪枝:不允许重复选择元素 且 不允许重复选择相等元素
if (!selected[i]) {
// 尝试:做出选择,更新状态
selected[i] = true;
state.add(choice);
// 进行下一轮选择
backtrack(state, choices, selected, res);
// 回退:撤销选择,恢复到之前的状态
selected[i] = false;
state.removeLast();
}
}
}
[class]{}-[func]{permutationsI}
/* 全排列 I */
List<List<int>> permutationsI(List<int> nums) {
List<List<int>> res = [];
backtrack([], nums, List.filled(nums.length, false), res);
return res;
}
```
=== "Rust"
```rust title="permutations_i.rs"
[class]{}-[func]{backtrack}
/* 回溯算法:全排列 I */
fn backtrack(mut state: Vec<i32>, choices: &[i32], selected: &mut [bool], res: &mut Vec<Vec<i32>>) {
// 当状态长度等于元素数量时,记录解
if state.len() == choices.len() {
res.push(state);
return;
}
// 遍历所有选择
for i in 0..choices.len() {
let choice = choices[i];
// 剪枝:不允许重复选择元素 且 不允许重复选择相等元素
if !selected[i] {
// 尝试:做出选择,更新状态
selected[i] = true;
state.push(choice);
// 进行下一轮选择
backtrack(state.clone(), choices, selected, res);
// 回退:撤销选择,恢复到之前的状态
selected[i] = false;
state.remove(state.len() - 1);
}
}
}
[class]{}-[func]{permutations_i}
/* 全排列 I */
fn permutations_i(nums: &mut [i32]) -> Vec<Vec<i32>> {
let mut res = Vec::new(); // 状态(子集)
backtrack(Vec::new(), nums, &mut vec![false; nums.len()], &mut res);
res
}
```
=== "C"
```c title="permutations_i.c"
[class]{}-[func]{backtrack}
/* 回溯算法:全排列 I */
void backtrack(vector *state, vector *choices, vector *selected, vector *res) {
// 当状态长度等于元素数量时,记录解
if (state->size == choices->size) {
vector *newState = newVector();
for (int i = 0; i < state->size; i++) {
vectorPushback(newState, state->data[i], sizeof(int));
}
vectorPushback(res, newState, sizeof(vector));
return;
}
// 遍历所有选择
for (int i = 0; i < choices->size; i++) {
int *choice = malloc(sizeof(int));
*choice = *((int *)(choices->data[i]));
// 剪枝:不允许重复选择元素 且 不允许重复选择相等元素
bool select = *((bool *)(selected->data[i]));
if (!select) {
// 尝试:做出选择,更新状态
*((bool *)selected->data[i]) = true;
vectorPushback(state, choice, sizeof(int));
// 进行下一轮选择
backtrack(state, choices, selected, res);
// 回退:撤销选择,恢复到之前的状态
*((bool *)selected->data[i]) = false;
vectorPopback(state);
}
}
}
[class]{}-[func]{permutationsI}
/* 全排列 I */
vector *permutationsI(vector *nums) {
vector *iState = newVector();
int select[3] = {false, false, false};
vector *bSelected = newVector();
for (int i = 0; i < nums->size; i++) {
vectorPushback(bSelected, &select[i], sizeof(int));
}
vector *res = newVector();
// 前序遍历
backtrack(iState, nums, bSelected, res);
return res;
}
```
=== "Zig"
@@ -186,81 +508,381 @@ comments: true
=== "Python"
```python title="permutations_ii.py"
[class]{}-[func]{backtrack}
def backtrack(
state: list[int], choices: list[int], selected: list[bool], res: list[list[int]]
):
"""回溯算法:全排列 II"""
# 当状态长度等于元素数量时,记录解
if len(state) == len(choices):
res.append(list(state))
return
# 遍历所有选择
duplicated = set[int]()
for i, choice in enumerate(choices):
# 剪枝:不允许重复选择元素 且 不允许重复选择相等元素
if not selected[i] and choice not in duplicated:
# 尝试:做出选择,更新状态
duplicated.add(choice) # 记录选择过的元素值
selected[i] = True
state.append(choice)
# 进行下一轮选择
backtrack(state, choices, selected, res)
# 回退:撤销选择,恢复到之前的状态
selected[i] = False
state.pop()
[class]{}-[func]{permutations_ii}
def permutations_ii(nums: list[int]) -> list[list[int]]:
"""全排列 II"""
res = []
backtrack(state=[], choices=nums, selected=[False] * len(nums), res=res)
return res
```
=== "C++"
```cpp title="permutations_ii.cpp"
[class]{}-[func]{backtrack}
/* 回溯算法:全排列 II */
void backtrack(vector<int> &state, const vector<int> &choices, vector<bool> &selected, vector<vector<int>> &res) {
// 当状态长度等于元素数量时,记录解
if (state.size() == choices.size()) {
res.push_back(state);
return;
}
// 遍历所有选择
unordered_set<int> duplicated;
for (int i = 0; i < choices.size(); i++) {
int choice = choices[i];
// 剪枝:不允许重复选择元素 且 不允许重复选择相等元素
if (!selected[i] && duplicated.find(choice) == duplicated.end()) {
// 尝试:做出选择,更新状态
duplicated.emplace(choice); // 记录选择过的元素值
selected[i] = true;
state.push_back(choice);
// 进行下一轮选择
backtrack(state, choices, selected, res);
// 回退:撤销选择,恢复到之前的状态
selected[i] = false;
state.pop_back();
}
}
}
[class]{}-[func]{permutationsII}
/* 全排列 II */
vector<vector<int>> permutationsII(vector<int> nums) {
vector<int> state;
vector<bool> selected(nums.size(), false);
vector<vector<int>> res;
backtrack(state, nums, selected, res);
return res;
}
```
=== "Java"
```java title="permutations_ii.java"
[class]{permutations_ii}-[func]{backtrack}
/* 回溯算法:全排列 II */
void backtrack(List<Integer> state, int[] choices, boolean[] selected, List<List<Integer>> res) {
// 当状态长度等于元素数量时,记录解
if (state.size() == choices.length) {
res.add(new ArrayList<Integer>(state));
return;
}
// 遍历所有选择
Set<Integer> duplicated = new HashSet<Integer>();
for (int i = 0; i < choices.length; i++) {
int choice = choices[i];
// 剪枝:不允许重复选择元素 且 不允许重复选择相等元素
if (!selected[i] && !duplicated.contains(choice)) {
// 尝试:做出选择,更新状态
duplicated.add(choice); // 记录选择过的元素值
selected[i] = true;
state.add(choice);
// 进行下一轮选择
backtrack(state, choices, selected, res);
// 回退:撤销选择,恢复到之前的状态
selected[i] = false;
state.remove(state.size() - 1);
}
}
}
[class]{permutations_ii}-[func]{permutationsII}
/* 全排列 II */
List<List<Integer>> permutationsII(int[] nums) {
List<List<Integer>> res = new ArrayList<List<Integer>>();
backtrack(new ArrayList<Integer>(), nums, new boolean[nums.length], res);
return res;
}
```
=== "C#"
```csharp title="permutations_ii.cs"
[class]{permutations_ii}-[func]{backtrack}
/* 回溯算法:全排列 II */
void backtrack(List<int> state, int[] choices, bool[] selected, List<List<int>> res) {
// 当状态长度等于元素数量时,记录解
if (state.Count == choices.Length) {
res.Add(new List<int>(state));
return;
}
// 遍历所有选择
ISet<int> duplicated = new HashSet<int>();
for (int i = 0; i < choices.Length; i++) {
int choice = choices[i];
// 剪枝:不允许重复选择元素 且 不允许重复选择相等元素
if (!selected[i] && !duplicated.Contains(choice)) {
// 尝试:做出选择,更新状态
duplicated.Add(choice); // 记录选择过的元素值
selected[i] = true;
state.Add(choice);
// 进行下一轮选择
backtrack(state, choices, selected, res);
// 回退:撤销选择,恢复到之前的状态
selected[i] = false;
state.RemoveAt(state.Count - 1);
}
}
}
[class]{permutations_ii}-[func]{permutationsII}
/* 全排列 II */
List<List<int>> permutationsII(int[] nums) {
List<List<int>> res = new List<List<int>>();
backtrack(new List<int>(), nums, new bool[nums.Length], res);
return res;
}
```
=== "Go"
```go title="permutations_ii.go"
[class]{}-[func]{backtrackII}
/* 回溯算法:全排列 II */
func backtrackII(state *[]int, choices *[]int, selected *[]bool, res *[][]int) {
// 当状态长度等于元素数量时,记录解
if len(*state) == len(*choices) {
newState := append([]int{}, *state...)
*res = append(*res, newState)
}
// 遍历所有选择
duplicated := make(map[int]struct{}, 0)
for i := 0; i < len(*choices); i++ {
choice := (*choices)[i]
// 剪枝:不允许重复选择元素 且 不允许重复选择相等元素
if _, ok := duplicated[choice]; !ok && !(*selected)[i] {
// 尝试:做出选择,更新状态
// 记录选择过的元素值
duplicated[choice] = struct{}{}
(*selected)[i] = true
*state = append(*state, choice)
// 进行下一轮选择
backtrackI(state, choices, selected, res)
// 回退:撤销选择,恢复到之前的状态
(*selected)[i] = false
*state = (*state)[:len(*state)-1]
}
}
}
[class]{}-[func]{permutationsII}
/* 全排列 II */
func permutationsII(nums []int) [][]int {
res := make([][]int, 0)
state := make([]int, 0)
selected := make([]bool, len(nums))
backtrackII(&state, &nums, &selected, &res)
return res
}
```
=== "Swift"
```swift title="permutations_ii.swift"
[class]{}-[func]{backtrack}
/* 回溯算法:全排列 II */
func backtrack(state: inout [Int], choices: [Int], selected: inout [Bool], res: inout [[Int]]) {
// 当状态长度等于元素数量时,记录解
if state.count == choices.count {
res.append(state)
return
}
// 遍历所有选择
var duplicated: Set<Int> = []
for (i, choice) in choices.enumerated() {
// 剪枝:不允许重复选择元素 且 不允许重复选择相等元素
if !selected[i], !duplicated.contains(choice) {
// 尝试:做出选择,更新状态
duplicated.insert(choice) // 记录选择过的元素值
selected[i] = true
state.append(choice)
// 进行下一轮选择
backtrack(state: &state, choices: choices, selected: &selected, res: &res)
// 回退:撤销选择,恢复到之前的状态
selected[i] = false
state.removeLast()
}
}
}
[class]{}-[func]{permutationsII}
/* 全排列 II */
func permutationsII(nums: [Int]) -> [[Int]] {
var state: [Int] = []
var selected = Array(repeating: false, count: nums.count)
var res: [[Int]] = []
backtrack(state: &state, choices: nums, selected: &selected, res: &res)
return res
}
```
=== "JS"
```javascript title="permutations_ii.js"
[class]{}-[func]{backtrack}
/* 回溯算法:全排列 II */
function backtrack(state, choices, selected, res) {
// 当状态长度等于元素数量时,记录解
if (state.length === choices.length) {
res.push([...state]);
return;
}
// 遍历所有选择
const duplicated = new Set();
choices.forEach((choice, i) => {
// 剪枝:不允许重复选择元素 且 不允许重复选择相等元素
if (!selected[i] && !duplicated.has(choice)) {
// 尝试:做出选择,更新状态
duplicated.add(choice); // 记录选择过的元素值
selected[i] = true;
state.push(choice);
// 进行下一轮选择
backtrack(state, choices, selected, res);
// 回退:撤销选择,恢复到之前的状态
selected[i] = false;
state.pop();
}
});
}
[class]{}-[func]{permutationsII}
/* 全排列 II */
function permutationsII(nums) {
const res = [];
backtrack([], nums, Array(nums.length).fill(false), res);
return res;
}
```
=== "TS"
```typescript title="permutations_ii.ts"
[class]{}-[func]{backtrack}
/* 回溯算法:全排列 II */
function backtrack(
state: number[],
choices: number[],
selected: boolean[],
res: number[][]
): void {
// 当状态长度等于元素数量时,记录解
if (state.length === choices.length) {
res.push([...state]);
return;
}
// 遍历所有选择
const duplicated = new Set();
choices.forEach((choice, i) => {
// 剪枝:不允许重复选择元素 且 不允许重复选择相等元素
if (!selected[i] && !duplicated.has(choice)) {
// 尝试:做出选择,更新状态
duplicated.add(choice); // 记录选择过的元素值
selected[i] = true;
state.push(choice);
// 进行下一轮选择
backtrack(state, choices, selected, res);
// 回退:撤销选择,恢复到之前的状态
selected[i] = false;
state.pop();
}
});
}
[class]{}-[func]{permutationsII}
/* 全排列 II */
function permutationsII(nums: number[]): number[][] {
const res: number[][] = [];
backtrack([], nums, Array(nums.length).fill(false), res);
return res;
}
```
=== "Dart"
```dart title="permutations_ii.dart"
[class]{}-[func]{backtrack}
/* 回溯算法:全排列 II */
void backtrack(
List<int> state,
List<int> choices,
List<bool> selected,
List<List<int>> res,
) {
// 当状态长度等于元素数量时,记录解
if (state.length == choices.length) {
res.add(List.from(state));
return;
}
// 遍历所有选择
Set<int> duplicated = {};
for (int i = 0; i < choices.length; i++) {
int choice = choices[i];
// 剪枝:不允许重复选择元素 且 不允许重复选择相等元素
if (!selected[i] && !duplicated.contains(choice)) {
// 尝试:做出选择,更新状态
duplicated.add(choice); // 记录选择过的元素值
selected[i] = true;
state.add(choice);
// 进行下一轮选择
backtrack(state, choices, selected, res);
// 回退:撤销选择,恢复到之前的状态
selected[i] = false;
state.removeLast();
}
}
}
[class]{}-[func]{permutationsII}
/* 全排列 II */
List<List<int>> permutationsII(List<int> nums) {
List<List<int>> res = [];
backtrack([], nums, List.filled(nums.length, false), res);
return res;
}
```
=== "Rust"
```rust title="permutations_ii.rs"
[class]{}-[func]{backtrack}
/* 回溯算法:全排列 II */
fn backtrack(mut state: Vec<i32>, choices: &[i32], selected: &mut [bool], res: &mut Vec<Vec<i32>>) {
// 当状态长度等于元素数量时,记录解
if state.len() == choices.len() {
res.push(state);
return;
}
// 遍历所有选择
let mut duplicated = HashSet::<i32>::new();
for i in 0..choices.len() {
let choice = choices[i];
// 剪枝:不允许重复选择元素 且 不允许重复选择相等元素
if !selected[i] && !duplicated.contains(&choice) {
// 尝试:做出选择,更新状态
duplicated.insert(choice); // 记录选择过的元素值
selected[i] = true;
state.push(choice);
// 进行下一轮选择
backtrack(state.clone(), choices, selected, res);
// 回退:撤销选择,恢复到之前的状态
selected[i] = false;
state.remove(state.len() - 1);
}
}
}
[class]{}-[func]{permutations_ii}
/* 全排列 II */
fn permutations_ii(nums: &mut [i32]) -> Vec<Vec<i32>> {
let mut res = Vec::new();
backtrack(Vec::new(), nums, &mut vec![false; nums.len()], &mut res);
res
}
```
=== "C"

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View File

@@ -49,81 +49,306 @@ comments: true
=== "Python"
```python title="binary_search_recur.py"
[class]{}-[func]{dfs}
def dfs(nums: list[int], target: int, i: int, j: int) -> int:
"""二分查找:问题 f(i, j)"""
# 若区间为空,代表无目标元素,则返回 -1
if i > j:
return -1
# 计算中点索引 m
m = (i + j) // 2
if nums[m] < target:
# 递归子问题 f(m+1, j)
return dfs(nums, target, m + 1, j)
elif nums[m] > target:
# 递归子问题 f(i, m-1)
return dfs(nums, target, i, m - 1)
else:
# 找到目标元素,返回其索引
return m
[class]{}-[func]{binary_search}
def binary_search(nums: list[int], target: int) -> int:
"""二分查找"""
n = len(nums)
# 求解问题 f(0, n-1)
return dfs(nums, target, 0, n - 1)
```
=== "C++"
```cpp title="binary_search_recur.cpp"
[class]{}-[func]{dfs}
/* 二分查找:问题 f(i, j) */
int dfs(vector<int> &nums, int target, int i, int j) {
// 若区间为空,代表无目标元素,则返回 -1
if (i > j) {
return -1;
}
// 计算中点索引 m
int m = (i + j) / 2;
if (nums[m] < target) {
// 递归子问题 f(m+1, j)
return dfs(nums, target, m + 1, j);
} else if (nums[m] > target) {
// 递归子问题 f(i, m-1)
return dfs(nums, target, i, m - 1);
} else {
// 找到目标元素,返回其索引
return m;
}
}
[class]{}-[func]{binarySearch}
/* 二分查找 */
int binarySearch(vector<int> &nums, int target) {
int n = nums.size();
// 求解问题 f(0, n-1)
return dfs(nums, target, 0, n - 1);
}
```
=== "Java"
```java title="binary_search_recur.java"
[class]{binary_search_recur}-[func]{dfs}
/* 二分查找:问题 f(i, j) */
int dfs(int[] nums, int target, int i, int j) {
// 若区间为空,代表无目标元素,则返回 -1
if (i > j) {
return -1;
}
// 计算中点索引 m
int m = (i + j) / 2;
if (nums[m] < target) {
// 递归子问题 f(m+1, j)
return dfs(nums, target, m + 1, j);
} else if (nums[m] > target) {
// 递归子问题 f(i, m-1)
return dfs(nums, target, i, m - 1);
} else {
// 找到目标元素,返回其索引
return m;
}
}
[class]{binary_search_recur}-[func]{binarySearch}
/* 二分查找 */
int binarySearch(int[] nums, int target) {
int n = nums.length;
// 求解问题 f(0, n-1)
return dfs(nums, target, 0, n - 1);
}
```
=== "C#"
```csharp title="binary_search_recur.cs"
[class]{binary_search_recur}-[func]{dfs}
/* 二分查找:问题 f(i, j) */
int dfs(int[] nums, int target, int i, int j) {
// 若区间为空,代表无目标元素,则返回 -1
if (i > j) {
return -1;
}
// 计算中点索引 m
int m = (i + j) / 2;
if (nums[m] < target) {
// 递归子问题 f(m+1, j)
return dfs(nums, target, m + 1, j);
} else if (nums[m] > target) {
// 递归子问题 f(i, m-1)
return dfs(nums, target, i, m - 1);
} else {
// 找到目标元素,返回其索引
return m;
}
}
[class]{binary_search_recur}-[func]{binarySearch}
/* 二分查找 */
int binarySearch(int[] nums, int target) {
int n = nums.Length;
// 求解问题 f(0, n-1)
return dfs(nums, target, 0, n - 1);
}
```
=== "Go"
```go title="binary_search_recur.go"
[class]{}-[func]{dfs}
/* 二分查找:问题 f(i, j) */
func dfs(nums []int, target, i, j int) int {
// 如果区间为空,代表没有目标元素,则返回 -1
if i > j {
return -1
}
// 计算索引中点
m := i + ((j - i) >> 1)
//判断中点与目标元素大小
if nums[m] < target {
// 小于则递归右半数组
// 递归子问题 f(m+1, j)
return dfs(nums, target, m+1, j)
} else if nums[m] > target {
// 小于则递归左半数组
// 递归子问题 f(i, m-1)
return dfs(nums, target, i, m-1)
} else {
// 找到目标元素,返回其索引
return m
}
}
[class]{}-[func]{binarySearch}
/* 二分查找 */
func binarySearch(nums []int, target int) int {
n := len(nums)
return dfs(nums, target, 0, n-1)
}
```
=== "Swift"
```swift title="binary_search_recur.swift"
[class]{}-[func]{dfs}
/* 二分查找:问题 f(i, j) */
func dfs(nums: [Int], target: Int, i: Int, j: Int) -> Int {
// 若区间为空,代表无目标元素,则返回 -1
if i > j {
return -1
}
// 计算中点索引 m
let m = (i + j) / 2
if nums[m] < target {
// 递归子问题 f(m+1, j)
return dfs(nums: nums, target: target, i: m + 1, j: j)
} else if nums[m] > target {
// 递归子问题 f(i, m-1)
return dfs(nums: nums, target: target, i: i, j: m - 1)
} else {
// 找到目标元素,返回其索引
return m
}
}
[class]{}-[func]{binarySearch}
/* 二分查找 */
func binarySearch(nums: [Int], target: Int) -> Int {
let n = nums.count
// 求解问题 f(0, n-1)
return dfs(nums: nums, target: target, i: 0, j: n - 1)
}
```
=== "JS"
```javascript title="binary_search_recur.js"
[class]{}-[func]{dfs}
/* 二分查找:问题 f(i, j) */
function dfs(nums, target, i, j) {
// 若区间为空,代表无目标元素,则返回 -1
if (i > j) {
return -1;
}
// 计算中点索引 m
const m = i + ((j - i) >> 1);
if (nums[m] < target) {
// 递归子问题 f(m+1, j)
return dfs(nums, target, m + 1, j);
} else if (nums[m] > target) {
// 递归子问题 f(i, m-1)
return dfs(nums, target, i, m - 1);
} else {
// 找到目标元素,返回其索引
return m;
}
}
[class]{}-[func]{binarySearch}
/* 二分查找 */
function binarySearch(nums, target) {
const n = nums.length;
// 求解问题 f(0, n-1)
return dfs(nums, target, 0, n - 1);
}
```
=== "TS"
```typescript title="binary_search_recur.ts"
[class]{}-[func]{dfs}
/* 二分查找:问题 f(i, j) */
function dfs(nums: number[], target: number, i: number, j: number): number {
// 若区间为空,代表无目标元素,则返回 -1
if (i > j) {
return -1;
}
// 计算中点索引 m
const m = i + ((j - i) >> 1);
if (nums[m] < target) {
// 递归子问题 f(m+1, j)
return dfs(nums, target, m + 1, j);
} else if (nums[m] > target) {
// 递归子问题 f(i, m-1)
return dfs(nums, target, i, m - 1);
} else {
// 找到目标元素,返回其索引
return m;
}
}
[class]{}-[func]{binarySearch}
/* 二分查找 */
function binarySearch(nums: number[], target: number): number {
const n = nums.length;
// 求解问题 f(0, n-1)
return dfs(nums, target, 0, n - 1);
}
```
=== "Dart"
```dart title="binary_search_recur.dart"
[class]{}-[func]{dfs}
/* 二分查找:问题 f(i, j) */
int dfs(List<int> nums, int target, int i, int j) {
// 若区间为空,代表无目标元素,则返回 -1
if (i > j) {
return -1;
}
// 计算中点索引 m
int m = (i + j) ~/ 2;
if (nums[m] < target) {
// 递归子问题 f(m+1, j)
return dfs(nums, target, m + 1, j);
} else if (nums[m] > target) {
// 递归子问题 f(i, m-1)
return dfs(nums, target, i, m - 1);
} else {
// 找到目标元素,返回其索引
return m;
}
}
[class]{}-[func]{binarySearch}
/* 二分查找 */
int binarySearch(List<int> nums, int target) {
int n = nums.length;
// 求解问题 f(0, n-1)
return dfs(nums, target, 0, n - 1);
}
```
=== "Rust"
```rust title="binary_search_recur.rs"
[class]{}-[func]{dfs}
/* 二分查找:问题 f(i, j) */
fn dfs(nums: &[i32], target: i32, i: i32, j: i32) -> i32 {
// 若区间为空,代表无目标元素,则返回 -1
if i > j { return -1; }
let m: i32 = (i + j) / 2;
if nums[m as usize] < target {
// 递归子问题 f(m+1, j)
return dfs(nums, target, m + 1, j);
} else if nums[m as usize] > target {
// 递归子问题 f(i, m-1)
return dfs(nums, target, i, m - 1);
} else {
// 找到目标元素,返回其索引
return m;
}
}
[class]{}-[func]{binary_search}
/* 二分查找 */
fn binary_search(nums: &[i32], target: i32) -> i32 {
let n = nums.len() as i32;
// 求解问题 f(0, n-1)
dfs(nums, target, 0, n - 1)
}
```
=== "C"

View File

@@ -74,81 +74,331 @@ comments: true
=== "Python"
```python title="build_tree.py"
[class]{}-[func]{dfs}
def dfs(
preorder: list[int],
inorder_map: dict[int, int],
i: int,
l: int,
r: int,
) -> TreeNode | None:
"""构建二叉树:分治"""
# 子树区间为空时终止
if r - l < 0:
return None
# 初始化根节点
root = TreeNode(preorder[i])
# 查询 m ,从而划分左右子树
m = inorder_map[preorder[i]]
# 子问题:构建左子树
root.left = dfs(preorder, inorder_map, i + 1, l, m - 1)
# 子问题:构建右子树
root.right = dfs(preorder, inorder_map, i + 1 + m - l, m + 1, r)
# 返回根节点
return root
[class]{}-[func]{build_tree}
def build_tree(preorder: list[int], inorder: list[int]) -> TreeNode | None:
"""构建二叉树"""
# 初始化哈希表,存储 inorder 元素到索引的映射
inorder_map = {val: i for i, val in enumerate(inorder)}
root = dfs(preorder, inorder_map, 0, 0, len(inorder) - 1)
return root
```
=== "C++"
```cpp title="build_tree.cpp"
[class]{}-[func]{dfs}
/* 构建二叉树:分治 */
TreeNode *dfs(vector<int> &preorder, unordered_map<int, int> &inorderMap, int i, int l, int r) {
// 子树区间为空时终止
if (r - l < 0)
return NULL;
// 初始化根节点
TreeNode *root = new TreeNode(preorder[i]);
// 查询 m ,从而划分左右子树
int m = inorderMap[preorder[i]];
// 子问题:构建左子树
root->left = dfs(preorder, inorderMap, i + 1, l, m - 1);
// 子问题:构建右子树
root->right = dfs(preorder, inorderMap, i + 1 + m - l, m + 1, r);
// 返回根节点
return root;
}
[class]{}-[func]{buildTree}
/* 构建二叉树 */
TreeNode *buildTree(vector<int> &preorder, vector<int> &inorder) {
// 初始化哈希表,存储 inorder 元素到索引的映射
unordered_map<int, int> inorderMap;
for (int i = 0; i < inorder.size(); i++) {
inorderMap[inorder[i]] = i;
}
TreeNode *root = dfs(preorder, inorderMap, 0, 0, inorder.size() - 1);
return root;
}
```
=== "Java"
```java title="build_tree.java"
[class]{build_tree}-[func]{dfs}
/* 构建二叉树:分治 */
TreeNode dfs(int[] preorder, Map<Integer, Integer> inorderMap, int i, int l, int r) {
// 子树区间为空时终止
if (r - l < 0)
return null;
// 初始化根节点
TreeNode root = new TreeNode(preorder[i]);
// 查询 m ,从而划分左右子树
int m = inorderMap.get(preorder[i]);
// 子问题:构建左子树
root.left = dfs(preorder, inorderMap, i + 1, l, m - 1);
// 子问题:构建右子树
root.right = dfs(preorder, inorderMap, i + 1 + m - l, m + 1, r);
// 返回根节点
return root;
}
[class]{build_tree}-[func]{buildTree}
/* 构建二叉树 */
TreeNode buildTree(int[] preorder, int[] inorder) {
// 初始化哈希表,存储 inorder 元素到索引的映射
Map<Integer, Integer> inorderMap = new HashMap<>();
for (int i = 0; i < inorder.length; i++) {
inorderMap.put(inorder[i], i);
}
TreeNode root = dfs(preorder, inorderMap, 0, 0, inorder.length - 1);
return root;
}
```
=== "C#"
```csharp title="build_tree.cs"
[class]{build_tree}-[func]{dfs}
/* 构建二叉树:分治 */
TreeNode dfs(int[] preorder, Dictionary<int, int> inorderMap, int i, int l, int r) {
// 子树区间为空时终止
if (r - l < 0)
return null;
// 初始化根节点
TreeNode root = new TreeNode(preorder[i]);
// 查询 m ,从而划分左右子树
int m = inorderMap[preorder[i]];
// 子问题:构建左子树
root.left = dfs(preorder, inorderMap, i + 1, l, m - 1);
// 子问题:构建右子树
root.right = dfs(preorder, inorderMap, i + 1 + m - l, m + 1, r);
// 返回根节点
return root;
}
[class]{build_tree}-[func]{buildTree}
/* 构建二叉树 */
TreeNode buildTree(int[] preorder, int[] inorder) {
// 初始化哈希表,存储 inorder 元素到索引的映射
Dictionary<int, int> inorderMap = new Dictionary<int, int>();
for (int i = 0; i < inorder.Length; i++) {
inorderMap.TryAdd(inorder[i], i);
}
TreeNode root = dfs(preorder, inorderMap, 0, 0, inorder.Length - 1);
return root;
}
```
=== "Go"
```go title="build_tree.go"
[class]{}-[func]{dfsBuildTree}
/* 构建二叉树:分治 */
func dfsBuildTree(preorder []int, inorderMap map[int]int, i, l, r int) *TreeNode {
// 子树区间为空时终止
if r-l < 0 {
return nil
}
// 初始化根节点
root := NewTreeNode(preorder[i])
// 查询 m ,从而划分左右子树
m := inorderMap[preorder[i]]
// 子问题:构建左子树
root.Left = dfsBuildTree(preorder, inorderMap, i+1, l, m-1)
// 子问题:构建右子树
root.Right = dfsBuildTree(preorder, inorderMap, i+1+m-l, m+1, r)
// 返回根节点
return root
}
[class]{}-[func]{buildTree}
/* 构建二叉树 */
func buildTree(preorder, inorder []int) *TreeNode {
// 初始化哈希表,存储 inorder 元素到索引的映射
inorderMap := make(map[int]int, len(inorder))
for i := 0; i < len(inorder); i++ {
inorderMap[inorder[i]] = i
}
root := dfsBuildTree(preorder, inorderMap, 0, 0, len(inorder)-1)
return root
}
```
=== "Swift"
```swift title="build_tree.swift"
[class]{}-[func]{dfs}
/* 构建二叉树:分治 */
func dfs(preorder: [Int], inorderMap: [Int: Int], i: Int, l: Int, r: Int) -> TreeNode? {
// 子树区间为空时终止
if r - l < 0 {
return nil
}
// 初始化根节点
let root = TreeNode(x: preorder[i])
// 查询 m ,从而划分左右子树
let m = inorderMap[preorder[i]]!
// 子问题:构建左子树
root.left = dfs(preorder: preorder, inorderMap: inorderMap, i: i + 1, l: l, r: m - 1)
// 子问题:构建右子树
root.right = dfs(preorder: preorder, inorderMap: inorderMap, i: i + 1 + m - l, l: m + 1, r: r)
// 返回根节点
return root
}
[class]{}-[func]{buildTree}
/* 构建二叉树 */
func buildTree(preorder: [Int], inorder: [Int]) -> TreeNode? {
// 初始化哈希表,存储 inorder 元素到索引的映射
let inorderMap = inorder.enumerated().reduce(into: [:]) { $0[$1.element] = $1.offset }
return dfs(preorder: preorder, inorderMap: inorderMap, i: 0, l: 0, r: inorder.count - 1)
}
```
=== "JS"
```javascript title="build_tree.js"
[class]{}-[func]{dfs}
/* 构建二叉树:分治 */
function dfs(preorder, inorderMap, i, l, r) {
// 子树区间为空时终止
if (r - l < 0) return null;
// 初始化根节点
const root = new TreeNode(preorder[i]);
// 查询 m ,从而划分左右子树
const m = inorderMap.get(preorder[i]);
// 子问题:构建左子树
root.left = dfs(preorder, inorderMap, i + 1, l, m - 1);
// 子问题:构建右子树
root.right = dfs(preorder, inorderMap, i + 1 + m - l, m + 1, r);
// 返回根节点
return root;
}
[class]{}-[func]{buildTree}
/* 构建二叉树 */
function buildTree(preorder, inorder) {
// 初始化哈希表,存储 inorder 元素到索引的映射
let inorderMap = new Map();
for (let i = 0; i < inorder.length; i++) {
inorderMap.set(inorder[i], i);
}
const root = dfs(preorder, inorderMap, 0, 0, inorder.length - 1);
return root;
}
```
=== "TS"
```typescript title="build_tree.ts"
[class]{}-[func]{dfs}
/* 构建二叉树:分治 */
function dfs(
preorder: number[],
inorderMap: Map<number, number>,
i: number,
l: number,
r: number
): TreeNode | null {
// 子树区间为空时终止
if (r - l < 0) return null;
// 初始化根节点
const root: TreeNode = new TreeNode(preorder[i]);
// 查询 m ,从而划分左右子树
const m = inorderMap.get(preorder[i]);
// 子问题:构建左子树
root.left = dfs(preorder, inorderMap, i + 1, l, m - 1);
// 子问题:构建右子树
root.right = dfs(preorder, inorderMap, i + 1 + m - l, m + 1, r);
// 返回根节点
return root;
}
[class]{}-[func]{buildTree}
/* 构建二叉树 */
function buildTree(preorder: number[], inorder: number[]): TreeNode | null {
// 初始化哈希表,存储 inorder 元素到索引的映射
let inorderMap = new Map<number, number>();
for (let i = 0; i < inorder.length; i++) {
inorderMap.set(inorder[i], i);
}
const root = dfs(preorder, inorderMap, 0, 0, inorder.length - 1);
return root;
}
```
=== "Dart"
```dart title="build_tree.dart"
[class]{}-[func]{dfs}
/* 构建二叉树:分治 */
TreeNode? dfs(
List<int> preorder,
Map<int, int> inorderMap,
int i,
int l,
int r,
) {
// 子树区间为空时终止
if (r - l < 0) {
return null;
}
// 初始化根节点
TreeNode? root = TreeNode(preorder[i]);
// 查询 m ,从而划分左右子树
int m = inorderMap[preorder[i]]!;
// 子问题:构建左子树
root.left = dfs(preorder, inorderMap, i + 1, l, m - 1);
// 子问题:构建右子树
root.right = dfs(preorder, inorderMap, i + 1 + m - l, m + 1, r);
// 返回根节点
return root;
}
[class]{}-[func]{buildTree}
/* 构建二叉树 */
TreeNode? buildTree(List<int> preorder, List<int> inorder) {
// 初始化哈希表,存储 inorder 元素到索引的映射
Map<int, int> inorderMap = {};
for (int i = 0; i < inorder.length; i++) {
inorderMap[inorder[i]] = i;
}
TreeNode? root = dfs(preorder, inorderMap, 0, 0, inorder.length - 1);
return root;
}
```
=== "Rust"
```rust title="build_tree.rs"
[class]{}-[func]{dfs}
/* 构建二叉树:分治 */
fn dfs(preorder: &[i32], inorder_map: &HashMap<i32, i32>, i: i32, l: i32, r: i32) -> Option<Rc<RefCell<TreeNode>>> {
// 子树区间为空时终止
if r - l < 0 { return None; }
// 初始化根节点
let root = TreeNode::new(preorder[i as usize]);
// 查询 m ,从而划分左右子树
let m = inorder_map.get(&preorder[i as usize]).unwrap();
// 子问题:构建左子树
root.borrow_mut().left = dfs(preorder, inorder_map, i + 1, l, m - 1);
// 子问题:构建右子树
root.borrow_mut().right = dfs(preorder, inorder_map, i + 1 + m - l, m + 1, r);
// 返回根节点
Some(root)
}
[class]{}-[func]{build_tree}
/* 构建二叉树 */
fn build_tree(preorder: &[i32], inorder: &[i32]) -> Option<Rc<RefCell<TreeNode>>> {
// 初始化哈希表,存储 inorder 元素到索引的映射
let mut inorder_map: HashMap<i32, i32> = HashMap::new();
for i in 0..inorder.len() {
inorder_map.insert(inorder[i], i as i32);
}
let root = dfs(preorder, &inorder_map, 0, 0, inorder.len() as i32 - 1);
root
}
```
=== "C"

View File

@@ -99,101 +99,342 @@ comments: true
=== "Python"
```python title="hanota.py"
[class]{}-[func]{move}
def move(src: list[int], tar: list[int]):
"""移动一个圆盘"""
# 从 src 顶部拿出一个圆盘
pan = src.pop()
# 将圆盘放入 tar 顶部
tar.append(pan)
[class]{}-[func]{dfs}
def dfs(i: int, src: list[int], buf: list[int], tar: list[int]):
"""求解汉诺塔:问题 f(i)"""
# 若 src 只剩下一个圆盘,则直接将其移到 tar
if i == 1:
move(src, tar)
return
# 子问题 f(i-1) :将 src 顶部 i-1 个圆盘借助 tar 移到 buf
dfs(i - 1, src, tar, buf)
# 子问题 f(1) :将 src 剩余一个圆盘移到 tar
move(src, tar)
# 子问题 f(i-1) :将 buf 顶部 i-1 个圆盘借助 src 移到 tar
dfs(i - 1, buf, src, tar)
[class]{}-[func]{solve_hanota}
def solve_hanota(A: list[int], B: list[int], C: list[int]):
"""求解汉诺塔"""
n = len(A)
# 将 A 顶部 n 个圆盘借助 B 移到 C
dfs(n, A, B, C)
```
=== "C++"
```cpp title="hanota.cpp"
[class]{}-[func]{move}
/* 移动一个圆盘 */
void move(vector<int> &src, vector<int> &tar) {
// 从 src 顶部拿出一个圆盘
int pan = src.back();
src.pop_back();
// 将圆盘放入 tar 顶部
tar.push_back(pan);
}
[class]{}-[func]{dfs}
/* 求解汉诺塔:问题 f(i) */
void dfs(int i, vector<int> &src, vector<int> &buf, vector<int> &tar) {
// 若 src 只剩下一个圆盘,则直接将其移到 tar
if (i == 1) {
move(src, tar);
return;
}
// 子问题 f(i-1) :将 src 顶部 i-1 个圆盘借助 tar 移到 buf
dfs(i - 1, src, tar, buf);
// 子问题 f(1) :将 src 剩余一个圆盘移到 tar
move(src, tar);
// 子问题 f(i-1) :将 buf 顶部 i-1 个圆盘借助 src 移到 tar
dfs(i - 1, buf, src, tar);
}
[class]{}-[func]{solveHanota}
/* 求解汉诺塔 */
void solveHanota(vector<int> &A, vector<int> &B, vector<int> &C) {
int n = A.size();
// 将 A 顶部 n 个圆盘借助 B 移到 C
dfs(n, A, B, C);
}
```
=== "Java"
```java title="hanota.java"
[class]{hanota}-[func]{move}
/* 移动一个圆盘 */
void move(List<Integer> src, List<Integer> tar) {
// 从 src 顶部拿出一个圆盘
Integer pan = src.remove(src.size() - 1);
// 将圆盘放入 tar 顶部
tar.add(pan);
}
[class]{hanota}-[func]{dfs}
/* 求解汉诺塔:问题 f(i) */
void dfs(int i, List<Integer> src, List<Integer> buf, List<Integer> tar) {
// 若 src 只剩下一个圆盘,则直接将其移到 tar
if (i == 1) {
move(src, tar);
return;
}
// 子问题 f(i-1) :将 src 顶部 i-1 个圆盘借助 tar 移到 buf
dfs(i - 1, src, tar, buf);
// 子问题 f(1) :将 src 剩余一个圆盘移到 tar
move(src, tar);
// 子问题 f(i-1) :将 buf 顶部 i-1 个圆盘借助 src 移到 tar
dfs(i - 1, buf, src, tar);
}
[class]{hanota}-[func]{solveHanota}
/* 求解汉诺塔 */
void solveHanota(List<Integer> A, List<Integer> B, List<Integer> C) {
int n = A.size();
// 将 A 顶部 n 个圆盘借助 B 移到 C
dfs(n, A, B, C);
}
```
=== "C#"
```csharp title="hanota.cs"
[class]{hanota}-[func]{move}
/* 移动一个圆盘 */
void move(List<int> src, List<int> tar) {
// 从 src 顶部拿出一个圆盘
int pan = src[^1];
src.RemoveAt(src.Count - 1);
// 将圆盘放入 tar 顶部
tar.Add(pan);
}
[class]{hanota}-[func]{dfs}
/* 求解汉诺塔:问题 f(i) */
void dfs(int i, List<int> src, List<int> buf, List<int> tar) {
// 若 src 只剩下一个圆盘,则直接将其移到 tar
if (i == 1) {
move(src, tar);
return;
}
// 子问题 f(i-1) :将 src 顶部 i-1 个圆盘借助 tar 移到 buf
dfs(i - 1, src, tar, buf);
// 子问题 f(1) :将 src 剩余一个圆盘移到 tar
move(src, tar);
// 子问题 f(i-1) :将 buf 顶部 i-1 个圆盘借助 src 移到 tar
dfs(i - 1, buf, src, tar);
}
[class]{hanota}-[func]{solveHanota}
/* 求解汉诺塔 */
void solveHanota(List<int> A, List<int> B, List<int> C) {
int n = A.Count;
// 将 A 顶部 n 个圆盘借助 B 移到 C
dfs(n, A, B, C);
}
```
=== "Go"
```go title="hanota.go"
[class]{}-[func]{move}
/* 移动一个圆盘 */
func move(src, tar *list.List) {
// 从 src 顶部拿出一个圆盘
pan := src.Back()
// 将圆盘放入 tar 顶部
tar.PushBack(pan.Value)
// 移除 src 顶部圆盘
src.Remove(pan)
}
[class]{}-[func]{dfsHanota}
/* 求解汉诺塔:问题 f(i) */
func dfsHanota(i int, src, buf, tar *list.List) {
// 若 src 只剩下一个圆盘,则直接将其移到 tar
if i == 1 {
move(src, tar)
return
}
// 子问题 f(i-1) :将 src 顶部 i-1 个圆盘借助 tar 移到 buf
dfsHanota(i-1, src, tar, buf)
// 子问题 f(1) :将 src 剩余一个圆盘移到 tar
move(src, tar)
// 子问题 f(i-1) :将 buf 顶部 i-1 个圆盘借助 src 移到 tar
dfsHanota(i-1, buf, src, tar)
}
[class]{}-[func]{solveHanota}
/* 求解汉诺塔 */
func solveHanota(A, B, C *list.List) {
n := A.Len()
// 将 A 顶部 n 个圆盘借助 B 移到 C
dfsHanota(n, A, B, C)
}
```
=== "Swift"
```swift title="hanota.swift"
[class]{}-[func]{move}
/* 移动一个圆盘 */
func move(src: inout [Int], tar: inout [Int]) {
// 从 src 顶部拿出一个圆盘
let pan = src.popLast()!
// 将圆盘放入 tar 顶部
tar.append(pan)
}
[class]{}-[func]{dfs}
/* 求解汉诺塔:问题 f(i) */
func dfs(i: Int, src: inout [Int], buf: inout [Int], tar: inout [Int]) {
// 若 src 只剩下一个圆盘,则直接将其移到 tar
if i == 1 {
move(src: &src, tar: &tar)
return
}
// 子问题 f(i-1) :将 src 顶部 i-1 个圆盘借助 tar 移到 buf
dfs(i: i - 1, src: &src, buf: &tar, tar: &buf)
// 子问题 f(1) :将 src 剩余一个圆盘移到 tar
move(src: &src, tar: &tar)
// 子问题 f(i-1) :将 buf 顶部 i-1 个圆盘借助 src 移到 tar
dfs(i: i - 1, src: &buf, buf: &src, tar: &tar)
}
[class]{}-[func]{solveHanota}
/* 求解汉诺塔 */
func solveHanota(A: inout [Int], B: inout [Int], C: inout [Int]) {
let n = A.count
// 列表尾部是柱子顶部
// 将 src 顶部 n 个圆盘借助 B 移到 C
dfs(i: n, src: &A, buf: &B, tar: &C)
}
```
=== "JS"
```javascript title="hanota.js"
[class]{}-[func]{move}
/* 移动一个圆盘 */
function move(src, tar) {
// 从 src 顶部拿出一个圆盘
const pan = src.pop();
// 将圆盘放入 tar 顶部
tar.push(pan);
}
[class]{}-[func]{dfs}
/* 求解汉诺塔:问题 f(i) */
function dfs(i, src, buf, tar) {
// 若 src 只剩下一个圆盘,则直接将其移到 tar
if (i === 1) {
move(src, tar);
return;
}
// 子问题 f(i-1) :将 src 顶部 i-1 个圆盘借助 tar 移到 buf
dfs(i - 1, src, tar, buf);
// 子问题 f(1) :将 src 剩余一个圆盘移到 tar
move(src, tar);
// 子问题 f(i-1) :将 buf 顶部 i-1 个圆盘借助 src 移到 tar
dfs(i - 1, buf, src, tar);
}
[class]{}-[func]{solveHanota}
/* 求解汉诺塔 */
function solveHanota(A, B, C) {
const n = A.length;
// 将 A 顶部 n 个圆盘借助 B 移到 C
dfs(n, A, B, C);
}
```
=== "TS"
```typescript title="hanota.ts"
[class]{}-[func]{move}
/* 移动一个圆盘 */
function move(src: number[], tar: number[]): void {
// 从 src 顶部拿出一个圆盘
const pan = src.pop();
// 将圆盘放入 tar 顶部
tar.push(pan);
}
[class]{}-[func]{dfs}
/* 求解汉诺塔:问题 f(i) */
function dfs(i: number, src: number[], buf: number[], tar: number[]): void {
// 若 src 只剩下一个圆盘,则直接将其移到 tar
if (i === 1) {
move(src, tar);
return;
}
// 子问题 f(i-1) :将 src 顶部 i-1 个圆盘借助 tar 移到 buf
dfs(i - 1, src, tar, buf);
// 子问题 f(1) :将 src 剩余一个圆盘移到 tar
move(src, tar);
// 子问题 f(i-1) :将 buf 顶部 i-1 个圆盘借助 src 移到 tar
dfs(i - 1, buf, src, tar);
}
[class]{}-[func]{solveHanota}
/* 求解汉诺塔 */
function solveHanota(A: number[], B: number[], C: number[]): void {
const n = A.length;
// 将 A 顶部 n 个圆盘借助 B 移到 C
dfs(n, A, B, C);
}
```
=== "Dart"
```dart title="hanota.dart"
[class]{}-[func]{move}
/* 移动一个圆盘 */
void move(List<int> src, List<int> tar) {
// 从 src 顶部拿出一个圆盘
int pan = src.removeLast();
// 将圆盘放入 tar 顶部
tar.add(pan);
}
[class]{}-[func]{dfs}
/* 求解汉诺塔:问题 f(i) */
void dfs(int i, List<int> src, List<int> buf, List<int> tar) {
// 若 src 只剩下一个圆盘,则直接将其移到 tar
if (i == 1) {
move(src, tar);
return;
}
// 子问题 f(i-1) :将 src 顶部 i-1 个圆盘借助 tar 移到 buf
dfs(i - 1, src, tar, buf);
// 子问题 f(1) :将 src 剩余一个圆盘移到 tar
move(src, tar);
// 子问题 f(i-1) :将 buf 顶部 i-1 个圆盘借助 src 移到 tar
dfs(i - 1, buf, src, tar);
}
[class]{}-[func]{solveHanota}
/* 求解汉诺塔 */
void solveHanota(List<int> A, List<int> B, List<int> C) {
int n = A.length;
// 将 A 顶部 n 个圆盘借助 B 移到 C
dfs(n, A, B, C);
}
```
=== "Rust"
```rust title="hanota.rs"
[class]{}-[func]{move_pan}
/* 移动一个圆盘 */
fn move_pan(src: &mut Vec<i32>, tar: &mut Vec<i32>) {
// 从 src 顶部拿出一个圆盘
let pan = src.remove(src.len() - 1);
// 将圆盘放入 tar 顶部
tar.push(pan);
}
[class]{}-[func]{dfs}
/* 求解汉诺塔:问题 f(i) */
fn dfs(i: i32, src: &mut Vec<i32>, buf: &mut Vec<i32>, tar: &mut Vec<i32>) {
// 若 src 只剩下一个圆盘,则直接将其移到 tar
if i == 1 {
move_pan(src, tar);
return;
}
// 子问题 f(i-1) :将 src 顶部 i-1 个圆盘借助 tar 移到 buf
dfs(i - 1, src, tar, buf);
// 子问题 f(1) :将 src 剩余一个圆盘移到 tar
move_pan(src, tar);
// 子问题 f(i-1) :将 buf 顶部 i-1 个圆盘借助 src 移到 tar
dfs(i - 1, buf, src, tar);
}
[class]{}-[func]{solve_hanota}
/* 求解汉诺塔 */
fn solve_hanota(A: &mut Vec<i32>, B: &mut Vec<i32>, C: &mut Vec<i32>) {
let n = A.len() as i32;
// 将 A 顶部 n 个圆盘借助 B 移到 C
dfs(n, A, B, C);
}
```
=== "C"

View File

@@ -43,61 +43,210 @@ $$
=== "Python"
```python title="min_cost_climbing_stairs_dp.py"
[class]{}-[func]{min_cost_climbing_stairs_dp}
def min_cost_climbing_stairs_dp(cost: list[int]) -> int:
"""爬楼梯最小代价:动态规划"""
n = len(cost) - 1
if n == 1 or n == 2:
return cost[n]
# 初始化 dp 表,用于存储子问题的解
dp = [0] * (n + 1)
# 初始状态:预设最小子问题的解
dp[1], dp[2] = cost[1], cost[2]
# 状态转移:从较小子问题逐步求解较大子问题
for i in range(3, n + 1):
dp[i] = min(dp[i - 1], dp[i - 2]) + cost[i]
return dp[n]
```
=== "C++"
```cpp title="min_cost_climbing_stairs_dp.cpp"
[class]{}-[func]{minCostClimbingStairsDP}
/* 爬楼梯最小代价:动态规划 */
int minCostClimbingStairsDP(vector<int> &cost) {
int n = cost.size() - 1;
if (n == 1 || n == 2)
return cost[n];
// 初始化 dp 表,用于存储子问题的解
vector<int> dp(n + 1);
// 初始状态:预设最小子问题的解
dp[1] = cost[1];
dp[2] = cost[2];
// 状态转移:从较小子问题逐步求解较大子问题
for (int i = 3; i <= n; i++) {
dp[i] = min(dp[i - 1], dp[i - 2]) + cost[i];
}
return dp[n];
}
```
=== "Java"
```java title="min_cost_climbing_stairs_dp.java"
[class]{min_cost_climbing_stairs_dp}-[func]{minCostClimbingStairsDP}
/* 爬楼梯最小代价:动态规划 */
int minCostClimbingStairsDP(int[] cost) {
int n = cost.length - 1;
if (n == 1 || n == 2)
return cost[n];
// 初始化 dp 表,用于存储子问题的解
int[] dp = new int[n + 1];
// 初始状态:预设最小子问题的解
dp[1] = cost[1];
dp[2] = cost[2];
// 状态转移:从较小子问题逐步求解较大子问题
for (int i = 3; i <= n; i++) {
dp[i] = Math.min(dp[i - 1], dp[i - 2]) + cost[i];
}
return dp[n];
}
```
=== "C#"
```csharp title="min_cost_climbing_stairs_dp.cs"
[class]{min_cost_climbing_stairs_dp}-[func]{minCostClimbingStairsDP}
/* 爬楼梯最小代价:动态规划 */
int minCostClimbingStairsDP(int[] cost) {
int n = cost.Length - 1;
if (n == 1 || n == 2)
return cost[n];
// 初始化 dp 表,用于存储子问题的解
int[] dp = new int[n + 1];
// 初始状态:预设最小子问题的解
dp[1] = cost[1];
dp[2] = cost[2];
// 状态转移:从较小子问题逐步求解较大子问题
for (int i = 3; i <= n; i++) {
dp[i] = Math.Min(dp[i - 1], dp[i - 2]) + cost[i];
}
return dp[n];
}
```
=== "Go"
```go title="min_cost_climbing_stairs_dp.go"
[class]{}-[func]{minCostClimbingStairsDP}
/* 爬楼梯最小代价:动态规划 */
func minCostClimbingStairsDP(cost []int) int {
n := len(cost) - 1
if n == 1 || n == 2 {
return cost[n]
}
// 初始化 dp 表,用于存储子问题的解
dp := make([]int, n+1)
// 初始状态:预设最小子问题的解
dp[1] = cost[1]
dp[2] = cost[2]
// 状态转移:从较小子问题逐步求解较大子问题
for i := 3; i <= n; i++ {
dp[i] = int(math.Min(float64(dp[i-1]), float64(dp[i-2]+cost[i])))
}
return dp[n]
}
```
=== "Swift"
```swift title="min_cost_climbing_stairs_dp.swift"
[class]{}-[func]{minCostClimbingStairsDP}
/* 爬楼梯最小代价:动态规划 */
func minCostClimbingStairsDP(cost: [Int]) -> Int {
let n = cost.count - 1
if n == 1 || n == 2 {
return cost[n]
}
// 初始化 dp 表,用于存储子问题的解
var dp = Array(repeating: 0, count: n + 1)
// 初始状态:预设最小子问题的解
dp[1] = cost[1]
dp[2] = cost[2]
// 状态转移:从较小子问题逐步求解较大子问题
for i in stride(from: 3, through: n, by: 1) {
dp[i] = min(dp[i - 1], dp[i - 2]) + cost[i]
}
return dp[n]
}
```
=== "JS"
```javascript title="min_cost_climbing_stairs_dp.js"
[class]{}-[func]{minCostClimbingStairsDP}
/* 爬楼梯最小代价:动态规划 */
function minCostClimbingStairsDP(cost) {
const n = cost.length - 1;
if (n === 1 || n === 2) {
return cost[n];
}
// 初始化 dp 表,用于存储子问题的解
const dp = new Array(n + 1);
// 初始状态:预设最小子问题的解
dp[1] = cost[1];
dp[2] = cost[2];
// 状态转移:从较小子问题逐步求解较大子问题
for (let i = 3; i <= n; i++) {
dp[i] = Math.min(dp[i - 1], dp[i - 2]) + cost[i];
}
return dp[n];
}
```
=== "TS"
```typescript title="min_cost_climbing_stairs_dp.ts"
[class]{}-[func]{minCostClimbingStairsDP}
/* 爬楼梯最小代价:动态规划 */
function minCostClimbingStairsDP(cost: Array<number>): number {
const n = cost.length - 1;
if (n === 1 || n === 2) {
return cost[n];
}
// 初始化 dp 表,用于存储子问题的解
const dp = new Array(n + 1);
// 初始状态:预设最小子问题的解
dp[1] = cost[1];
dp[2] = cost[2];
// 状态转移:从较小子问题逐步求解较大子问题
for (let i = 3; i <= n; i++) {
dp[i] = Math.min(dp[i - 1], dp[i - 2]) + cost[i];
}
return dp[n];
}
```
=== "Dart"
```dart title="min_cost_climbing_stairs_dp.dart"
[class]{}-[func]{minCostClimbingStairsDP}
/* 爬楼梯最小代价:动态规划 */
int minCostClimbingStairsDP(List<int> cost) {
int n = cost.length - 1;
if (n == 1 || n == 2) return cost[n];
// 初始化 dp 表,用于存储子问题的解
List<int> dp = List.filled(n + 1, 0);
// 初始状态:预设最小子问题的解
dp[1] = cost[1];
dp[2] = cost[2];
// 状态转移:从较小子问题逐步求解较大子问题
for (int i = 3; i <= n; i++) {
dp[i] = min(dp[i - 1], dp[i - 2]) + cost[i];
}
return dp[n];
}
```
=== "Rust"
```rust title="min_cost_climbing_stairs_dp.rs"
[class]{}-[func]{min_cost_climbing_stairs_dp}
/* 爬楼梯最小代价:动态规划 */
fn min_cost_climbing_stairs_dp(cost: &[i32]) -> i32 {
let n = cost.len() - 1;
if n == 1 || n == 2 { return cost[n]; }
// 初始化 dp 表,用于存储子问题的解
let mut dp = vec![-1; n + 1];
// 初始状态:预设最小子问题的解
dp[1] = cost[1];
dp[2] = cost[2];
// 状态转移:从较小子问题逐步求解较大子问题
for i in 3..=n {
dp[i] = cmp::min(dp[i - 1], dp[i - 2]) + cost[i];
}
dp[n]
}
```
=== "C"
@@ -109,7 +258,23 @@ $$
=== "Zig"
```zig title="min_cost_climbing_stairs_dp.zig"
[class]{}-[func]{minCostClimbingStairsDP}
// 爬楼梯最小代价:动态规划
fn minCostClimbingStairsDP(comptime cost: []i32) i32 {
comptime var n = cost.len - 1;
if (n == 1 or n == 2) {
return cost[n];
}
// 初始化 dp 表,用于存储子问题的解
var dp = [_]i32{-1} ** (n + 1);
// 初始状态:预设最小子问题的解
dp[1] = cost[1];
dp[2] = cost[2];
// 状态转移:从较小子问题逐步求解较大子问题
for (3..n + 1) |i| {
dp[i] = @min(dp[i - 1], dp[i - 2]) + cost[i];
}
return dp[n];
}
```
图 14-7 展示了以上代码的动态规划过程。
@@ -123,61 +288,181 @@ $$
=== "Python"
```python title="min_cost_climbing_stairs_dp.py"
[class]{}-[func]{min_cost_climbing_stairs_dp_comp}
def min_cost_climbing_stairs_dp_comp(cost: list[int]) -> int:
"""爬楼梯最小代价:空间优化后的动态规划"""
n = len(cost) - 1
if n == 1 or n == 2:
return cost[n]
a, b = cost[1], cost[2]
for i in range(3, n + 1):
a, b = b, min(a, b) + cost[i]
return b
```
=== "C++"
```cpp title="min_cost_climbing_stairs_dp.cpp"
[class]{}-[func]{minCostClimbingStairsDPComp}
/* 爬楼梯最小代价:空间优化后的动态规划 */
int minCostClimbingStairsDPComp(vector<int> &cost) {
int n = cost.size() - 1;
if (n == 1 || n == 2)
return cost[n];
int a = cost[1], b = cost[2];
for (int i = 3; i <= n; i++) {
int tmp = b;
b = min(a, tmp) + cost[i];
a = tmp;
}
return b;
}
```
=== "Java"
```java title="min_cost_climbing_stairs_dp.java"
[class]{min_cost_climbing_stairs_dp}-[func]{minCostClimbingStairsDPComp}
/* 爬楼梯最小代价:空间优化后的动态规划 */
int minCostClimbingStairsDPComp(int[] cost) {
int n = cost.length - 1;
if (n == 1 || n == 2)
return cost[n];
int a = cost[1], b = cost[2];
for (int i = 3; i <= n; i++) {
int tmp = b;
b = Math.min(a, tmp) + cost[i];
a = tmp;
}
return b;
}
```
=== "C#"
```csharp title="min_cost_climbing_stairs_dp.cs"
[class]{min_cost_climbing_stairs_dp}-[func]{minCostClimbingStairsDPComp}
/* 爬楼梯最小代价:空间优化后的动态规划 */
int minCostClimbingStairsDPComp(int[] cost) {
int n = cost.Length - 1;
if (n == 1 || n == 2)
return cost[n];
int a = cost[1], b = cost[2];
for (int i = 3; i <= n; i++) {
int tmp = b;
b = Math.Min(a, tmp) + cost[i];
a = tmp;
}
return b;
}
```
=== "Go"
```go title="min_cost_climbing_stairs_dp.go"
[class]{}-[func]{minCostClimbingStairsDPComp}
/* 爬楼梯最小代价:空间优化后的动态规划 */
func minCostClimbingStairsDPComp(cost []int) int {
n := len(cost) - 1
if n == 1 || n == 2 {
return cost[n]
}
// 初始状态:预设最小子问题的解
a, b := cost[1], cost[2]
// 状态转移:从较小子问题逐步求解较大子问题
for i := 3; i <= n; i++ {
tmp := b
b = int(math.Min(float64(a), float64(tmp+cost[i])))
a = tmp
}
return b
}
```
=== "Swift"
```swift title="min_cost_climbing_stairs_dp.swift"
[class]{}-[func]{minCostClimbingStairsDPComp}
/* 爬楼梯最小代价:空间优化后的动态规划 */
func minCostClimbingStairsDPComp(cost: [Int]) -> Int {
let n = cost.count - 1
if n == 1 || n == 2 {
return cost[n]
}
var (a, b) = (cost[1], cost[2])
for i in stride(from: 3, through: n, by: 1) {
(a, b) = (b, min(a, b) + cost[i])
}
return b
}
```
=== "JS"
```javascript title="min_cost_climbing_stairs_dp.js"
[class]{}-[func]{minCostClimbingStairsDPComp}
/* 爬楼梯最小代价:状态压缩后的动态规划 */
function minCostClimbingStairsDPComp(cost) {
const n = cost.length - 1;
if (n === 1 || n === 2) {
return cost[n];
}
let a = cost[1],
b = cost[2];
for (let i = 3; i <= n; i++) {
const tmp = b;
b = Math.min(a, tmp) + cost[i];
a = tmp;
}
return b;
}
```
=== "TS"
```typescript title="min_cost_climbing_stairs_dp.ts"
[class]{}-[func]{minCostClimbingStairsDPComp}
/* 爬楼梯最小代价:状态压缩后的动态规划 */
function minCostClimbingStairsDPComp(cost: Array<number>): number {
const n = cost.length - 1;
if (n === 1 || n === 2) {
return cost[n];
}
let a = cost[1],
b = cost[2];
for (let i = 3; i <= n; i++) {
const tmp = b;
b = Math.min(a, tmp) + cost[i];
a = tmp;
}
return b;
}
```
=== "Dart"
```dart title="min_cost_climbing_stairs_dp.dart"
[class]{}-[func]{minCostClimbingStairsDPComp}
/* 爬楼梯最小代价:空间优化后的动态规划 */
int minCostClimbingStairsDPComp(List<int> cost) {
int n = cost.length - 1;
if (n == 1 || n == 2) return cost[n];
int a = cost[1], b = cost[2];
for (int i = 3; i <= n; i++) {
int tmp = b;
b = min(a, tmp) + cost[i];
a = tmp;
}
return b;
}
```
=== "Rust"
```rust title="min_cost_climbing_stairs_dp.rs"
[class]{}-[func]{min_cost_climbing_stairs_dp_comp}
/* 爬楼梯最小代价:空间优化后的动态规划 */
fn min_cost_climbing_stairs_dp_comp(cost: &[i32]) -> i32 {
let n = cost.len() - 1;
if n == 1 || n == 2 { return cost[n] };
let (mut a, mut b) = (cost[1], cost[2]);
for i in 3..=n {
let tmp = b;
b = cmp::min(a, tmp) + cost[i];
a = tmp;
}
b
}
```
=== "C"
@@ -189,7 +474,22 @@ $$
=== "Zig"
```zig title="min_cost_climbing_stairs_dp.zig"
[class]{}-[func]{minCostClimbingStairsDPComp}
// 爬楼梯最小代价:空间优化后的动态规划
fn minCostClimbingStairsDPComp(cost: []i32) i32 {
var n = cost.len - 1;
if (n == 1 or n == 2) {
return cost[n];
}
var a = cost[1];
var b = cost[2];
// 状态转移:从较小子问题逐步求解较大子问题
for (3..n + 1) |i| {
var tmp = b;
b = @min(a, tmp) + cost[i];
a = tmp;
}
return b;
}
```
## 14.2.2 &nbsp; 无后效性
@@ -237,61 +537,234 @@ $$
=== "Python"
```python title="climbing_stairs_constraint_dp.py"
[class]{}-[func]{climbing_stairs_constraint_dp}
def climbing_stairs_constraint_dp(n: int) -> int:
"""带约束爬楼梯:动态规划"""
if n == 1 or n == 2:
return 1
# 初始化 dp 表,用于存储子问题的解
dp = [[0] * 3 for _ in range(n + 1)]
# 初始状态:预设最小子问题的解
dp[1][1], dp[1][2] = 1, 0
dp[2][1], dp[2][2] = 0, 1
# 状态转移:从较小子问题逐步求解较大子问题
for i in range(3, n + 1):
dp[i][1] = dp[i - 1][2]
dp[i][2] = dp[i - 2][1] + dp[i - 2][2]
return dp[n][1] + dp[n][2]
```
=== "C++"
```cpp title="climbing_stairs_constraint_dp.cpp"
[class]{}-[func]{climbingStairsConstraintDP}
/* 带约束爬楼梯:动态规划 */
int climbingStairsConstraintDP(int n) {
if (n == 1 || n == 2) {
return 1;
}
// 初始化 dp 表,用于存储子问题的解
vector<vector<int>> dp(n + 1, vector<int>(3, 0));
// 初始状态:预设最小子问题的解
dp[1][1] = 1;
dp[1][2] = 0;
dp[2][1] = 0;
dp[2][2] = 1;
// 状态转移:从较小子问题逐步求解较大子问题
for (int i = 3; i <= n; i++) {
dp[i][1] = dp[i - 1][2];
dp[i][2] = dp[i - 2][1] + dp[i - 2][2];
}
return dp[n][1] + dp[n][2];
}
```
=== "Java"
```java title="climbing_stairs_constraint_dp.java"
[class]{climbing_stairs_constraint_dp}-[func]{climbingStairsConstraintDP}
/* 带约束爬楼梯:动态规划 */
int climbingStairsConstraintDP(int n) {
if (n == 1 || n == 2) {
return 1;
}
// 初始化 dp 表,用于存储子问题的解
int[][] dp = new int[n + 1][3];
// 初始状态:预设最小子问题的解
dp[1][1] = 1;
dp[1][2] = 0;
dp[2][1] = 0;
dp[2][2] = 1;
// 状态转移:从较小子问题逐步求解较大子问题
for (int i = 3; i <= n; i++) {
dp[i][1] = dp[i - 1][2];
dp[i][2] = dp[i - 2][1] + dp[i - 2][2];
}
return dp[n][1] + dp[n][2];
}
```
=== "C#"
```csharp title="climbing_stairs_constraint_dp.cs"
[class]{climbing_stairs_constraint_dp}-[func]{climbingStairsConstraintDP}
/* 带约束爬楼梯:动态规划 */
int climbingStairsConstraintDP(int n) {
if (n == 1 || n == 2) {
return 1;
}
// 初始化 dp 表,用于存储子问题的解
int[,] dp = new int[n + 1, 3];
// 初始状态:预设最小子问题的解
dp[1, 1] = 1;
dp[1, 2] = 0;
dp[2, 1] = 0;
dp[2, 2] = 1;
// 状态转移:从较小子问题逐步求解较大子问题
for (int i = 3; i <= n; i++) {
dp[i, 1] = dp[i - 1, 2];
dp[i, 2] = dp[i - 2, 1] + dp[i - 2, 2];
}
return dp[n, 1] + dp[n, 2];
}
```
=== "Go"
```go title="climbing_stairs_constraint_dp.go"
[class]{}-[func]{climbingStairsConstraintDP}
/* 带约束爬楼梯:动态规划 */
func climbingStairsConstraintDP(n int) int {
if n == 1 || n == 2 {
return 1
}
// 初始化 dp 表,用于存储子问题的解
dp := make([][3]int, n+1)
// 初始状态:预设最小子问题的解
dp[1][1] = 1
dp[1][2] = 0
dp[2][1] = 0
dp[2][2] = 1
// 状态转移:从较小子问题逐步求解较大子问题
for i := 3; i <= n; i++ {
dp[i][1] = dp[i-1][2]
dp[i][2] = dp[i-2][1] + dp[i-2][2]
}
return dp[n][1] + dp[n][2]
}
```
=== "Swift"
```swift title="climbing_stairs_constraint_dp.swift"
[class]{}-[func]{climbingStairsConstraintDP}
/* 带约束爬楼梯:动态规划 */
func climbingStairsConstraintDP(n: Int) -> Int {
if n == 1 || n == 2 {
return 1
}
// 初始化 dp 表,用于存储子问题的解
var dp = Array(repeating: Array(repeating: 0, count: 3), count: n + 1)
// 初始状态:预设最小子问题的解
dp[1][1] = 1
dp[1][2] = 0
dp[2][1] = 0
dp[2][2] = 1
// 状态转移:从较小子问题逐步求解较大子问题
for i in stride(from: 3, through: n, by: 1) {
dp[i][1] = dp[i - 1][2]
dp[i][2] = dp[i - 2][1] + dp[i - 2][2]
}
return dp[n][1] + dp[n][2]
}
```
=== "JS"
```javascript title="climbing_stairs_constraint_dp.js"
[class]{}-[func]{climbingStairsConstraintDP}
/* 带约束爬楼梯:动态规划 */
function climbingStairsConstraintDP(n) {
if (n === 1 || n === 2) {
return 1;
}
// 初始化 dp 表,用于存储子问题的解
const dp = Array.from(new Array(n + 1), () => new Array(3));
// 初始状态:预设最小子问题的解
dp[1][1] = 1;
dp[1][2] = 0;
dp[2][1] = 0;
dp[2][2] = 1;
// 状态转移:从较小子问题逐步求解较大子问题
for (let i = 3; i <= n; i++) {
dp[i][1] = dp[i - 1][2];
dp[i][2] = dp[i - 2][1] + dp[i - 2][2];
}
return dp[n][1] + dp[n][2];
}
```
=== "TS"
```typescript title="climbing_stairs_constraint_dp.ts"
[class]{}-[func]{climbingStairsConstraintDP}
/* 带约束爬楼梯:动态规划 */
function climbingStairsConstraintDP(n: number): number {
if (n === 1 || n === 2) {
return 1;
}
// 初始化 dp 表,用于存储子问题的解
const dp = Array.from({ length: n + 1 }, () => new Array(3));
// 初始状态:预设最小子问题的解
dp[1][1] = 1;
dp[1][2] = 0;
dp[2][1] = 0;
dp[2][2] = 1;
// 状态转移:从较小子问题逐步求解较大子问题
for (let i = 3; i <= n; i++) {
dp[i][1] = dp[i - 1][2];
dp[i][2] = dp[i - 2][1] + dp[i - 2][2];
}
return dp[n][1] + dp[n][2];
}
```
=== "Dart"
```dart title="climbing_stairs_constraint_dp.dart"
[class]{}-[func]{climbingStairsConstraintDP}
/* 带约束爬楼梯:动态规划 */
int climbingStairsConstraintDP(int n) {
if (n == 1 || n == 2) {
return 1;
}
// 初始化 dp 表,用于存储子问题的解
List<List<int>> dp = List.generate(n + 1, (index) => List.filled(3, 0));
// 初始状态:预设最小子问题的解
dp[1][1] = 1;
dp[1][2] = 0;
dp[2][1] = 0;
dp[2][2] = 1;
// 状态转移:从较小子问题逐步求解较大子问题
for (int i = 3; i <= n; i++) {
dp[i][1] = dp[i - 1][2];
dp[i][2] = dp[i - 2][1] + dp[i - 2][2];
}
return dp[n][1] + dp[n][2];
}
```
=== "Rust"
```rust title="climbing_stairs_constraint_dp.rs"
[class]{}-[func]{climbing_stairs_constraint_dp}
/* 带约束爬楼梯:动态规划 */
fn climbing_stairs_constraint_dp(n: usize) -> i32 {
if n == 1 || n == 2 { return 1 };
// 初始化 dp 表,用于存储子问题的解
let mut dp = vec![vec![-1; 3]; n + 1];
// 初始状态:预设最小子问题的解
dp[1][1] = 1;
dp[1][2] = 0;
dp[2][1] = 0;
dp[2][2] = 1;
// 状态转移:从较小子问题逐步求解较大子问题
for i in 3..=n {
dp[i][1] = dp[i - 1][2];
dp[i][2] = dp[i - 2][1] + dp[i - 2][2];
}
dp[n][1] + dp[n][2]
}
```
=== "C"
@@ -303,7 +776,25 @@ $$
=== "Zig"
```zig title="climbing_stairs_constraint_dp.zig"
[class]{}-[func]{climbingStairsConstraintDP}
// 带约束爬楼梯:动态规划
fn climbingStairsConstraintDP(comptime n: usize) i32 {
if (n == 1 or n == 2) {
return 1;
}
// 初始化 dp 表,用于存储子问题的解
var dp = [_][3]i32{ [_]i32{ -1, -1, -1 } } ** (n + 1);
// 初始状态:预设最小子问题的解
dp[1][1] = 1;
dp[1][2] = 0;
dp[2][1] = 0;
dp[2][2] = 1;
// 状态转移:从较小子问题逐步求解较大子问题
for (3..n + 1) |i| {
dp[i][1] = dp[i - 1][2];
dp[i][2] = dp[i - 2][1] + dp[i - 2][2];
}
return dp[n][1] + dp[n][2];
}
```
在上面的案例中,由于仅需多考虑前面一个状态,我们仍然可以通过扩展状态定义,使得问题重新满足无后效性。然而,某些问题具有非常严重的“有后效性”。

File diff suppressed because it is too large Load Diff

View File

@@ -80,61 +80,312 @@ $$
=== "Python"
```python title="edit_distance.py"
[class]{}-[func]{edit_distance_dp}
def edit_distance_dp(s: str, t: str) -> int:
"""编辑距离:动态规划"""
n, m = len(s), len(t)
dp = [[0] * (m + 1) for _ in range(n + 1)]
# 状态转移:首行首列
for i in range(1, n + 1):
dp[i][0] = i
for j in range(1, m + 1):
dp[0][j] = j
# 状态转移:其余行列
for i in range(1, n + 1):
for j in range(1, m + 1):
if s[i - 1] == t[j - 1]:
# 若两字符相等,则直接跳过此两字符
dp[i][j] = dp[i - 1][j - 1]
else:
# 最少编辑步数 = 插入、删除、替换这三种操作的最少编辑步数 + 1
dp[i][j] = min(dp[i][j - 1], dp[i - 1][j], dp[i - 1][j - 1]) + 1
return dp[n][m]
```
=== "C++"
```cpp title="edit_distance.cpp"
[class]{}-[func]{editDistanceDP}
/* 编辑距离:动态规划 */
int editDistanceDP(string s, string t) {
int n = s.length(), m = t.length();
vector<vector<int>> dp(n + 1, vector<int>(m + 1, 0));
// 状态转移:首行首列
for (int i = 1; i <= n; i++) {
dp[i][0] = i;
}
for (int j = 1; j <= m; j++) {
dp[0][j] = j;
}
// 状态转移:其余行列
for (int i = 1; i <= n; i++) {
for (int j = 1; j <= m; j++) {
if (s[i - 1] == t[j - 1]) {
// 若两字符相等,则直接跳过此两字符
dp[i][j] = dp[i - 1][j - 1];
} else {
// 最少编辑步数 = 插入、删除、替换这三种操作的最少编辑步数 + 1
dp[i][j] = min(min(dp[i][j - 1], dp[i - 1][j]), dp[i - 1][j - 1]) + 1;
}
}
}
return dp[n][m];
}
```
=== "Java"
```java title="edit_distance.java"
[class]{edit_distance}-[func]{editDistanceDP}
/* 编辑距离:动态规划 */
int editDistanceDP(String s, String t) {
int n = s.length(), m = t.length();
int[][] dp = new int[n + 1][m + 1];
// 状态转移:首行首列
for (int i = 1; i <= n; i++) {
dp[i][0] = i;
}
for (int j = 1; j <= m; j++) {
dp[0][j] = j;
}
// 状态转移:其余行列
for (int i = 1; i <= n; i++) {
for (int j = 1; j <= m; j++) {
if (s.charAt(i - 1) == t.charAt(j - 1)) {
// 若两字符相等,则直接跳过此两字符
dp[i][j] = dp[i - 1][j - 1];
} else {
// 最少编辑步数 = 插入、删除、替换这三种操作的最少编辑步数 + 1
dp[i][j] = Math.min(Math.min(dp[i][j - 1], dp[i - 1][j]), dp[i - 1][j - 1]) + 1;
}
}
}
return dp[n][m];
}
```
=== "C#"
```csharp title="edit_distance.cs"
[class]{edit_distance}-[func]{editDistanceDP}
/* 编辑距离:动态规划 */
int editDistanceDP(string s, string t) {
int n = s.Length, m = t.Length;
int[,] dp = new int[n + 1, m + 1];
// 状态转移:首行首列
for (int i = 1; i <= n; i++) {
dp[i, 0] = i;
}
for (int j = 1; j <= m; j++) {
dp[0, j] = j;
}
// 状态转移:其余行列
for (int i = 1; i <= n; i++) {
for (int j = 1; j <= m; j++) {
if (s[i - 1] == t[j - 1]) {
// 若两字符相等,则直接跳过此两字符
dp[i, j] = dp[i - 1, j - 1];
} else {
// 最少编辑步数 = 插入、删除、替换这三种操作的最少编辑步数 + 1
dp[i, j] = Math.Min(Math.Min(dp[i, j - 1], dp[i - 1, j]), dp[i - 1, j - 1]) + 1;
}
}
}
return dp[n, m];
}
```
=== "Go"
```go title="edit_distance.go"
[class]{}-[func]{editDistanceDP}
/* 编辑距离:动态规划 */
func editDistanceDP(s string, t string) int {
n := len(s)
m := len(t)
dp := make([][]int, n+1)
for i := 0; i <= n; i++ {
dp[i] = make([]int, m+1)
}
// 状态转移:首行首列
for i := 1; i <= n; i++ {
dp[i][0] = i
}
for j := 1; j <= m; j++ {
dp[0][j] = j
}
// 状态转移:其余行列
for i := 1; i <= n; i++ {
for j := 1; j <= m; j++ {
if s[i-1] == t[j-1] {
// 若两字符相等,则直接跳过此两字符
dp[i][j] = dp[i-1][j-1]
} else {
// 最少编辑步数 = 插入、删除、替换这三种操作的最少编辑步数 + 1
dp[i][j] = MinInt(MinInt(dp[i][j-1], dp[i-1][j]), dp[i-1][j-1]) + 1
}
}
}
return dp[n][m]
}
```
=== "Swift"
```swift title="edit_distance.swift"
[class]{}-[func]{editDistanceDP}
/* 编辑距离:动态规划 */
func editDistanceDP(s: String, t: String) -> Int {
let n = s.utf8CString.count
let m = t.utf8CString.count
var dp = Array(repeating: Array(repeating: 0, count: m + 1), count: n + 1)
// 状态转移:首行首列
for i in stride(from: 1, through: n, by: 1) {
dp[i][0] = i
}
for j in stride(from: 1, through: m, by: 1) {
dp[0][j] = j
}
// 状态转移:其余行列
for i in stride(from: 1, through: n, by: 1) {
for j in stride(from: 1, through: m, by: 1) {
if s.utf8CString[i - 1] == t.utf8CString[j - 1] {
// 若两字符相等,则直接跳过此两字符
dp[i][j] = dp[i - 1][j - 1]
} else {
// 最少编辑步数 = 插入、删除、替换这三种操作的最少编辑步数 + 1
dp[i][j] = min(min(dp[i][j - 1], dp[i - 1][j]), dp[i - 1][j - 1]) + 1
}
}
}
return dp[n][m]
}
```
=== "JS"
```javascript title="edit_distance.js"
[class]{}-[func]{editDistanceDP}
/* 编辑距离:动态规划 */
function editDistanceDP(s, t) {
const n = s.length,
m = t.length;
const dp = Array.from({ length: n + 1 }, () => new Array(m + 1).fill(0));
// 状态转移:首行首列
for (let i = 1; i <= n; i++) {
dp[i][0] = i;
}
for (let j = 1; j <= m; j++) {
dp[0][j] = j;
}
// 状态转移:其余行列
for (let i = 1; i <= n; i++) {
for (let j = 1; j <= m; j++) {
if (s.charAt(i - 1) === t.charAt(j - 1)) {
// 若两字符相等,则直接跳过此两字符
dp[i][j] = dp[i - 1][j - 1];
} else {
// 最少编辑步数 = 插入、删除、替换这三种操作的最少编辑步数 + 1
dp[i][j] =
Math.min(
Math.min(dp[i][j - 1], dp[i - 1][j]),
dp[i - 1][j - 1]
) + 1;
}
}
}
return dp[n][m];
}
```
=== "TS"
```typescript title="edit_distance.ts"
[class]{}-[func]{editDistanceDP}
/* 编辑距离:动态规划 */
function editDistanceDP(s: string, t: string): number {
const n = s.length,
m = t.length;
const dp = Array.from({ length: n + 1 }, () =>
Array.from({ length: m + 1 }, () => 0)
);
// 状态转移:首行首列
for (let i = 1; i <= n; i++) {
dp[i][0] = i;
}
for (let j = 1; j <= m; j++) {
dp[0][j] = j;
}
// 状态转移:其余行列
for (let i = 1; i <= n; i++) {
for (let j = 1; j <= m; j++) {
if (s.charAt(i - 1) === t.charAt(j - 1)) {
// 若两字符相等,则直接跳过此两字符
dp[i][j] = dp[i - 1][j - 1];
} else {
// 最少编辑步数 = 插入、删除、替换这三种操作的最少编辑步数 + 1
dp[i][j] =
Math.min(
Math.min(dp[i][j - 1], dp[i - 1][j]),
dp[i - 1][j - 1]
) + 1;
}
}
}
return dp[n][m];
}
```
=== "Dart"
```dart title="edit_distance.dart"
[class]{}-[func]{editDistanceDP}
/* 编辑距离:动态规划 */
int editDistanceDP(String s, String t) {
int n = s.length, m = t.length;
List<List<int>> dp = List.generate(n + 1, (_) => List.filled(m + 1, 0));
// 状态转移:首行首列
for (int i = 1; i <= n; i++) {
dp[i][0] = i;
}
for (int j = 1; j <= m; j++) {
dp[0][j] = j;
}
// 状态转移:其余行列
for (int i = 1; i <= n; i++) {
for (int j = 1; j <= m; j++) {
if (s[i - 1] == t[j - 1]) {
// 若两字符相等,则直接跳过此两字符
dp[i][j] = dp[i - 1][j - 1];
} else {
// 最少编辑步数 = 插入、删除、替换这三种操作的最少编辑步数 + 1
dp[i][j] = min(min(dp[i][j - 1], dp[i - 1][j]), dp[i - 1][j - 1]) + 1;
}
}
}
return dp[n][m];
}
```
=== "Rust"
```rust title="edit_distance.rs"
[class]{}-[func]{edit_distance_dp}
/* 编辑距离:动态规划 */
fn edit_distance_dp(s: &str, t: &str) -> i32 {
let (n, m) = (s.len(), t.len());
let mut dp = vec![vec![0; m + 1]; n + 1];
// 状态转移:首行首列
for i in 1..= n {
dp[i][0] = i as i32;
}
for j in 1..m {
dp[0][j] = j as i32;
}
// 状态转移:其余行列
for i in 1..=n {
for j in 1..=m {
if s.chars().nth(i - 1) == t.chars().nth(j - 1) {
// 若两字符相等,则直接跳过此两字符
dp[i][j] = dp[i - 1][j - 1];
} else {
// 最少编辑步数 = 插入、删除、替换这三种操作的最少编辑步数 + 1
dp[i][j] = std::cmp::min(std::cmp::min(dp[i][j - 1], dp[i - 1][j]), dp[i - 1][j - 1]) + 1;
}
}
}
dp[n][m]
}
```
=== "C"
@@ -146,7 +397,32 @@ $$
=== "Zig"
```zig title="edit_distance.zig"
[class]{}-[func]{editDistanceDP}
// 编辑距离:动态规划
fn editDistanceDP(comptime s: []const u8, comptime t: []const u8) i32 {
comptime var n = s.len;
comptime var m = t.len;
var dp = [_][m + 1]i32{[_]i32{0} ** (m + 1)} ** (n + 1);
// 状态转移:首行首列
for (1..n + 1) |i| {
dp[i][0] = @intCast(i);
}
for (1..m + 1) |j| {
dp[0][j] = @intCast(j);
}
// 状态转移:其余行列
for (1..n + 1) |i| {
for (1..m + 1) |j| {
if (s[i - 1] == t[j - 1]) {
// 若两字符相等,则直接跳过此两字符
dp[i][j] = dp[i - 1][j - 1];
} else {
// 最少编辑步数 = 插入、删除、替换这三种操作的最少编辑步数 + 1
dp[i][j] = @min(@min(dp[i][j - 1], dp[i - 1][j]), dp[i - 1][j - 1]) + 1;
}
}
}
return dp[n][m];
}
```
如图 14-30 所示,编辑距离问题的状态转移过程与背包问题非常类似,都可以看作是填写一个二维网格的过程。
@@ -207,61 +483,330 @@ $$
=== "Python"
```python title="edit_distance.py"
[class]{}-[func]{edit_distance_dp_comp}
def edit_distance_dp_comp(s: str, t: str) -> int:
"""编辑距离:空间优化后的动态规划"""
n, m = len(s), len(t)
dp = [0] * (m + 1)
# 状态转移:首行
for j in range(1, m + 1):
dp[j] = j
# 状态转移:其余行
for i in range(1, n + 1):
# 状态转移:首列
leftup = dp[0] # 暂存 dp[i-1, j-1]
dp[0] += 1
# 状态转移:其余列
for j in range(1, m + 1):
temp = dp[j]
if s[i - 1] == t[j - 1]:
# 若两字符相等,则直接跳过此两字符
dp[j] = leftup
else:
# 最少编辑步数 = 插入、删除、替换这三种操作的最少编辑步数 + 1
dp[j] = min(dp[j - 1], dp[j], leftup) + 1
leftup = temp # 更新为下一轮的 dp[i-1, j-1]
return dp[m]
```
=== "C++"
```cpp title="edit_distance.cpp"
[class]{}-[func]{editDistanceDPComp}
/* 编辑距离:空间优化后的动态规划 */
int editDistanceDPComp(string s, string t) {
int n = s.length(), m = t.length();
vector<int> dp(m + 1, 0);
// 状态转移:首行
for (int j = 1; j <= m; j++) {
dp[j] = j;
}
// 状态转移:其余行
for (int i = 1; i <= n; i++) {
// 状态转移:首列
int leftup = dp[0]; // 暂存 dp[i-1, j-1]
dp[0] = i;
// 状态转移:其余列
for (int j = 1; j <= m; j++) {
int temp = dp[j];
if (s[i - 1] == t[j - 1]) {
// 若两字符相等,则直接跳过此两字符
dp[j] = leftup;
} else {
// 最少编辑步数 = 插入、删除、替换这三种操作的最少编辑步数 + 1
dp[j] = min(min(dp[j - 1], dp[j]), leftup) + 1;
}
leftup = temp; // 更新为下一轮的 dp[i-1, j-1]
}
}
return dp[m];
}
```
=== "Java"
```java title="edit_distance.java"
[class]{edit_distance}-[func]{editDistanceDPComp}
/* 编辑距离:空间优化后的动态规划 */
int editDistanceDPComp(String s, String t) {
int n = s.length(), m = t.length();
int[] dp = new int[m + 1];
// 状态转移:首行
for (int j = 1; j <= m; j++) {
dp[j] = j;
}
// 状态转移:其余行
for (int i = 1; i <= n; i++) {
// 状态转移:首列
int leftup = dp[0]; // 暂存 dp[i-1, j-1]
dp[0] = i;
// 状态转移:其余列
for (int j = 1; j <= m; j++) {
int temp = dp[j];
if (s.charAt(i - 1) == t.charAt(j - 1)) {
// 若两字符相等,则直接跳过此两字符
dp[j] = leftup;
} else {
// 最少编辑步数 = 插入、删除、替换这三种操作的最少编辑步数 + 1
dp[j] = Math.min(Math.min(dp[j - 1], dp[j]), leftup) + 1;
}
leftup = temp; // 更新为下一轮的 dp[i-1, j-1]
}
}
return dp[m];
}
```
=== "C#"
```csharp title="edit_distance.cs"
[class]{edit_distance}-[func]{editDistanceDPComp}
/* 编辑距离:空间优化后的动态规划 */
int editDistanceDPComp(string s, string t) {
int n = s.Length, m = t.Length;
int[] dp = new int[m + 1];
// 状态转移:首行
for (int j = 1; j <= m; j++) {
dp[j] = j;
}
// 状态转移:其余行
for (int i = 1; i <= n; i++) {
// 状态转移:首列
int leftup = dp[0]; // 暂存 dp[i-1, j-1]
dp[0] = i;
// 状态转移:其余列
for (int j = 1; j <= m; j++) {
int temp = dp[j];
if (s[i - 1] == t[j - 1]) {
// 若两字符相等,则直接跳过此两字符
dp[j] = leftup;
} else {
// 最少编辑步数 = 插入、删除、替换这三种操作的最少编辑步数 + 1
dp[j] = Math.Min(Math.Min(dp[j - 1], dp[j]), leftup) + 1;
}
leftup = temp; // 更新为下一轮的 dp[i-1, j-1]
}
}
return dp[m];
}
```
=== "Go"
```go title="edit_distance.go"
[class]{}-[func]{editDistanceDPComp}
/* 编辑距离:空间优化后的动态规划 */
func editDistanceDPComp(s string, t string) int {
n := len(s)
m := len(t)
dp := make([]int, m+1)
// 状态转移:首行
for j := 1; j <= m; j++ {
dp[j] = j
}
// 状态转移:其余行
for i := 1; i <= n; i++ {
// 状态转移:首列
leftUp := dp[0] // 暂存 dp[i-1, j-1]
dp[0] = i
// 状态转移:其余列
for j := 1; j <= m; j++ {
temp := dp[j]
if s[i-1] == t[j-1] {
// 若两字符相等,则直接跳过此两字符
dp[j] = leftUp
} else {
// 最少编辑步数 = 插入、删除、替换这三种操作的最少编辑步数 + 1
dp[j] = MinInt(MinInt(dp[j-1], dp[j]), leftUp) + 1
}
leftUp = temp // 更新为下一轮的 dp[i-1, j-1]
}
}
return dp[m]
}
```
=== "Swift"
```swift title="edit_distance.swift"
[class]{}-[func]{editDistanceDPComp}
/* 编辑距离:空间优化后的动态规划 */
func editDistanceDPComp(s: String, t: String) -> Int {
let n = s.utf8CString.count
let m = t.utf8CString.count
var dp = Array(repeating: 0, count: m + 1)
// 状态转移:首行
for j in stride(from: 1, through: m, by: 1) {
dp[j] = j
}
// 状态转移:其余行
for i in stride(from: 1, through: n, by: 1) {
// 状态转移:首列
var leftup = dp[0] // 暂存 dp[i-1, j-1]
dp[0] = i
// 状态转移:其余列
for j in stride(from: 1, through: m, by: 1) {
let temp = dp[j]
if s.utf8CString[i - 1] == t.utf8CString[j - 1] {
// 若两字符相等,则直接跳过此两字符
dp[j] = leftup
} else {
// 最少编辑步数 = 插入、删除、替换这三种操作的最少编辑步数 + 1
dp[j] = min(min(dp[j - 1], dp[j]), leftup) + 1
}
leftup = temp // 更新为下一轮的 dp[i-1, j-1]
}
}
return dp[m]
}
```
=== "JS"
```javascript title="edit_distance.js"
[class]{}-[func]{editDistanceDPComp}
/* 编辑距离:状态压缩后的动态规划 */
function editDistanceDPComp(s, t) {
const n = s.length,
m = t.length;
const dp = new Array(m + 1).fill(0);
// 状态转移:首行
for (let j = 1; j <= m; j++) {
dp[j] = j;
}
// 状态转移:其余行
for (let i = 1; i <= n; i++) {
// 状态转移:首列
let leftup = dp[0]; // 暂存 dp[i-1, j-1]
dp[0] = i;
// 状态转移:其余列
for (let j = 1; j <= m; j++) {
const temp = dp[j];
if (s.charAt(i - 1) === t.charAt(j - 1)) {
// 若两字符相等,则直接跳过此两字符
dp[j] = leftup;
} else {
// 最少编辑步数 = 插入、删除、替换这三种操作的最少编辑步数 + 1
dp[j] = Math.min(Math.min(dp[j - 1], dp[j]), leftup) + 1;
}
leftup = temp; // 更新为下一轮的 dp[i-1, j-1]
}
}
return dp[m];
}
```
=== "TS"
```typescript title="edit_distance.ts"
[class]{}-[func]{editDistanceDPComp}
/* 编辑距离:状态压缩后的动态规划 */
function editDistanceDPComp(s: string, t: string): number {
const n = s.length,
m = t.length;
const dp = new Array(m + 1).fill(0);
// 状态转移:首行
for (let j = 1; j <= m; j++) {
dp[j] = j;
}
// 状态转移:其余行
for (let i = 1; i <= n; i++) {
// 状态转移:首列
let leftup = dp[0]; // 暂存 dp[i-1, j-1]
dp[0] = i;
// 状态转移:其余列
for (let j = 1; j <= m; j++) {
const temp = dp[j];
if (s.charAt(i - 1) === t.charAt(j - 1)) {
// 若两字符相等,则直接跳过此两字符
dp[j] = leftup;
} else {
// 最少编辑步数 = 插入、删除、替换这三种操作的最少编辑步数 + 1
dp[j] = Math.min(Math.min(dp[j - 1], dp[j]), leftup) + 1;
}
leftup = temp; // 更新为下一轮的 dp[i-1, j-1]
}
}
return dp[m];
}
```
=== "Dart"
```dart title="edit_distance.dart"
[class]{}-[func]{editDistanceDPComp}
/* 编辑距离:空间优化后的动态规划 */
int editDistanceDPComp(String s, String t) {
int n = s.length, m = t.length;
List<int> dp = List.filled(m + 1, 0);
// 状态转移:首行
for (int j = 1; j <= m; j++) {
dp[j] = j;
}
// 状态转移:其余行
for (int i = 1; i <= n; i++) {
// 状态转移:首列
int leftup = dp[0]; // 暂存 dp[i-1, j-1]
dp[0] = i;
// 状态转移:其余列
for (int j = 1; j <= m; j++) {
int temp = dp[j];
if (s[i - 1] == t[j - 1]) {
// 若两字符相等,则直接跳过此两字符
dp[j] = leftup;
} else {
// 最少编辑步数 = 插入、删除、替换这三种操作的最少编辑步数 + 1
dp[j] = min(min(dp[j - 1], dp[j]), leftup) + 1;
}
leftup = temp; // 更新为下一轮的 dp[i-1, j-1]
}
}
return dp[m];
}
```
=== "Rust"
```rust title="edit_distance.rs"
[class]{}-[func]{edit_distance_dp_comp}
/* 编辑距离:空间优化后的动态规划 */
fn edit_distance_dp_comp(s: &str, t: &str) -> i32 {
let (n, m) = (s.len(), t.len());
let mut dp = vec![0; m + 1];
// 状态转移:首行
for j in 1..m {
dp[j] = j as i32;
}
// 状态转移:其余行
for i in 1..=n {
// 状态转移:首列
let mut leftup = dp[0]; // 暂存 dp[i-1, j-1]
dp[0] = i as i32;
// 状态转移:其余列
for j in 1..=m {
let temp = dp[j];
if s.chars().nth(i - 1) == t.chars().nth(j - 1) {
// 若两字符相等,则直接跳过此两字符
dp[j] = leftup;
} else {
// 最少编辑步数 = 插入、删除、替换这三种操作的最少编辑步数 + 1
dp[j] = std::cmp::min(std::cmp::min(dp[j - 1], dp[j]), leftup) + 1;
}
leftup = temp; // 更新为下一轮的 dp[i-1, j-1]
}
}
dp[m]
}
```
=== "C"
@@ -273,5 +818,33 @@ $$
=== "Zig"
```zig title="edit_distance.zig"
[class]{}-[func]{editDistanceDPComp}
// 编辑距离:空间优化后的动态规划
fn editDistanceDPComp(comptime s: []const u8, comptime t: []const u8) i32 {
comptime var n = s.len;
comptime var m = t.len;
var dp = [_]i32{0} ** (m + 1);
// 状态转移:首行
for (1..m + 1) |j| {
dp[j] = @intCast(j);
}
// 状态转移:其余行
for (1..n + 1) |i| {
// 状态转移:首列
var leftup = dp[0]; // 暂存 dp[i-1, j-1]
dp[0] = @intCast(i);
// 状态转移:其余列
for (1..m + 1) |j| {
var temp = dp[j];
if (s[i - 1] == t[j - 1]) {
// 若两字符相等,则直接跳过此两字符
dp[j] = leftup;
} else {
// 最少编辑步数 = 插入、删除、替换这三种操作的最少编辑步数 + 1
dp[j] = @min(@min(dp[j - 1], dp[j]), leftup) + 1;
}
leftup = temp; // 更新为下一轮的 dp[i-1, j-1]
}
}
return dp[m];
}
```

File diff suppressed because it is too large Load Diff

File diff suppressed because it is too large Load Diff

File diff suppressed because it is too large Load Diff

File diff suppressed because it is too large Load Diff

View File

@@ -29,67 +29,357 @@ BFS 通常借助队列来实现。队列具有“先入先出”的性质,这
=== "Python"
```python title="graph_bfs.py"
[class]{}-[func]{graph_bfs}
def graph_bfs(graph: GraphAdjList, start_vet: Vertex) -> list[Vertex]:
"""广度优先遍历 BFS"""
# 使用邻接表来表示图,以便获取指定顶点的所有邻接顶点
# 顶点遍历序列
res = []
# 哈希表,用于记录已被访问过的顶点
visited = set[Vertex]([start_vet])
# 队列用于实现 BFS
que = deque[Vertex]([start_vet])
# 以顶点 vet 为起点,循环直至访问完所有顶点
while len(que) > 0:
vet = que.popleft() # 队首顶点出队
res.append(vet) # 记录访问顶点
# 遍历该顶点的所有邻接顶点
for adj_vet in graph.adj_list[vet]:
if adj_vet in visited:
continue # 跳过已被访问过的顶点
que.append(adj_vet) # 只入队未访问的顶点
visited.add(adj_vet) # 标记该顶点已被访问
# 返回顶点遍历序列
return res
```
=== "C++"
```cpp title="graph_bfs.cpp"
[class]{}-[func]{graphBFS}
/* 广度优先遍历 BFS */
// 使用邻接表来表示图,以便获取指定顶点的所有邻接顶点
vector<Vertex *> graphBFS(GraphAdjList &graph, Vertex *startVet) {
// 顶点遍历序列
vector<Vertex *> res;
// 哈希表,用于记录已被访问过的顶点
unordered_set<Vertex *> visited = {startVet};
// 队列用于实现 BFS
queue<Vertex *> que;
que.push(startVet);
// 以顶点 vet 为起点,循环直至访问完所有顶点
while (!que.empty()) {
Vertex *vet = que.front();
que.pop(); // 队首顶点出队
res.push_back(vet); // 记录访问顶点
// 遍历该顶点的所有邻接顶点
for (auto adjVet : graph.adjList[vet]) {
if (visited.count(adjVet))
continue; // 跳过已被访问过的顶点
que.push(adjVet); // 只入队未访问的顶点
visited.emplace(adjVet); // 标记该顶点已被访问
}
}
// 返回顶点遍历序列
return res;
}
```
=== "Java"
```java title="graph_bfs.java"
[class]{graph_bfs}-[func]{graphBFS}
/* 广度优先遍历 BFS */
// 使用邻接表来表示图,以便获取指定顶点的所有邻接顶点
List<Vertex> graphBFS(GraphAdjList graph, Vertex startVet) {
// 顶点遍历序列
List<Vertex> res = new ArrayList<>();
// 哈希表,用于记录已被访问过的顶点
Set<Vertex> visited = new HashSet<>();
visited.add(startVet);
// 队列用于实现 BFS
Queue<Vertex> que = new LinkedList<>();
que.offer(startVet);
// 以顶点 vet 为起点,循环直至访问完所有顶点
while (!que.isEmpty()) {
Vertex vet = que.poll(); // 队首顶点出队
res.add(vet); // 记录访问顶点
// 遍历该顶点的所有邻接顶点
for (Vertex adjVet : graph.adjList.get(vet)) {
if (visited.contains(adjVet))
continue; // 跳过已被访问过的顶点
que.offer(adjVet); // 只入队未访问的顶点
visited.add(adjVet); // 标记该顶点已被访问
}
}
// 返回顶点遍历序列
return res;
}
```
=== "C#"
```csharp title="graph_bfs.cs"
[class]{graph_bfs}-[func]{graphBFS}
/* 广度优先遍历 BFS */
// 使用邻接表来表示图,以便获取指定顶点的所有邻接顶点
List<Vertex> graphBFS(GraphAdjList graph, Vertex startVet) {
// 顶点遍历序列
List<Vertex> res = new List<Vertex>();
// 哈希表,用于记录已被访问过的顶点
HashSet<Vertex> visited = new HashSet<Vertex>() { startVet };
// 队列用于实现 BFS
Queue<Vertex> que = new Queue<Vertex>();
que.Enqueue(startVet);
// 以顶点 vet 为起点,循环直至访问完所有顶点
while (que.Count > 0) {
Vertex vet = que.Dequeue(); // 队首顶点出队
res.Add(vet); // 记录访问顶点
foreach (Vertex adjVet in graph.adjList[vet]) {
if (visited.Contains(adjVet)) {
continue; // 跳过已被访问过的顶点
}
que.Enqueue(adjVet); // 只入队未访问的顶点
visited.Add(adjVet); // 标记该顶点已被访问
}
}
// 返回顶点遍历序列
return res;
}
```
=== "Go"
```go title="graph_bfs.go"
[class]{}-[func]{graphBFS}
/* 广度优先遍历 BFS */
// 使用邻接表来表示图,以便获取指定顶点的所有邻接顶点
func graphBFS(g *graphAdjList, startVet Vertex) []Vertex {
// 顶点遍历序列
res := make([]Vertex, 0)
// 哈希表,用于记录已被访问过的顶点
visited := make(map[Vertex]struct{})
visited[startVet] = struct{}{}
// 队列用于实现 BFS, 使用切片模拟队列
queue := make([]Vertex, 0)
queue = append(queue, startVet)
// 以顶点 vet 为起点,循环直至访问完所有顶点
for len(queue) > 0 {
// 队首顶点出队
vet := queue[0]
queue = queue[1:]
// 记录访问顶点
res = append(res, vet)
// 遍历该顶点的所有邻接顶点
for _, adjVet := range g.adjList[vet] {
_, isExist := visited[adjVet]
// 只入队未访问的顶点
if !isExist {
queue = append(queue, adjVet)
visited[adjVet] = struct{}{}
}
}
}
// 返回顶点遍历序列
return res
}
```
=== "Swift"
```swift title="graph_bfs.swift"
[class]{}-[func]{graphBFS}
/* 广度优先遍历 BFS */
// 使用邻接表来表示图,以便获取指定顶点的所有邻接顶点
func graphBFS(graph: GraphAdjList, startVet: Vertex) -> [Vertex] {
// 顶点遍历序列
var res: [Vertex] = []
// 哈希表,用于记录已被访问过的顶点
var visited: Set<Vertex> = [startVet]
// 队列用于实现 BFS
var que: [Vertex] = [startVet]
// 以顶点 vet 为起点,循环直至访问完所有顶点
while !que.isEmpty {
let vet = que.removeFirst() // 队首顶点出队
res.append(vet) // 记录访问顶点
// 遍历该顶点的所有邻接顶点
for adjVet in graph.adjList[vet] ?? [] {
if visited.contains(adjVet) {
continue // 跳过已被访问过的顶点
}
que.append(adjVet) // 只入队未访问的顶点
visited.insert(adjVet) // 标记该顶点已被访问
}
}
// 返回顶点遍历序列
return res
}
```
=== "JS"
```javascript title="graph_bfs.js"
[class]{}-[func]{graphBFS}
/* 广度优先遍历 BFS */
// 使用邻接表来表示图,以便获取指定顶点的所有邻接顶点
function graphBFS(graph, startVet) {
// 顶点遍历序列
const res = [];
// 哈希表,用于记录已被访问过的顶点
const visited = new Set();
visited.add(startVet);
// 队列用于实现 BFS
const que = [startVet];
// 以顶点 vet 为起点,循环直至访问完所有顶点
while (que.length) {
const vet = que.shift(); // 队首顶点出队
res.push(vet); // 记录访问顶点
// 遍历该顶点的所有邻接顶点
for (const adjVet of graph.adjList.get(vet) ?? []) {
if (visited.has(adjVet)) {
continue; // 跳过已被访问过的顶点
}
que.push(adjVet); // 只入队未访问的顶点
visited.add(adjVet); // 标记该顶点已被访问
}
}
// 返回顶点遍历序列
return res;
}
```
=== "TS"
```typescript title="graph_bfs.ts"
[class]{}-[func]{graphBFS}
/* 广度优先遍历 BFS */
// 使用邻接表来表示图,以便获取指定顶点的所有邻接顶点
function graphBFS(graph: GraphAdjList, startVet: Vertex): Vertex[] {
// 顶点遍历序列
const res: Vertex[] = [];
// 哈希表,用于记录已被访问过的顶点
const visited: Set<Vertex> = new Set();
visited.add(startVet);
// 队列用于实现 BFS
const que = [startVet];
// 以顶点 vet 为起点,循环直至访问完所有顶点
while (que.length) {
const vet = que.shift(); // 队首顶点出队
res.push(vet); // 记录访问顶点
// 遍历该顶点的所有邻接顶点
for (const adjVet of graph.adjList.get(vet) ?? []) {
if (visited.has(adjVet)) {
continue; // 跳过已被访问过的顶点
}
que.push(adjVet); // 只入队未访问
visited.add(adjVet); // 标记该顶点已被访问
}
}
// 返回顶点遍历序列
return res;
}
```
=== "Dart"
```dart title="graph_bfs.dart"
[class]{}-[func]{graphBFS}
/* 广度优先遍历 BFS */
List<Vertex> graphBFS(GraphAdjList graph, Vertex startVet) {
// 使用邻接表来表示图,以便获取指定顶点的所有邻接顶点
// 顶点遍历序列
List<Vertex> res = [];
// 哈希表,用于记录已被访问过的顶点
Set<Vertex> visited = {};
visited.add(startVet);
// 队列用于实现 BFS
Queue<Vertex> que = Queue();
que.add(startVet);
// 以顶点 vet 为起点,循环直至访问完所有顶点
while (que.isNotEmpty) {
Vertex vet = que.removeFirst(); // 队首顶点出队
res.add(vet); // 记录访问顶点
// 遍历该顶点的所有邻接顶点
for (Vertex adjVet in graph.adjList[vet]!) {
if (visited.contains(adjVet)) {
continue; // 跳过已被访问过的顶点
}
que.add(adjVet); // 只入队未访问的顶点
visited.add(adjVet); // 标记该顶点已被访问
}
}
// 返回顶点遍历序列
return res;
}
```
=== "Rust"
```rust title="graph_bfs.rs"
[class]{}-[func]{graph_bfs}
/* 广度优先遍历 BFS */
// 使用邻接表来表示图,以便获取指定顶点的所有邻接顶点
fn graph_bfs(graph: GraphAdjList, start_vet: Vertex) -> Vec<Vertex> {
// 顶点遍历序列
let mut res = vec![];
// 哈希表,用于记录已被访问过的顶点
let mut visited = HashSet::new();
visited.insert(start_vet);
// 队列用于实现 BFS
let mut que = VecDeque::new();
que.push_back(start_vet);
// 以顶点 vet 为起点,循环直至访问完所有顶点
while !que.is_empty() {
let vet = que.pop_front().unwrap(); // 队首顶点出队
res.push(vet); // 记录访问顶点
// 遍历该顶点的所有邻接顶点
if let Some(adj_vets) = graph.adj_list.get(&vet) {
for &adj_vet in adj_vets {
if visited.contains(&adj_vet) {
continue; // 跳过已被访问过的顶点
}
que.push_back(adj_vet); // 只入队未访问的顶点
visited.insert(adj_vet); // 标记该顶点已被访问
}
}
}
// 返回顶点遍历序列
res
}
```
=== "C"
```c title="graph_bfs.c"
[class]{}-[func]{graphBFS}
/* 广度优先遍历 */
// 使用邻接表来表示图,以便获取指定顶点的所有邻接顶点
Vertex **graphBFS(graphAdjList *t, Vertex *startVet) {
// 顶点遍历序列
Vertex **res = (Vertex **)malloc(sizeof(Vertex *) * t->size);
memset(res, 0, sizeof(Vertex *) * t->size);
// 队列用于实现 BFS
queue *que = newQueue(t->size);
// 哈希表,用于记录已被访问过的顶点
hashTable *visited = newHash(t->size);
int resIndex = 0;
queuePush(que, startVet); // 将第一个元素入队
hashMark(visited, startVet->pos); // 标记第一个入队的顶点
// 以顶点 vet 为起点,循环直至访问完所有顶点
while (que->head < que->tail) {
// 遍历该顶点的边链表,将所有与该顶点有连接的,并且未被标记的顶点入队
Node *n = queueTop(que)->linked->head->next;
while (n != 0) {
// 查询哈希表,若该索引的顶点已入队,则跳过,否则入队并标记
if (hashQuery(visited, n->val->pos) == 1) {
n = n->next;
continue; // 跳过已被访问过的顶点
}
queuePush(que, n->val); // 只入队未访问的顶点
hashMark(visited, n->val->pos); // 标记该顶点已被访问
}
// 队首元素存入数组
res[resIndex] = queueTop(que); // 队首顶点加入顶点遍历序列
resIndex++;
queuePop(que); // 队首元素出队
}
// 释放内存
freeQueue(que);
freeHash(visited);
resIndex = 0;
// 返回顶点遍历序列
return res;
}
```
=== "Zig"
@@ -160,89 +450,339 @@ BFS 通常借助队列来实现。队列具有“先入先出”的性质,这
=== "Python"
```python title="graph_dfs.py"
[class]{}-[func]{dfs}
def dfs(graph: GraphAdjList, visited: set[Vertex], res: list[Vertex], vet: Vertex):
"""深度优先遍历 DFS 辅助函数"""
res.append(vet) # 记录访问顶点
visited.add(vet) # 标记该顶点已被访问
# 遍历该顶点的所有邻接顶点
for adjVet in graph.adj_list[vet]:
if adjVet in visited:
continue # 跳过已被访问过的顶点
# 递归访问邻接顶点
dfs(graph, visited, res, adjVet)
[class]{}-[func]{graph_dfs}
def graph_dfs(graph: GraphAdjList, start_vet: Vertex) -> list[Vertex]:
"""深度优先遍历 DFS"""
# 使用邻接表来表示图,以便获取指定顶点的所有邻接顶点
# 顶点遍历序列
res = []
# 哈希表,用于记录已被访问过的顶点
visited = set[Vertex]()
dfs(graph, visited, res, start_vet)
return res
```
=== "C++"
```cpp title="graph_dfs.cpp"
[class]{}-[func]{dfs}
/* 深度优先遍历 DFS 辅助函数 */
void dfs(GraphAdjList &graph, unordered_set<Vertex *> &visited, vector<Vertex *> &res, Vertex *vet) {
res.push_back(vet); // 记录访问顶点
visited.emplace(vet); // 标记该顶点已被访问
// 遍历该顶点的所有邻接顶点
for (Vertex *adjVet : graph.adjList[vet]) {
if (visited.count(adjVet))
continue; // 跳过已被访问过的顶点
// 递归访问邻接顶点
dfs(graph, visited, res, adjVet);
}
}
[class]{}-[func]{graphDFS}
/* 深度优先遍历 DFS */
// 使用邻接表来表示图,以便获取指定顶点的所有邻接顶点
vector<Vertex *> graphDFS(GraphAdjList &graph, Vertex *startVet) {
// 顶点遍历序列
vector<Vertex *> res;
// 哈希表,用于记录已被访问过的顶点
unordered_set<Vertex *> visited;
dfs(graph, visited, res, startVet);
return res;
}
```
=== "Java"
```java title="graph_dfs.java"
[class]{graph_dfs}-[func]{dfs}
/* 深度优先遍历 DFS 辅助函数 */
void dfs(GraphAdjList graph, Set<Vertex> visited, List<Vertex> res, Vertex vet) {
res.add(vet); // 记录访问顶点
visited.add(vet); // 标记该顶点已被访问
// 遍历该顶点的所有邻接顶点
for (Vertex adjVet : graph.adjList.get(vet)) {
if (visited.contains(adjVet))
continue; // 跳过已被访问过的顶点
// 递归访问邻接顶点
dfs(graph, visited, res, adjVet);
}
}
[class]{graph_dfs}-[func]{graphDFS}
/* 深度优先遍历 DFS */
// 使用邻接表来表示图,以便获取指定顶点的所有邻接顶点
List<Vertex> graphDFS(GraphAdjList graph, Vertex startVet) {
// 顶点遍历序列
List<Vertex> res = new ArrayList<>();
// 哈希表,用于记录已被访问过的顶点
Set<Vertex> visited = new HashSet<>();
dfs(graph, visited, res, startVet);
return res;
}
```
=== "C#"
```csharp title="graph_dfs.cs"
[class]{graph_dfs}-[func]{dfs}
/* 深度优先遍历 DFS 辅助函数 */
void dfs(GraphAdjList graph, HashSet<Vertex> visited, List<Vertex> res, Vertex vet) {
res.Add(vet); // 记录访问顶点
visited.Add(vet); // 标记该顶点已被访问
// 遍历该顶点的所有邻接顶点
foreach (Vertex adjVet in graph.adjList[vet]) {
if (visited.Contains(adjVet)) {
continue; // 跳过已被访问过的顶点
}
// 递归访问邻接顶点
dfs(graph, visited, res, adjVet);
}
}
[class]{graph_dfs}-[func]{graphDFS}
/* 深度优先遍历 DFS */
// 使用邻接表来表示图,以便获取指定顶点的所有邻接顶点
List<Vertex> graphDFS(GraphAdjList graph, Vertex startVet) {
// 顶点遍历序列
List<Vertex> res = new List<Vertex>();
// 哈希表,用于记录已被访问过的顶点
HashSet<Vertex> visited = new HashSet<Vertex>();
dfs(graph, visited, res, startVet);
return res;
}
```
=== "Go"
```go title="graph_dfs.go"
[class]{}-[func]{dfs}
/* 深度优先遍历 DFS 辅助函数 */
func dfs(g *graphAdjList, visited map[Vertex]struct{}, res *[]Vertex, vet Vertex) {
// append 操作会返回新的的引用必须让原引用重新赋值为新slice的引用
*res = append(*res, vet)
visited[vet] = struct{}{}
// 遍历该顶点的所有邻接顶点
for _, adjVet := range g.adjList[vet] {
_, isExist := visited[adjVet]
// 递归访问邻接顶点
if !isExist {
dfs(g, visited, res, adjVet)
}
}
}
[class]{}-[func]{graphDFS}
/* 深度优先遍历 DFS */
// 使用邻接表来表示图,以便获取指定顶点的所有邻接顶点
func graphDFS(g *graphAdjList, startVet Vertex) []Vertex {
// 顶点遍历序列
res := make([]Vertex, 0)
// 哈希表,用于记录已被访问过的顶点
visited := make(map[Vertex]struct{})
dfs(g, visited, &res, startVet)
// 返回顶点遍历序列
return res
}
```
=== "Swift"
```swift title="graph_dfs.swift"
[class]{}-[func]{dfs}
/* 深度优先遍历 DFS 辅助函数 */
func dfs(graph: GraphAdjList, visited: inout Set<Vertex>, res: inout [Vertex], vet: Vertex) {
res.append(vet) // 记录访问顶点
visited.insert(vet) // 标记该顶点已被访问
// 遍历该顶点的所有邻接顶点
for adjVet in graph.adjList[vet] ?? [] {
if visited.contains(adjVet) {
continue // 跳过已被访问过的顶点
}
// 递归访问邻接顶点
dfs(graph: graph, visited: &visited, res: &res, vet: adjVet)
}
}
[class]{}-[func]{graphDFS}
/* 深度优先遍历 DFS */
// 使用邻接表来表示图,以便获取指定顶点的所有邻接顶点
func graphDFS(graph: GraphAdjList, startVet: Vertex) -> [Vertex] {
// 顶点遍历序列
var res: [Vertex] = []
// 哈希表,用于记录已被访问过的顶点
var visited: Set<Vertex> = []
dfs(graph: graph, visited: &visited, res: &res, vet: startVet)
return res
}
```
=== "JS"
```javascript title="graph_dfs.js"
[class]{}-[func]{dfs}
/* 深度优先遍历 DFS */
// 使用邻接表来表示图,以便获取指定顶点的所有邻接顶点
function dfs(graph, visited, res, vet) {
res.push(vet); // 记录访问顶点
visited.add(vet); // 标记该顶点已被访问
// 遍历该顶点的所有邻接顶点
for (const adjVet of graph.adjList.get(vet)) {
if (visited.has(adjVet)) {
continue; // 跳过已被访问过的顶点
}
// 递归访问邻接顶点
dfs(graph, visited, res, adjVet);
}
}
[class]{}-[func]{graphDFS}
/* 深度优先遍历 DFS */
// 使用邻接表来表示图,以便获取指定顶点的所有邻接顶点
function graphDFS(graph, startVet) {
// 顶点遍历序列
const res = [];
// 哈希表,用于记录已被访问过的顶点
const visited = new Set();
dfs(graph, visited, res, startVet);
return res;
}
```
=== "TS"
```typescript title="graph_dfs.ts"
[class]{}-[func]{dfs}
/* 深度优先遍历 DFS 辅助函数 */
function dfs(
graph: GraphAdjList,
visited: Set<Vertex>,
res: Vertex[],
vet: Vertex
): void {
res.push(vet); // 记录访问顶点
visited.add(vet); // 标记该顶点已被访问
// 遍历该顶点的所有邻接顶点
for (const adjVet of graph.adjList.get(vet)) {
if (visited.has(adjVet)) {
continue; // 跳过已被访问过的顶点
}
// 递归访问邻接顶点
dfs(graph, visited, res, adjVet);
}
}
[class]{}-[func]{graphDFS}
/* 深度优先遍历 DFS */
// 使用邻接表来表示图,以便获取指定顶点的所有邻接顶点
function graphDFS(graph: GraphAdjList, startVet: Vertex): Vertex[] {
// 顶点遍历序列
const res: Vertex[] = [];
// 哈希表,用于记录已被访问过的顶点
const visited: Set<Vertex> = new Set();
dfs(graph, visited, res, startVet);
return res;
}
```
=== "Dart"
```dart title="graph_dfs.dart"
[class]{}-[func]{dfs}
/* 深度优先遍历 DFS 辅助函数 */
void dfs(
GraphAdjList graph,
Set<Vertex> visited,
List<Vertex> res,
Vertex vet,
) {
res.add(vet); // 记录访问顶点
visited.add(vet); // 标记该顶点已被访问
// 遍历该顶点的所有邻接顶点
for (Vertex adjVet in graph.adjList[vet]!) {
if (visited.contains(adjVet)) {
continue; // 跳过已被访问过的顶点
}
// 递归访问邻接顶点
dfs(graph, visited, res, adjVet);
}
}
[class]{}-[func]{graphDFS}
/* 深度优先遍历 DFS */
List<Vertex> graphDFS(GraphAdjList graph, Vertex startVet) {
// 顶点遍历序列
List<Vertex> res = [];
// 哈希表,用于记录已被访问过的顶点
Set<Vertex> visited = {};
dfs(graph, visited, res, startVet);
return res;
}
```
=== "Rust"
```rust title="graph_dfs.rs"
[class]{}-[func]{dfs}
/* 深度优先遍历 DFS 辅助函数 */
fn dfs(graph: &GraphAdjList, visited: &mut HashSet<Vertex>, res: &mut Vec<Vertex>, vet: Vertex) {
res.push(vet); // 记录访问顶点
visited.insert(vet); // 标记该顶点已被访问
// 遍历该顶点的所有邻接顶点
if let Some(adj_vets) = graph.adj_list.get(&vet) {
for &adj_vet in adj_vets {
if visited.contains(&adj_vet) {
continue; // 跳过已被访问过的顶点
}
// 递归访问邻接顶点
dfs(graph, visited, res, adj_vet);
}
}
}
[class]{}-[func]{graph_dfs}
/* 深度优先遍历 DFS */
// 使用邻接表来表示图,以便获取指定顶点的所有邻接顶点
fn graph_dfs(graph: GraphAdjList, start_vet: Vertex) -> Vec<Vertex> {
// 顶点遍历序列
let mut res = vec![];
// 哈希表,用于记录已被访问过的顶点
let mut visited = HashSet::new();
dfs(&graph, &mut visited, &mut res, start_vet);
res
}
```
=== "C"
```c title="graph_dfs.c"
[class]{}-[func]{dfs}
/* 深度优先遍历 DFS 辅助函数 */
int resIndex = 0;
void dfs(graphAdjList *graph, hashTable *visited, Vertex *vet, Vertex **res) {
if (hashQuery(visited, vet->pos) == 1) {
return; // 跳过已被访问过的顶点
}
hashMark(visited, vet->pos); // 标记顶点并将顶点存入数组
res[resIndex] = vet; // 将顶点存入数组
resIndex++;
// 遍历该顶点链表
Node *n = vet->linked->head->next;
while (n != 0) {
// 递归访问邻接顶点
dfs(graph, visited, n->val, res);
n = n->next;
}
return;
}
[class]{}-[func]{graphDFS}
/* 深度优先遍历 DFS */
// 使用邻接表来表示图,以便获取指定顶点的所有邻接顶点
Vertex **graphDFS(graphAdjList *graph, Vertex *startVet) {
// 顶点遍历序列
Vertex **res = (Vertex **)malloc(sizeof(Vertex *) * graph->size);
memset(res, 0, sizeof(Vertex *) * graph->size);
// 哈希表,用于记录已被访问过的顶点
hashTable *visited = newHash(graph->size);
dfs(graph, visited, startVet, res);
// 释放哈希表内存并将数组索引归零
freeHash(visited);
resIndex = 0;
// 返回遍历数组
return res;
}
```
=== "Zig"

View File

@@ -42,89 +42,425 @@ comments: true
=== "Python"
```python title="fractional_knapsack.py"
[class]{Item}-[func]{}
class Item:
"""物品"""
[class]{}-[func]{fractional_knapsack}
def __init__(self, w: int, v: int):
self.w = w # 物品重量
self.v = v # 物品价值
def fractional_knapsack(wgt: list[int], val: list[int], cap: int) -> int:
"""分数背包:贪心"""
# 创建物品列表,包含两个属性:重量、价值
items = [Item(w, v) for w, v in zip(wgt, val)]
# 按照单位价值 item.v / item.w 从高到低进行排序
items.sort(key=lambda item: item.v / item.w, reverse=True)
# 循环贪心选择
res = 0
for item in items:
if item.w <= cap:
# 若剩余容量充足,则将当前物品整个装进背包
res += item.v
cap -= item.w
else:
# 若剩余容量不足,则将当前物品的一部分装进背包
res += (item.v / item.w) * cap
# 已无剩余容量,因此跳出循环
break
return res
```
=== "C++"
```cpp title="fractional_knapsack.cpp"
[class]{Item}-[func]{}
/* 物品 */
class Item {
public:
int w; // 物品重量
int v; // 物品价值
[class]{}-[func]{fractionalKnapsack}
Item(int w, int v) : w(w), v(v) {
}
};
/* 分数背包:贪心 */
double fractionalKnapsack(vector<int> &wgt, vector<int> &val, int cap) {
// 创建物品列表,包含两个属性:重量、价值
vector<Item> items;
for (int i = 0; i < wgt.size(); i++) {
items.push_back(Item(wgt[i], val[i]));
}
// 按照单位价值 item.v / item.w 从高到低进行排序
sort(items.begin(), items.end(), [](Item &a, Item &b) { return (double)a.v / a.w > (double)b.v / b.w; });
// 循环贪心选择
double res = 0;
for (auto &item : items) {
if (item.w <= cap) {
// 若剩余容量充足,则将当前物品整个装进背包
res += item.v;
cap -= item.w;
} else {
// 若剩余容量不足,则将当前物品的一部分装进背包
res += (double)item.v / item.w * cap;
// 已无剩余容量,因此跳出循环
break;
}
}
return res;
}
```
=== "Java"
```java title="fractional_knapsack.java"
[class]{Item}-[func]{}
/* 物品 */
class Item {
int w; // 物品重量
int v; // 物品价值
[class]{fractional_knapsack}-[func]{fractionalKnapsack}
public Item(int w, int v) {
this.w = w;
this.v = v;
}
}
/* 分数背包:贪心 */
double fractionalKnapsack(int[] wgt, int[] val, int cap) {
// 创建物品列表,包含两个属性:重量、价值
Item[] items = new Item[wgt.length];
for (int i = 0; i < wgt.length; i++) {
items[i] = new Item(wgt[i], val[i]);
}
// 按照单位价值 item.v / item.w 从高到低进行排序
Arrays.sort(items, Comparator.comparingDouble(item -> -((double) item.v / item.w)));
// 循环贪心选择
double res = 0;
for (Item item : items) {
if (item.w <= cap) {
// 若剩余容量充足,则将当前物品整个装进背包
res += item.v;
cap -= item.w;
} else {
// 若剩余容量不足,则将当前物品的一部分装进背包
res += (double) item.v / item.w * cap;
// 已无剩余容量,因此跳出循环
break;
}
}
return res;
}
```
=== "C#"
```csharp title="fractional_knapsack.cs"
[class]{Item}-[func]{}
/* 物品 */
class Item {
public int w; // 物品重量
public int v; // 物品价值
[class]{fractional_knapsack}-[func]{fractionalKnapsack}
public Item(int w, int v) {
this.w = w;
this.v = v;
}
}
/* 分数背包:贪心 */
double fractionalKnapsack(int[] wgt, int[] val, int cap) {
// 创建物品列表,包含两个属性:重量、价值
Item[] items = new Item[wgt.Length];
for (int i = 0; i < wgt.Length; i++) {
items[i] = new Item(wgt[i], val[i]);
}
// 按照单位价值 item.v / item.w 从高到低进行排序
Array.Sort(items, (x, y) => (y.v / y.w).CompareTo(x.v / x.w));
// 循环贪心选择
double res = 0;
foreach (Item item in items) {
if (item.w <= cap) {
// 若剩余容量充足,则将当前物品整个装进背包
res += item.v;
cap -= item.w;
} else {
// 若剩余容量不足,则将当前物品的一部分装进背包
res += (double)item.v / item.w * cap;
// 已无剩余容量,因此跳出循环
break;
}
}
return res;
}
```
=== "Go"
```go title="fractional_knapsack.go"
[class]{Item}-[func]{}
/* 物品 */
type Item struct {
w int // 物品重量
v int // 物品价值
}
[class]{}-[func]{fractionalKnapsack}
/* 分数背包:贪心 */
func fractionalKnapsack(wgt []int, val []int, cap int) float64 {
// 创建物品列表,包含两个属性:重量、价值
items := make([]Item, len(wgt))
for i := 0; i < len(wgt); i++ {
items[i] = Item{wgt[i], val[i]}
}
// 按照单位价值 item.v / item.w 从高到低进行排序
sort.Slice(items, func(i, j int) bool {
return float64(items[i].v)/float64(items[i].w) > float64(items[j].v)/float64(items[j].w)
})
// 循环贪心选择
res := 0.0
for _, item := range items {
if item.w <= cap {
// 若剩余容量充足,则将当前物品整个装进背包
res += float64(item.v)
cap -= item.w
} else {
// 若剩余容量不足,则将当前物品的一部分装进背包
res += float64(item.v) / float64(item.w) * float64(cap)
// 已无剩余容量,因此跳出循环
break
}
}
return res
}
```
=== "Swift"
```swift title="fractional_knapsack.swift"
[class]{Item}-[func]{}
/* 物品 */
class Item {
var w: Int // 物品重量
var v: Int // 物品价值
[class]{}-[func]{fractionalKnapsack}
init(w: Int, v: Int) {
self.w = w
self.v = v
}
}
/* 分数背包:贪心 */
func fractionalKnapsack(wgt: [Int], val: [Int], cap: Int) -> Double {
// 创建物品列表,包含两个属性:重量、价值
var items = zip(wgt, val).map { Item(w: $0, v: $1) }
// 按照单位价值 item.v / item.w 从高到低进行排序
items.sort(by: { -(Double($0.v) / Double($0.w)) < -(Double($1.v) / Double($1.w)) })
// 循环贪心选择
var res = 0.0
var cap = cap
for item in items {
if item.w <= cap {
// 若剩余容量充足,则将当前物品整个装进背包
res += Double(item.v)
cap -= item.w
} else {
// 若剩余容量不足,则将当前物品的一部分装进背包
res += Double(item.v) / Double(item.w) * Double(cap)
// 已无剩余容量,因此跳出循环
break
}
}
return res
}
```
=== "JS"
```javascript title="fractional_knapsack.js"
[class]{Item}-[func]{}
/* 物品 */
class Item {
constructor(w, v) {
this.w = w; // 物品重量
this.v = v; // 物品价值
}
}
[class]{}-[func]{fractionalKnapsack}
/* 分数背包:贪心 */
function fractionalKnapsack(wgt, val, cap) {
// 创建物品列表,包含两个属性:重量、价值
const items = wgt.map((w, i) => new Item(w, val[i]));
// 按照单位价值 item.v / item.w 从高到低进行排序
items.sort((a, b) => b.v / b.w - a.v / a.w);
// 循环贪心选择
let res = 0;
for (const item of items) {
if (item.w <= cap) {
// 若剩余容量充足,则将当前物品整个装进背包
res += item.v;
cap -= item.w;
} else {
// 若剩余容量不足,则将当前物品的一部分装进背包
res += (item.v / item.w) * cap;
// 已无剩余容量,因此跳出循环
break;
}
}
return res;
}
```
=== "TS"
```typescript title="fractional_knapsack.ts"
[class]{Item}-[func]{}
/* 物品 */
class Item {
w: number; // 物品重量
v: number; // 物品价值
[class]{}-[func]{fractionalKnapsack}
constructor(w: number, v: number) {
this.w = w;
this.v = v;
}
}
/* 分数背包:贪心 */
function fractionalKnapsack(wgt: number[], val: number[], cap: number): number {
// 创建物品列表,包含两个属性:重量、价值
const items: Item[] = wgt.map((w, i) => new Item(w, val[i]));
// 按照单位价值 item.v / item.w 从高到低进行排序
items.sort((a, b) => b.v / b.w - a.v / a.w);
// 循环贪心选择
let res = 0;
for (const item of items) {
if (item.w <= cap) {
// 若剩余容量充足,则将当前物品整个装进背包
res += item.v;
cap -= item.w;
} else {
// 若剩余容量不足,则将当前物品的一部分装进背包
res += (item.v / item.w) * cap;
// 已无剩余容量,因此跳出循环
break;
}
}
return res;
}
```
=== "Dart"
```dart title="fractional_knapsack.dart"
[class]{Item}-[func]{}
/* 物品 */
class Item {
int w; // 物品重量
int v; // 物品价值
[class]{}-[func]{fractionalKnapsack}
Item(this.w, this.v);
}
/* 分数背包:贪心 */
double fractionalKnapsack(List<int> wgt, List<int> val, int cap) {
// 创建物品列表,包含两个属性:重量、价值
List<Item> items = List.generate(wgt.length, (i) => Item(wgt[i], val[i]));
// 按照单位价值 item.v / item.w 从高到低进行排序
items.sort((a, b) => (b.v / b.w).compareTo(a.v / a.w));
// 循环贪心选择
double res = 0;
for (Item item in items) {
if (item.w <= cap) {
// 若剩余容量充足,则将当前物品整个装进背包
res += item.v;
cap -= item.w;
} else {
// 若剩余容量不足,则将当前物品的一部分装进背包
res += item.v / item.w * cap;
// 已无剩余容量,因此跳出循环
break;
}
}
return res;
}
```
=== "Rust"
```rust title="fractional_knapsack.rs"
[class]{Item}-[func]{}
/* 物品 */
struct Item {
w: i32, // 物品重量
v: i32, // 物品价值
}
[class]{}-[func]{fractional_knapsack}
impl Item {
fn new(w: i32, v: i32) -> Self {
Self { w, v }
}
}
/* 分数背包:贪心 */
fn fractional_knapsack(wgt: &[i32], val: &[i32], mut cap: i32) -> f64 {
// 创建物品列表,包含两个属性:重量、价值
let mut items = wgt
.iter()
.zip(val.iter())
.map(|(&w, &v)| Item::new(w, v))
.collect::<Vec<Item>>();
// 按照单位价值 item.v / item.w 从高到低进行排序
items.sort_by(|a, b| {
(b.v as f64 / b.w as f64)
.partial_cmp(&(a.v as f64 / a.w as f64))
.unwrap()
});
// 循环贪心选择
let mut res = 0.0;
for item in &items {
if item.w <= cap {
// 若剩余容量充足,则将当前物品整个装进背包
res += item.v as f64;
cap -= item.w;
} else {
// 若剩余容量不足,则将当前物品的一部分装进背包
res += item.v as f64 / item.w as f64 * cap as f64;
// 已无剩余容量,因此跳出循环
break;
}
}
res
}
```
=== "C"
```c title="fractional_knapsack.c"
[class]{Item}-[func]{}
/* 物品 */
struct Item {
int w; // 物品重量
int v; // 物品价值
};
[class]{}-[func]{fractionalKnapsack}
typedef struct Item Item;
/* 分数背包:贪心 */
float fractionalKnapsack(int wgt[], int val[], int itemCount, int cap) {
// 创建物品列表,包含两个属性:重量、价值
Item *items = malloc(sizeof(Item) * itemCount);
for (int i = 0; i < itemCount; i++) {
items[i] = (Item){.w = wgt[i], .v = val[i]};
}
// 按照单位价值 item.v / item.w 从高到低进行排序
qsort(items, (size_t)itemCount, sizeof(Item), sortByValueDensity);
// 循环贪心选择
float res = 0.0;
for (int i = 0; i < itemCount; i++) {
if (items[i].w <= cap) {
// 若剩余容量充足,则将当前物品整个装进背包
res += items[i].v;
cap -= items[i].w;
} else {
// 若剩余容量不足,则将当前物品的一部分装进背包
res += (float)cap / items[i].w * items[i].v;
cap = 0;
break;
}
}
free(items);
return res;
}
```
=== "Zig"

View File

@@ -28,67 +28,259 @@ comments: true
=== "Python"
```python title="coin_change_greedy.py"
[class]{}-[func]{coin_change_greedy}
def coin_change_greedy(coins: list[int], amt: int) -> int:
"""零钱兑换:贪心"""
# 假设 coins 列表有序
i = len(coins) - 1
count = 0
# 循环进行贪心选择,直到无剩余金额
while amt > 0:
# 找到小于且最接近剩余金额的硬币
while i > 0 and coins[i] > amt:
i -= 1
# 选择 coins[i]
amt -= coins[i]
count += 1
# 若未找到可行方案,则返回 -1
return count if amt == 0 else -1
```
=== "C++"
```cpp title="coin_change_greedy.cpp"
[class]{}-[func]{coinChangeGreedy}
/* 零钱兑换:贪心 */
int coinChangeGreedy(vector<int> &coins, int amt) {
// 假设 coins 列表有序
int i = coins.size() - 1;
int count = 0;
// 循环进行贪心选择,直到无剩余金额
while (amt > 0) {
// 找到小于且最接近剩余金额的硬币
while (i > 0 && coins[i] > amt) {
i--;
}
// 选择 coins[i]
amt -= coins[i];
count++;
}
// 若未找到可行方案,则返回 -1
return amt == 0 ? count : -1;
}
```
=== "Java"
```java title="coin_change_greedy.java"
[class]{coin_change_greedy}-[func]{coinChangeGreedy}
/* 零钱兑换:贪心 */
int coinChangeGreedy(int[] coins, int amt) {
// 假设 coins 列表有序
int i = coins.length - 1;
int count = 0;
// 循环进行贪心选择,直到无剩余金额
while (amt > 0) {
// 找到小于且最接近剩余金额的硬币
while (i > 0 && coins[i] > amt) {
i--;
}
// 选择 coins[i]
amt -= coins[i];
count++;
}
// 若未找到可行方案,则返回 -1
return amt == 0 ? count : -1;
}
```
=== "C#"
```csharp title="coin_change_greedy.cs"
[class]{coin_change_greedy}-[func]{coinChangeGreedy}
/* 零钱兑换:贪心 */
int coinChangeGreedy(int[] coins, int amt) {
// 假设 coins 列表有序
int i = coins.Length - 1;
int count = 0;
// 循环进行贪心选择,直到无剩余金额
while (amt > 0) {
// 找到小于且最接近剩余金额的硬币
while (i > 0 && coins[i] > amt) {
i--;
}
// 选择 coins[i]
amt -= coins[i];
count++;
}
// 若未找到可行方案,则返回 -1
return amt == 0 ? count : -1;
}
```
=== "Go"
```go title="coin_change_greedy.go"
[class]{}-[func]{coinChangeGreedy}
/* 零钱兑换:贪心 */
func coinChangeGreedy(coins []int, amt int) int {
// 假设 coins 列表有序
i := len(coins) - 1
count := 0
// 循环进行贪心选择,直到无剩余金额
for amt > 0 {
// 找到小于且最接近剩余金额的硬币
for i > 0 && coins[i] > amt {
i--
}
// 选择 coins[i]
amt -= coins[i]
count++
}
// 若未找到可行方案,则返回 -1
if amt != 0 {
return -1
}
return count
}
```
=== "Swift"
```swift title="coin_change_greedy.swift"
[class]{}-[func]{coinChangeGreedy}
/* 零钱兑换:贪心 */
func coinChangeGreedy(coins: [Int], amt: Int) -> Int {
// 假设 coins 列表有序
var i = coins.count - 1
var count = 0
var amt = amt
// 循环进行贪心选择,直到无剩余金额
while amt > 0 {
// 找到小于且最接近剩余金额的硬币
while i > 0 && coins[i] > amt {
i -= 1
}
// 选择 coins[i]
amt -= coins[i]
count += 1
}
// 若未找到可行方案,则返回 -1
return amt == 0 ? count : -1
}
```
=== "JS"
```javascript title="coin_change_greedy.js"
[class]{}-[func]{coinChangeGreedy}
/* 零钱兑换:贪心 */
function coinChangeGreedy(coins, amt) {
// 假设 coins 数组有序
let i = coins.length - 1;
let count = 0;
// 循环进行贪心选择,直到无剩余金额
while (amt > 0) {
// 找到小于且最接近剩余金额的硬币
while (i > 0 && coins[i] > amt) {
i--;
}
// 选择 coins[i]
amt -= coins[i];
count++;
}
// 若未找到可行方案,则返回 -1
return amt === 0 ? count : -1;
}
```
=== "TS"
```typescript title="coin_change_greedy.ts"
[class]{}-[func]{coinChangeGreedy}
/* 零钱兑换:贪心 */
function coinChangeGreedy(coins: number[], amt: number): number {
// 假设 coins 数组有序
let i = coins.length - 1;
let count = 0;
// 循环进行贪心选择,直到无剩余金额
while (amt > 0) {
// 找到小于且最接近剩余金额的硬币
while (i > 0 && coins[i] > amt) {
i--;
}
// 选择 coins[i]
amt -= coins[i];
count++;
}
// 若未找到可行方案,则返回 -1
return amt === 0 ? count : -1;
}
```
=== "Dart"
```dart title="coin_change_greedy.dart"
[class]{}-[func]{coinChangeGreedy}
/* 零钱兑换:贪心 */
int coinChangeGreedy(List<int> coins, int amt) {
// 假设 coins 列表有序
int i = coins.length - 1;
int count = 0;
// 循环进行贪心选择,直到无剩余金额
while (amt > 0) {
// 找到小于且最接近剩余金额的硬币
while (i > 0 && coins[i] > amt) {
i--;
}
// 选择 coins[i]
amt -= coins[i];
count++;
}
// 若未找到可行方案,则返回 -1
return amt == 0 ? count : -1;
}
```
=== "Rust"
```rust title="coin_change_greedy.rs"
[class]{}-[func]{coin_change_greedy}
/* 零钱兑换:贪心 */
fn coin_change_greedy(coins: &[i32], mut amt: i32) -> i32 {
// 假设 coins 列表有序
let mut i = coins.len() - 1;
let mut count = 0;
// 循环进行贪心选择,直到无剩余金额
while amt > 0 {
// 找到小于且最接近剩余金额的硬币
while i > 0 && coins[i] > amt {
i -= 1;
}
// 选择 coins[i]
amt -= coins[i];
count += 1;
}
// 若未找到可行方案,则返回 -1
if amt == 0 {
count
} else {
-1
}
}
```
=== "C"
```c title="coin_change_greedy.c"
[class]{}-[func]{coinChangeGreedy}
/* 零钱兑换:贪心 */
int coinChangeGreedy(int* coins, int size, int amt) {
// 假设 coins 列表有序
int i = size - 1;
int count = 0;
// 循环进行贪心选择,直到无剩余金额
while (amt > 0) {
// 找到小于且最接近剩余金额的硬币
while (i > 0 && coins[i] > amt) {
i--;
}
// 选择 coins[i]
amt -= coins[i];
count++;
}
// 若未找到可行方案,则返回 -1
return amt == 0 ? count : -1;
}
```
=== "Zig"

View File

@@ -95,67 +95,277 @@ $$
=== "Python"
```python title="max_capacity.py"
[class]{}-[func]{max_capacity}
def max_capacity(ht: list[int]) -> int:
"""最大容量:贪心"""
# 初始化 i, j 分列数组两端
i, j = 0, len(ht) - 1
# 初始最大容量为 0
res = 0
# 循环贪心选择,直至两板相遇
while i < j:
# 更新最大容量
cap = min(ht[i], ht[j]) * (j - i)
res = max(res, cap)
# 向内移动短板
if ht[i] < ht[j]:
i += 1
else:
j -= 1
return res
```
=== "C++"
```cpp title="max_capacity.cpp"
[class]{}-[func]{maxCapacity}
/* 最大容量:贪心 */
int maxCapacity(vector<int> &ht) {
// 初始化 i, j 分列数组两端
int i = 0, j = ht.size() - 1;
// 初始最大容量为 0
int res = 0;
// 循环贪心选择,直至两板相遇
while (i < j) {
// 更新最大容量
int cap = min(ht[i], ht[j]) * (j - i);
res = max(res, cap);
// 向内移动短板
if (ht[i] < ht[j]) {
i++;
} else {
j--;
}
}
return res;
}
```
=== "Java"
```java title="max_capacity.java"
[class]{max_capacity}-[func]{maxCapacity}
/* 最大容量:贪心 */
int maxCapacity(int[] ht) {
// 初始化 i, j 分列数组两端
int i = 0, j = ht.length - 1;
// 初始最大容量为 0
int res = 0;
// 循环贪心选择,直至两板相遇
while (i < j) {
// 更新最大容量
int cap = Math.min(ht[i], ht[j]) * (j - i);
res = Math.max(res, cap);
// 向内移动短板
if (ht[i] < ht[j]) {
i++;
} else {
j--;
}
}
return res;
}
```
=== "C#"
```csharp title="max_capacity.cs"
[class]{max_capacity}-[func]{maxCapacity}
/* 最大容量:贪心 */
int maxCapacity(int[] ht) {
// 初始化 i, j 分列数组两端
int i = 0, j = ht.Length - 1;
// 初始最大容量为 0
int res = 0;
// 循环贪心选择,直至两板相遇
while (i < j) {
// 更新最大容量
int cap = Math.Min(ht[i], ht[j]) * (j - i);
res = Math.Max(res, cap);
// 向内移动短板
if (ht[i] < ht[j]) {
i++;
} else {
j--;
}
}
return res;
}
```
=== "Go"
```go title="max_capacity.go"
[class]{}-[func]{maxCapacity}
/* 最大容量:贪心 */
func maxCapacity(ht []int) int {
// 初始化 i, j 分列数组两端
i, j := 0, len(ht)-1
// 初始最大容量为 0
res := 0
// 循环贪心选择,直至两板相遇
for i < j {
// 更新最大容量
capacity := int(math.Min(float64(ht[i]), float64(ht[j]))) * (j - i)
res = int(math.Max(float64(res), float64(capacity)))
// 向内移动短板
if ht[i] < ht[j] {
i++
} else {
j--
}
}
return res
}
```
=== "Swift"
```swift title="max_capacity.swift"
[class]{}-[func]{maxCapacity}
/* 最大容量:贪心 */
func maxCapacity(ht: [Int]) -> Int {
// 初始化 i, j 分列数组两端
var i = 0, j = ht.count - 1
// 初始最大容量为 0
var res = 0
// 循环贪心选择,直至两板相遇
while i < j {
// 更新最大容量
let cap = min(ht[i], ht[j]) * (j - i)
res = max(res, cap)
// 向内移动短板
if ht[i] < ht[j] {
i += 1
} else {
j -= 1
}
}
return res
}
```
=== "JS"
```javascript title="max_capacity.js"
[class]{}-[func]{maxCapacity}
/* 最大容量:贪心 */
function maxCapacity(ht) {
// 初始化 i, j 分列数组两端
let i = 0,
j = ht.length - 1;
// 初始最大容量为 0
let res = 0;
// 循环贪心选择,直至两板相遇
while (i < j) {
// 更新最大容量
const cap = Math.min(ht[i], ht[j]) * (j - i);
res = Math.max(res, cap);
// 向内移动短板
if (ht[i] < ht[j]) {
i += 1;
} else {
j -= 1;
}
}
return res;
}
```
=== "TS"
```typescript title="max_capacity.ts"
[class]{}-[func]{maxCapacity}
/* 最大容量:贪心 */
function maxCapacity(ht: number[]): number {
// 初始化 i, j 分列数组两端
let i = 0,
j = ht.length - 1;
// 初始最大容量为 0
let res = 0;
// 循环贪心选择,直至两板相遇
while (i < j) {
// 更新最大容量
const cap: number = Math.min(ht[i], ht[j]) * (j - i);
res = Math.max(res, cap);
// 向内移动短板
if (ht[i] < ht[j]) {
i += 1;
} else {
j -= 1;
}
}
return res;
}
```
=== "Dart"
```dart title="max_capacity.dart"
[class]{}-[func]{maxCapacity}
/* 最大容量:贪心 */
int maxCapacity(List<int> ht) {
// 初始化 i, j 分列数组两端
int i = 0, j = ht.length - 1;
// 初始最大容量为 0
int res = 0;
// 循环贪心选择,直至两板相遇
while (i < j) {
// 更新最大容量
int cap = min(ht[i], ht[j]) * (j - i);
res = max(res, cap);
// 向内移动短板
if (ht[i] < ht[j]) {
i++;
} else {
j--;
}
}
return res;
}
```
=== "Rust"
```rust title="max_capacity.rs"
[class]{}-[func]{max_capacity}
/* 最大容量:贪心 */
fn max_capacity(ht: &[i32]) -> i32 {
// 初始化 i, j 分列数组两端
let mut i = 0;
let mut j = ht.len() - 1;
// 初始最大容量为 0
let mut res = 0;
// 循环贪心选择,直至两板相遇
while i < j {
// 更新最大容量
let cap = std::cmp::min(ht[i], ht[j]) * (j - i) as i32;
res = std::cmp::max(res, cap);
// 向内移动短板
if ht[i] < ht[j] {
i += 1;
} else {
j -= 1;
}
}
res
}
```
=== "C"
```c title="max_capacity.c"
[class]{}-[func]{maxCapacity}
/* 最大容量:贪心 */
int maxCapacity(int ht[], int htLength) {
// 初始化 i, j 分列数组两端
int i = 0;
int j = htLength - 1;
// 初始最大容量为 0
int res = 0;
// 循环贪心选择,直至两板相遇
while (i < j) {
// 更新最大容量
int capacity = MIN(ht[i], ht[j]) * (j - i);
res = MAX(res, capacity);
// 向内移动短板
if (ht[i] < ht[j]) {
i++;
} else {
j--;
}
}
return res;
}
```
=== "Zig"

View File

@@ -76,67 +76,271 @@ $$
=== "Python"
```python title="max_product_cutting.py"
[class]{}-[func]{max_product_cutting}
def max_product_cutting(n: int) -> int:
"""最大切分乘积:贪心"""
# 当 n <= 3 时,必须切分出一个 1
if n <= 3:
return 1 * (n - 1)
# 贪心地切分出 3 a 为 3 的个数b 为余数
a, b = n // 3, n % 3
if b == 1:
# 当余数为 1 时,将一对 1 * 3 转化为 2 * 2
return int(math.pow(3, a - 1)) * 2 * 2
if b == 2:
# 当余数为 2 时,不做处理
return int(math.pow(3, a)) * 2
# 当余数为 0 时,不做处理
return int(math.pow(3, a))
```
=== "C++"
```cpp title="max_product_cutting.cpp"
[class]{}-[func]{maxProductCutting}
/* 最大切分乘积:贪心 */
int maxProductCutting(int n) {
// 当 n <= 3 时,必须切分出一个 1
if (n <= 3) {
return 1 * (n - 1);
}
// 贪心地切分出 3 a 为 3 的个数b 为余数
int a = n / 3;
int b = n % 3;
if (b == 1) {
// 当余数为 1 时,将一对 1 * 3 转化为 2 * 2
return (int)pow(3, a - 1) * 2 * 2;
}
if (b == 2) {
// 当余数为 2 时,不做处理
return (int)pow(3, a) * 2;
}
// 当余数为 0 时,不做处理
return (int)pow(3, a);
}
```
=== "Java"
```java title="max_product_cutting.java"
[class]{max_product_cutting}-[func]{maxProductCutting}
/* 最大切分乘积:贪心 */
int maxProductCutting(int n) {
// 当 n <= 3 时,必须切分出一个 1
if (n <= 3) {
return 1 * (n - 1);
}
// 贪心地切分出 3 a 为 3 的个数b 为余数
int a = n / 3;
int b = n % 3;
if (b == 1) {
// 当余数为 1 时,将一对 1 * 3 转化为 2 * 2
return (int) Math.pow(3, a - 1) * 2 * 2;
}
if (b == 2) {
// 当余数为 2 时,不做处理
return (int) Math.pow(3, a) * 2;
}
// 当余数为 0 时,不做处理
return (int) Math.pow(3, a);
}
```
=== "C#"
```csharp title="max_product_cutting.cs"
[class]{max_product_cutting}-[func]{maxProductCutting}
/* 最大切分乘积:贪心 */
int maxProductCutting(int n) {
// 当 n <= 3 时,必须切分出一个 1
if (n <= 3) {
return 1 * (n - 1);
}
// 贪心地切分出 3 a 为 3 的个数b 为余数
int a = n / 3;
int b = n % 3;
if (b == 1) {
// 当余数为 1 时,将一对 1 * 3 转化为 2 * 2
return (int)Math.Pow(3, a - 1) * 2 * 2;
}
if (b == 2) {
// 当余数为 2 时,不做处理
return (int)Math.Pow(3, a) * 2;
}
// 当余数为 0 时,不做处理
return (int)Math.Pow(3, a);
}
```
=== "Go"
```go title="max_product_cutting.go"
[class]{}-[func]{maxProductCutting}
/* 最大切分乘积:贪心 */
func maxProductCutting(n int) int {
// 当 n <= 3 时,必须切分出一个 1
if n <= 3 {
return 1 * (n - 1)
}
// 贪心地切分出 3 a 为 3 的个数b 为余数
a := n / 3
b := n % 3
if b == 1 {
// 当余数为 1 时,将一对 1 * 3 转化为 2 * 2
return int(math.Pow(3, float64(a-1))) * 2 * 2
}
if b == 2 {
// 当余数为 2 时,不做处理
return int(math.Pow(3, float64(a))) * 2
}
// 当余数为 0 时,不做处理
return int(math.Pow(3, float64(a)))
}
```
=== "Swift"
```swift title="max_product_cutting.swift"
[class]{}-[func]{maxProductCutting}
/* 最大切分乘积:贪心 */
func maxProductCutting(n: Int) -> Int {
// 当 n <= 3 时,必须切分出一个 1
if n <= 3 {
return 1 * (n - 1)
}
// 贪心地切分出 3 a 为 3 的个数b 为余数
let a = n / 3
let b = n % 3
if b == 1 {
// 当余数为 1 时,将一对 1 * 3 转化为 2 * 2
return pow(3, a - 1) * 2 * 2
}
if b == 2 {
// 当余数为 2 时,不做处理
return pow(3, a) * 2
}
// 当余数为 0 时,不做处理
return pow(3, a)
}
```
=== "JS"
```javascript title="max_product_cutting.js"
[class]{}-[func]{maxProductCutting}
/* 最大切分乘积:贪心 */
function maxProductCutting(n) {
// 当 n <= 3 时,必须切分出一个 1
if (n <= 3) {
return 1 * (n - 1);
}
// 贪心地切分出 3 a 为 3 的个数b 为余数
let a = Math.floor(n / 3);
let b = n % 3;
if (b === 1) {
// 当余数为 1 时,将一对 1 * 3 转化为 2 * 2
return Math.pow(3, a - 1) * 2 * 2;
}
if (b === 2) {
// 当余数为 2 时,不做处理
return Math.pow(3, a) * 2;
}
// 当余数为 0 时,不做处理
return Math.pow(3, a);
}
```
=== "TS"
```typescript title="max_product_cutting.ts"
[class]{}-[func]{maxProductCutting}
/* 最大切分乘积:贪心 */
function maxProductCutting(n: number): number {
// 当 n <= 3 时,必须切分出一个 1
if (n <= 3) {
return 1 * (n - 1);
}
// 贪心地切分出 3 a 为 3 的个数b 为余数
let a: number = Math.floor(n / 3);
let b: number = n % 3;
if (b === 1) {
// 当余数为 1 时,将一对 1 * 3 转化为 2 * 2
return Math.pow(3, a - 1) * 2 * 2;
}
if (b === 2) {
// 当余数为 2 时,不做处理
return Math.pow(3, a) * 2;
}
// 当余数为 0 时,不做处理
return Math.pow(3, a);
}
```
=== "Dart"
```dart title="max_product_cutting.dart"
[class]{}-[func]{maxProductCutting}
/* 最大切分乘积:贪心 */
int maxProductCutting(int n) {
// 当 n <= 3 时,必须切分出一个 1
if (n <= 3) {
return 1 * (n - 1);
}
// 贪心地切分出 3 a 为 3 的个数b 为余数
int a = n ~/ 3;
int b = n % 3;
if (b == 1) {
// 当余数为 1 时,将一对 1 * 3 转化为 2 * 2
return (pow(3, a - 1) * 2 * 2).toInt();
}
if (b == 2) {
// 当余数为 2 时,不做处理
return (pow(3, a) * 2).toInt();
}
// 当余数为 0 时,不做处理
return pow(3, a).toInt();
}
```
=== "Rust"
```rust title="max_product_cutting.rs"
[class]{}-[func]{max_product_cutting}
/* 最大切分乘积:贪心 */
fn max_product_cutting(n: i32) -> i32 {
// 当 n <= 3 时,必须切分出一个 1
if n <= 3 {
return 1 * (n - 1);
}
// 贪心地切分出 3 a 为 3 的个数b 为余数
let a = n / 3;
let b = n % 3;
if b == 1 {
// 当余数为 1 时,将一对 1 * 3 转化为 2 * 2
3_i32.pow(a as u32 - 1) * 2 * 2
} else if b == 2 {
// 当余数为 2 时,不做处理
3_i32.pow(a as u32) * 2
} else {
// 当余数为 0 时,不做处理
3_i32.pow(a as u32)
}
}
```
=== "C"
```c title="max_product_cutting.c"
[class]{}-[func]{maxProductCutting}
/* 最大切分乘积:贪心 */
int maxProductCutting(int n) {
// 当 n <= 3 时,必须切分出一个 1
if (n <= 3) {
return 1 * (n - 1);
}
// 贪心地切分出 3 a 为 3 的个数b 为余数
int a = n / 3;
int b = n % 3;
if (b == 1) {
// 当余数为 1 时,将一对 1 * 3 转化为 2 * 2
return pow(3, a - 1) * 2 * 2;
}
if (b == 2) {
// 当余数为 2 时,不做处理
return pow(3, a) * 2;
}
// 当余数为 0 时,不做处理
return pow(3, a);
}
```
=== "Zig"

View File

@@ -55,133 +55,503 @@ index = hash(key) % capacity
=== "Python"
```python title="simple_hash.py"
[class]{}-[func]{add_hash}
def add_hash(key: str) -> int:
"""加法哈希"""
hash = 0
modulus = 1000000007
for c in key:
hash += ord(c)
return hash % modulus
[class]{}-[func]{mul_hash}
def mul_hash(key: str) -> int:
"""乘法哈希"""
hash = 0
modulus = 1000000007
for c in key:
hash = 31 * hash + ord(c)
return hash % modulus
[class]{}-[func]{xor_hash}
def xor_hash(key: str) -> int:
"""异或哈希"""
hash = 0
modulus = 1000000007
for c in key:
hash ^= ord(c)
return hash % modulus
[class]{}-[func]{rot_hash}
def rot_hash(key: str) -> int:
"""旋转哈希"""
hash = 0
modulus = 1000000007
for c in key:
hash = (hash << 4) ^ (hash >> 28) ^ ord(c)
return hash % modulus
```
=== "C++"
```cpp title="simple_hash.cpp"
[class]{}-[func]{addHash}
/* 加法哈希 */
int addHash(string key) {
long long hash = 0;
const int MODULUS = 1000000007;
for (unsigned char c : key) {
hash = (hash + (int)c) % MODULUS;
}
return (int)hash;
}
[class]{}-[func]{mulHash}
/* 乘法哈希 */
int mulHash(string key) {
long long hash = 0;
const int MODULUS = 1000000007;
for (unsigned char c : key) {
hash = (31 * hash + (int)c) % MODULUS;
}
return (int)hash;
}
[class]{}-[func]{xorHash}
/* 异或哈希 */
int xorHash(string key) {
int hash = 0;
const int MODULUS = 1000000007;
for (unsigned char c : key) {
hash ^= (int)c;
}
return hash & MODULUS;
}
[class]{}-[func]{rotHash}
/* 旋转哈希 */
int rotHash(string key) {
long long hash = 0;
const int MODULUS = 1000000007;
for (unsigned char c : key) {
hash = ((hash << 4) ^ (hash >> 28) ^ (int)c) % MODULUS;
}
return (int)hash;
}
```
=== "Java"
```java title="simple_hash.java"
[class]{simple_hash}-[func]{addHash}
/* 加法哈希 */
int addHash(String key) {
long hash = 0;
final int MODULUS = 1000000007;
for (char c : key.toCharArray()) {
hash = (hash + (int) c) % MODULUS;
}
return (int) hash;
}
[class]{simple_hash}-[func]{mulHash}
/* 乘法哈希 */
int mulHash(String key) {
long hash = 0;
final int MODULUS = 1000000007;
for (char c : key.toCharArray()) {
hash = (31 * hash + (int) c) % MODULUS;
}
return (int) hash;
}
[class]{simple_hash}-[func]{xorHash}
/* 异或哈希 */
int xorHash(String key) {
int hash = 0;
final int MODULUS = 1000000007;
for (char c : key.toCharArray()) {
hash ^= (int) c;
}
return hash & MODULUS;
}
[class]{simple_hash}-[func]{rotHash}
/* 旋转哈希 */
int rotHash(String key) {
long hash = 0;
final int MODULUS = 1000000007;
for (char c : key.toCharArray()) {
hash = ((hash << 4) ^ (hash >> 28) ^ (int) c) % MODULUS;
}
return (int) hash;
}
```
=== "C#"
```csharp title="simple_hash.cs"
[class]{simple_hash}-[func]{addHash}
/* 加法哈希 */
int addHash(string key) {
long hash = 0;
const int MODULUS = 1000000007;
foreach (char c in key) {
hash = (hash + c) % MODULUS;
}
return (int)hash;
}
[class]{simple_hash}-[func]{mulHash}
/* 乘法哈希 */
int mulHash(string key) {
long hash = 0;
const int MODULUS = 1000000007;
foreach (char c in key) {
hash = (31 * hash + c) % MODULUS;
}
return (int)hash;
}
[class]{simple_hash}-[func]{xorHash}
/* 异或哈希 */
int xorHash(string key) {
int hash = 0;
const int MODULUS = 1000000007;
foreach (char c in key) {
hash ^= c;
}
return hash & MODULUS;
}
[class]{simple_hash}-[func]{rotHash}
/* 旋转哈希 */
int rotHash(string key) {
long hash = 0;
const int MODULUS = 1000000007;
foreach (char c in key) {
hash = ((hash << 4) ^ (hash >> 28) ^ c) % MODULUS;
}
return (int)hash;
}
```
=== "Go"
```go title="simple_hash.go"
[class]{}-[func]{addHash}
/* 加法哈希 */
func addHash(key string) int {
var hash int64
var modulus int64
[class]{}-[func]{mulHash}
modulus = 1000000007
for _, b := range []byte(key) {
hash = (hash + int64(b)) % modulus
}
return int(hash)
}
[class]{}-[func]{xorHash}
/* 乘法哈希 */
func mulHash(key string) int {
var hash int64
var modulus int64
[class]{}-[func]{rotHash}
modulus = 1000000007
for _, b := range []byte(key) {
hash = (31*hash + int64(b)) % modulus
}
return int(hash)
}
/* 异或哈希 */
func xorHash(key string) int {
hash := 0
modulus := 1000000007
for _, b := range []byte(key) {
fmt.Println(int(b))
hash ^= int(b)
hash = (31*hash + int(b)) % modulus
}
return hash & modulus
}
/* 旋转哈希 */
func rotHash(key string) int {
var hash int64
var modulus int64
modulus = 1000000007
for _, b := range []byte(key) {
hash = ((hash << 4) ^ (hash >> 28) ^ int64(b)) % modulus
}
return int(hash)
}
```
=== "Swift"
```swift title="simple_hash.swift"
[class]{}-[func]{addHash}
/* 加法哈希 */
func addHash(key: String) -> Int {
var hash = 0
let MODULUS = 1_000_000_007
for c in key {
for scalar in c.unicodeScalars {
hash = (hash + Int(scalar.value)) % MODULUS
}
}
return hash
}
[class]{}-[func]{mulHash}
/* 乘法哈希 */
func mulHash(key: String) -> Int {
var hash = 0
let MODULUS = 1_000_000_007
for c in key {
for scalar in c.unicodeScalars {
hash = (31 * hash + Int(scalar.value)) % MODULUS
}
}
return hash
}
[class]{}-[func]{xorHash}
/* 异或哈希 */
func xorHash(key: String) -> Int {
var hash = 0
let MODULUS = 1_000_000_007
for c in key {
for scalar in c.unicodeScalars {
hash ^= Int(scalar.value)
}
}
return hash & MODULUS
}
[class]{}-[func]{rotHash}
/* 旋转哈希 */
func rotHash(key: String) -> Int {
var hash = 0
let MODULUS = 1_000_000_007
for c in key {
for scalar in c.unicodeScalars {
hash = ((hash << 4) ^ (hash >> 28) ^ Int(scalar.value)) % MODULUS
}
}
return hash
}
```
=== "JS"
```javascript title="simple_hash.js"
[class]{}-[func]{addHash}
/* 加法哈希 */
function addHash(key) {
let hash = 0;
const MODULUS = 1000000007;
for (const c of key) {
hash = (hash + c.charCodeAt(0)) % MODULUS;
}
return hash;
}
[class]{}-[func]{mulHash}
/* 乘法哈希 */
function mulHash(key) {
let hash = 0;
const MODULUS = 1000000007;
for (const c of key) {
hash = (31 * hash + c.charCodeAt(0)) % MODULUS;
}
return hash;
}
[class]{}-[func]{xorHash}
/* 异或哈希 */
function xorHash(key) {
let hash = 0;
const MODULUS = 1000000007;
for (const c of key) {
hash ^= c.charCodeAt(0);
}
return hash & MODULUS;
}
[class]{}-[func]{rotHash}
/* 旋转哈希 */
function rotHash(key) {
let hash = 0;
const MODULUS = 1000000007;
for (const c of key) {
hash = ((hash << 4) ^ (hash >> 28) ^ c.charCodeAt(0)) % MODULUS;
}
return hash;
}
```
=== "TS"
```typescript title="simple_hash.ts"
[class]{}-[func]{addHash}
/* 加法哈希 */
function addHash(key: string): number {
let hash = 0;
const MODULUS = 1000000007;
for (const c of key) {
hash = (hash + c.charCodeAt(0)) % MODULUS;
}
return hash;
}
[class]{}-[func]{mulHash}
/* 乘法哈希 */
function mulHash(key: string): number {
let hash = 0;
const MODULUS = 1000000007;
for (const c of key) {
hash = (31 * hash + c.charCodeAt(0)) % MODULUS;
}
return hash;
}
[class]{}-[func]{xorHash}
/* 异或哈希 */
function xorHash(key: string): number {
let hash = 0;
const MODULUS = 1000000007;
for (const c of key) {
hash ^= c.charCodeAt(0);
}
return hash & MODULUS;
}
[class]{}-[func]{rotHash}
/* 旋转哈希 */
function rotHash(key: string): number {
let hash = 0;
const MODULUS = 1000000007;
for (const c of key) {
hash = ((hash << 4) ^ (hash >> 28) ^ c.charCodeAt(0)) % MODULUS;
}
return hash;
}
```
=== "Dart"
```dart title="simple_hash.dart"
[class]{}-[func]{addHash}
/* 加法哈希 */
int addHash(String key) {
int hash = 0;
final int MODULUS = 1000000007;
for (int i = 0; i < key.length; i++) {
hash = (hash + key.codeUnitAt(i)) % MODULUS;
}
return hash;
}
[class]{}-[func]{mulHash}
/* 乘法哈希 */
int mulHash(String key) {
int hash = 0;
final int MODULUS = 1000000007;
for (int i = 0; i < key.length; i++) {
hash = (31 * hash + key.codeUnitAt(i)) % MODULUS;
}
return hash;
}
[class]{}-[func]{xorHash}
/* 异或哈希 */
int xorHash(String key) {
int hash = 0;
final int MODULUS = 1000000007;
for (int i = 0; i < key.length; i++) {
hash ^= key.codeUnitAt(i);
}
return hash & MODULUS;
}
[class]{}-[func]{rotHash}
/* 旋转哈希 */
int rotHash(String key) {
int hash = 0;
final int MODULUS = 1000000007;
for (int i = 0; i < key.length; i++) {
hash = ((hash << 4) ^ (hash >> 28) ^ key.codeUnitAt(i)) % MODULUS;
}
return hash;
}
```
=== "Rust"
```rust title="simple_hash.rs"
[class]{}-[func]{add_hash}
/* 加法哈希 */
fn add_hash(key: &str) -> i32 {
let mut hash = 0_i64;
const MODULUS: i64 = 1000000007;
[class]{}-[func]{mul_hash}
for c in key.chars() {
hash = (hash + c as i64) % MODULUS;
}
[class]{}-[func]{xor_hash}
hash as i32
}
[class]{}-[func]{rot_hash}
/* 乘法哈希 */
fn mul_hash(key: &str) -> i32 {
let mut hash = 0_i64;
const MODULUS: i64 = 1000000007;
for c in key.chars() {
hash = (31 * hash + c as i64) % MODULUS;
}
hash as i32
}
/* 异或哈希 */
fn xor_hash(key: &str) -> i32 {
let mut hash = 0_i64;
const MODULUS: i64 = 1000000007;
for c in key.chars() {
hash ^= c as i64;
}
(hash & MODULUS) as i32
}
/* 旋转哈希 */
fn rot_hash(key: &str) -> i32 {
let mut hash = 0_i64;
const MODULUS: i64 = 1000000007;
for c in key.chars() {
hash = ((hash << 4) ^ (hash >> 28) ^ c as i64) % MODULUS;
}
hash as i32
}
```
=== "C"
```c title="simple_hash.c"
[class]{}-[func]{addHash}
/* 加法哈希 */
int addHash(char *key) {
long long hash = 0;
const int MODULUS = 1000000007;
for (int i = 0; i < strlen(key); i++) {
hash = (hash + (unsigned char)key[i]) % MODULUS;
}
return (int)hash;
}
[class]{}-[func]{mulHash}
/* 乘法哈希 */
int mulHash(char *key) {
long long hash = 0;
const int MODULUS = 1000000007;
for (int i = 0; i < strlen(key); i++) {
hash = (31 * hash + (unsigned char)key[i]) % MODULUS;
}
return (int)hash;
}
[class]{}-[func]{xorHash}
/* 异或哈希 */
int xorHash(char *key) {
int hash = 0;
const int MODULUS = 1000000007;
[class]{}-[func]{rotHash}
for (int i = 0; i < strlen(key); i++) {
hash ^= (unsigned char)key[i];
}
return hash & MODULUS;
}
/* 旋转哈希 */
int rotHash(char *key) {
long long hash = 0;
const int MODULUS = 1000000007;
for (int i = 0; i < strlen(key); i++) {
hash = ((hash << 4) ^ (hash >> 28) ^ (unsigned char)key[i]) % MODULUS;
}
return (int)hash;
}
```
=== "Zig"

File diff suppressed because it is too large Load Diff

File diff suppressed because it is too large Load Diff

View File

@@ -30,73 +30,176 @@ comments: true
=== "Python"
```python title="my_heap.py"
[class]{MaxHeap}-[func]{__init__}
def __init__(self, nums: list[int]):
"""构造方法,根据输入列表建堆"""
# 将列表元素原封不动添加进堆
self.max_heap = nums
# 堆化除叶节点以外的其他所有节点
for i in range(self.parent(self.size() - 1), -1, -1):
self.sift_down(i)
```
=== "C++"
```cpp title="my_heap.cpp"
[class]{MaxHeap}-[func]{MaxHeap}
/* 构造方法,根据输入列表建堆 */
MaxHeap(vector<int> nums) {
// 将列表元素原封不动添加进堆
maxHeap = nums;
// 堆化除叶节点以外的其他所有节点
for (int i = parent(size() - 1); i >= 0; i--) {
siftDown(i);
}
}
```
=== "Java"
```java title="my_heap.java"
[class]{MaxHeap}-[func]{MaxHeap}
/* 构造方法,根据输入列表建堆 */
MaxHeap(List<Integer> nums) {
// 将列表元素原封不动添加进堆
maxHeap = new ArrayList<>(nums);
// 堆化除叶节点以外的其他所有节点
for (int i = parent(size() - 1); i >= 0; i--) {
siftDown(i);
}
}
```
=== "C#"
```csharp title="my_heap.cs"
[class]{MaxHeap}-[func]{MaxHeap}
/* 构造函数,根据输入列表建堆 */
MaxHeap(IEnumerable<int> nums) {
// 将列表元素原封不动添加进堆
maxHeap = new List<int>(nums);
// 堆化除叶节点以外的其他所有节点
var size = parent(this.size() - 1);
for (int i = size; i >= 0; i--) {
siftDown(i);
}
}
```
=== "Go"
```go title="my_heap.go"
[class]{maxHeap}-[func]{newMaxHeap}
/* 构造函数,根据切片建堆 */
func newMaxHeap(nums []any) *maxHeap {
// 将列表元素原封不动添加进堆
h := &maxHeap{data: nums}
for i := h.parent(len(h.data) - 1); i >= 0; i-- {
// 堆化除叶节点以外的其他所有节点
h.siftDown(i)
}
return h
}
```
=== "Swift"
```swift title="my_heap.swift"
[class]{MaxHeap}-[func]{init}
/* 构造方法,根据输入列表建堆 */
init(nums: [Int]) {
// 将列表元素原封不动添加进堆
maxHeap = nums
// 堆化除叶节点以外的其他所有节点
for i in stride(from: parent(i: size() - 1), through: 0, by: -1) {
siftDown(i: i)
}
}
```
=== "JS"
```javascript title="my_heap.js"
[class]{MaxHeap}-[func]{constructor}
/* 构造方法,建立空堆或根据输入列表建堆 */
constructor(nums) {
// 将列表元素原封不动添加进堆
this.#maxHeap = nums === undefined ? [] : [...nums];
// 堆化除叶节点以外的其他所有节点
for (let i = this.#parent(this.size() - 1); i >= 0; i--) {
this.#siftDown(i);
}
}
```
=== "TS"
```typescript title="my_heap.ts"
[class]{MaxHeap}-[func]{constructor}
/* 构造方法,建立空堆或根据输入列表建堆 */
constructor(nums?: number[]) {
// 将列表元素原封不动添加进堆
this.maxHeap = nums === undefined ? [] : [...nums];
// 堆化除叶节点以外的其他所有节点
for (let i = this.parent(this.size() - 1); i >= 0; i--) {
this.siftDown(i);
}
}
```
=== "Dart"
```dart title="my_heap.dart"
[class]{MaxHeap}-[func]{MaxHeap}
/* 构造方法,根据输入列表建堆 */
MaxHeap(List<int> nums) {
// 将列表元素原封不动添加进堆
_maxHeap = nums;
// 堆化除叶节点以外的其他所有节点
for (int i = _parent(size() - 1); i >= 0; i--) {
siftDown(i);
}
}
```
=== "Rust"
```rust title="my_heap.rs"
[class]{MaxHeap}-[func]{new}
/* 构造方法,根据输入列表建堆 */
fn new(nums: Vec<i32>) -> Self {
// 将列表元素原封不动添加进堆
let mut heap = MaxHeap { max_heap: nums };
// 堆化除叶节点以外的其他所有节点
for i in (0..=Self::parent(heap.size() - 1)).rev() {
heap.sift_down(i);
}
heap
}
```
=== "C"
```c title="my_heap.c"
[class]{maxHeap}-[func]{newMaxHeap}
/* 构造函数,根据切片建堆 */
maxHeap *newMaxHeap(int nums[], int size) {
// 所有元素入堆
maxHeap *h = (maxHeap *)malloc(sizeof(maxHeap));
h->size = size;
memcpy(h->data, nums, size * sizeof(int));
for (int i = parent(h, size - 1); i >= 0; i--) {
// 堆化除叶节点以外的其他所有节点
siftDown(h, i);
}
return h;
}
```
=== "Zig"
```zig title="my_heap.zig"
[class]{MaxHeap}-[func]{init}
// 构造方法,根据输入列表建堆
fn init(self: *Self, allocator: std.mem.Allocator, nums: []const T) !void {
if (self.max_heap != null) return;
self.max_heap = std.ArrayList(T).init(allocator);
// 将列表元素原封不动添加进堆
try self.max_heap.?.appendSlice(nums);
// 堆化除叶节点以外的其他所有节点
var i: usize = parent(self.size() - 1) + 1;
while (i > 0) : (i -= 1) {
try self.siftDown(i - 1);
}
}
```
## 8.2.3 &nbsp; 复杂度分析

File diff suppressed because it is too large Load Diff

View File

@@ -79,61 +79,219 @@ comments: true
=== "Python"
```python title="top_k.py"
[class]{}-[func]{top_k_heap}
def top_k_heap(nums: list[int], k: int) -> list[int]:
"""基于堆查找数组中最大的 k 个元素"""
heap = []
# 将数组的前 k 个元素入堆
for i in range(k):
heapq.heappush(heap, nums[i])
# 从第 k+1 个元素开始,保持堆的长度为 k
for i in range(k, len(nums)):
# 若当前元素大于堆顶元素,则将堆顶元素出堆、当前元素入堆
if nums[i] > heap[0]:
heapq.heappop(heap)
heapq.heappush(heap, nums[i])
return heap
```
=== "C++"
```cpp title="top_k.cpp"
[class]{}-[func]{topKHeap}
/* 基于堆查找数组中最大的 k 个元素 */
priority_queue<int, vector<int>, greater<int>> topKHeap(vector<int> &nums, int k) {
priority_queue<int, vector<int>, greater<int>> heap;
// 将数组的前 k 个元素入堆
for (int i = 0; i < k; i++) {
heap.push(nums[i]);
}
// 从第 k+1 个元素开始,保持堆的长度为 k
for (int i = k; i < nums.size(); i++) {
// 若当前元素大于堆顶元素,则将堆顶元素出堆、当前元素入堆
if (nums[i] > heap.top()) {
heap.pop();
heap.push(nums[i]);
}
}
return heap;
}
```
=== "Java"
```java title="top_k.java"
[class]{top_k}-[func]{topKHeap}
/* 基于堆查找数组中最大的 k 个元素 */
Queue<Integer> topKHeap(int[] nums, int k) {
Queue<Integer> heap = new PriorityQueue<Integer>();
// 将数组的前 k 个元素入堆
for (int i = 0; i < k; i++) {
heap.offer(nums[i]);
}
// 从第 k+1 个元素开始,保持堆的长度为 k
for (int i = k; i < nums.length; i++) {
// 若当前元素大于堆顶元素,则将堆顶元素出堆、当前元素入堆
if (nums[i] > heap.peek()) {
heap.poll();
heap.offer(nums[i]);
}
}
return heap;
}
```
=== "C#"
```csharp title="top_k.cs"
[class]{top_k}-[func]{topKHeap}
/* 基于堆查找数组中最大的 k 个元素 */
PriorityQueue<int, int> topKHeap(int[] nums, int k) {
PriorityQueue<int, int> heap = new PriorityQueue<int, int>();
// 将数组的前 k 个元素入堆
for (int i = 0; i < k; i++) {
heap.Enqueue(nums[i], nums[i]);
}
// 从第 k+1 个元素开始,保持堆的长度为 k
for (int i = k; i < nums.Length; i++) {
// 若当前元素大于堆顶元素,则将堆顶元素出堆、当前元素入堆
if (nums[i] > heap.Peek()) {
heap.Dequeue();
heap.Enqueue(nums[i], nums[i]);
}
}
return heap;
}
```
=== "Go"
```go title="top_k.go"
[class]{}-[func]{topKHeap}
/* 基于堆查找数组中最大的 k 个元素 */
func topKHeap(nums []int, k int) *minHeap {
h := &minHeap{}
heap.Init(h)
// 将数组的前 k 个元素入堆
for i := 0; i < k; i++ {
heap.Push(h, nums[i])
}
// 从第 k+1 个元素开始,保持堆的长度为 k
for i := k; i < len(nums); i++ {
// 若当前元素大于堆顶元素,则将堆顶元素出堆、当前元素入堆
if nums[i] > h.Top().(int) {
heap.Pop(h)
heap.Push(h, nums[i])
}
}
return h
}
```
=== "Swift"
```swift title="top_k.swift"
[class]{}-[func]{topKHeap}
/* 基于堆查找数组中最大的 k 个元素 */
func topKHeap(nums: [Int], k: Int) -> [Int] {
// 将数组的前 k 个元素入堆
var heap = Array(nums.prefix(k))
// 从第 k+1 个元素开始,保持堆的长度为 k
for i in stride(from: k, to: nums.count, by: 1) {
// 若当前元素大于堆顶元素,则将堆顶元素出堆、当前元素入堆
if nums[i] > heap.first! {
heap.removeFirst()
heap.insert(nums[i], at: 0)
}
}
return heap
}
```
=== "JS"
```javascript title="top_k.js"
[class]{}-[func]{topKHeap}
/* 基于堆查找数组中最大的 k 个元素 */
function topKHeap(nums, k) {
// 使用大顶堆 MaxHeap ,对数组 nums 取相反数
const invertedNums = nums.map((num) => -num);
// 将数组的前 k 个元素入堆
const heap = new MaxHeap(invertedNums.slice(0, k));
// 从第 k+1 个元素开始,保持堆的长度为 k
for (let i = k; i < invertedNums.length; i++) {
// 若当前元素小于堆顶元素,则将堆顶元素出堆、当前元素入堆
if (invertedNums[i] < heap.peek()) {
heap.pop();
heap.push(invertedNums[i]);
}
}
// 取出堆中元素
const maxHeap = heap.getMaxHeap();
// 对堆中元素取相反数
const invertedMaxHeap = maxHeap.map((num) => -num);
return invertedMaxHeap;
}
```
=== "TS"
```typescript title="top_k.ts"
[class]{}-[func]{topKHeap}
/* 基于堆查找数组中最大的 k 个元素 */
function topKHeap(nums: number[], k: number): number[] {
// 将堆中所有元素取反,从而用大顶堆来模拟小顶堆
const invertedNums = nums.map((num) => -num);
// 将数组的前 k 个元素入堆
const heap = new MaxHeap(invertedNums.slice(0, k));
// 从第 k+1 个元素开始,保持堆的长度为 k
for (let i = k; i < invertedNums.length; i++) {
// 若当前元素小于堆顶元素,则将堆顶元素出堆、当前元素入堆
if (invertedNums[i] < heap.peek()) {
heap.pop();
heap.push(invertedNums[i]);
}
}
// 取出堆中元素
const maxHeap = heap.getMaxHeap();
// 对堆中元素取相反数
const invertedMaxHeap = maxHeap.map((num) => -num);
return invertedMaxHeap;
}
```
=== "Dart"
```dart title="top_k.dart"
[class]{}-[func]{topKHeap}
/* 基于堆查找数组中最大的 k 个元素 */
MinHeap topKHeap(List<int> nums, int k) {
// 将数组的前 k 个元素入堆
MinHeap heap = MinHeap(nums.sublist(0, k));
// 从第 k+1 个元素开始,保持堆的长度为 k
for (int i = k; i < nums.length; i++) {
// 若当前元素大于堆顶元素,则将堆顶元素出堆、当前元素入堆
if (nums[i] > heap.peek()) {
heap.pop();
heap.push(nums[i]);
}
}
return heap;
}
```
=== "Rust"
```rust title="top_k.rs"
[class]{}-[func]{top_k_heap}
/* 基于堆查找数组中最大的 k 个元素 */
fn top_k_heap(nums: Vec<i32>, k: usize) -> BinaryHeap<Reverse<i32>> {
// Rust 的 BinaryHeap 是大顶堆,使用 Reverse 将元素大小反转
let mut heap = BinaryHeap::<Reverse<i32>>::new();
// 将数组的前 k 个元素入堆
for &num in nums.iter().take(k) {
heap.push(Reverse(num));
}
// 从第 k+1 个元素开始,保持堆的长度为 k
for &num in nums.iter().skip(k) {
// 若当前元素大于堆顶元素,则将堆顶元素出堆、当前元素入堆
if num > heap.peek().unwrap().0 {
heap.pop();
heap.push(Reverse(num));
}
}
heap
}
```
=== "C"

View File

@@ -54,73 +54,282 @@ comments: true
=== "Python"
```python title="binary_search.py"
[class]{}-[func]{binary_search}
def binary_search(nums: list[int], target: int) -> int:
"""二分查找(双闭区间)"""
# 初始化双闭区间 [0, n-1] ,即 i, j 分别指向数组首元素、尾元素
i, j = 0, len(nums) - 1
# 循环,当搜索区间为空时跳出(当 i > j 时为空)
while i <= j:
# 理论上 Python 的数字可以无限大(取决于内存大小),无须考虑大数越界问题
m = (i + j) // 2 # 计算中点索引 m
if nums[m] < target:
i = m + 1 # 此情况说明 target 在区间 [m+1, j] 中
elif nums[m] > target:
j = m - 1 # 此情况说明 target 在区间 [i, m-1] 中
else:
return m # 找到目标元素,返回其索引
return -1 # 未找到目标元素,返回 -1
```
=== "C++"
```cpp title="binary_search.cpp"
[class]{}-[func]{binarySearch}
/* 二分查找(双闭区间) */
int binarySearch(vector<int> &nums, int target) {
// 初始化双闭区间 [0, n-1] ,即 i, j 分别指向数组首元素、尾元素
int i = 0, j = nums.size() - 1;
// 循环,当搜索区间为空时跳出(当 i > j 时为空)
while (i <= j) {
int m = i + (j - i) / 2; // 计算中点索引 m
if (nums[m] < target) // 此情况说明 target 在区间 [m+1, j] 中
i = m + 1;
else if (nums[m] > target) // 此情况说明 target 在区间 [i, m-1] 中
j = m - 1;
else // 找到目标元素,返回其索引
return m;
}
// 未找到目标元素,返回 -1
return -1;
}
```
=== "Java"
```java title="binary_search.java"
[class]{binary_search}-[func]{binarySearch}
/* 二分查找(双闭区间) */
int binarySearch(int[] nums, int target) {
// 初始化双闭区间 [0, n-1] ,即 i, j 分别指向数组首元素、尾元素
int i = 0, j = nums.length - 1;
// 循环,当搜索区间为空时跳出(当 i > j 时为空)
while (i <= j) {
int m = i + (j - i) / 2; // 计算中点索引 m
if (nums[m] < target) // 此情况说明 target 在区间 [m+1, j] 中
i = m + 1;
else if (nums[m] > target) // 此情况说明 target 在区间 [i, m-1] 中
j = m - 1;
else // 找到目标元素,返回其索引
return m;
}
// 未找到目标元素,返回 -1
return -1;
}
```
=== "C#"
```csharp title="binary_search.cs"
[class]{binary_search}-[func]{binarySearch}
/* 二分查找(双闭区间) */
int binarySearch(int[] nums, int target) {
// 初始化双闭区间 [0, n-1] ,即 i, j 分别指向数组首元素、尾元素
int i = 0, j = nums.Length - 1;
// 循环,当搜索区间为空时跳出(当 i > j 时为空)
while (i <= j) {
int m = i + (j - i) / 2; // 计算中点索引 m
if (nums[m] < target) // 此情况说明 target 在区间 [m+1, j] 中
i = m + 1;
else if (nums[m] > target) // 此情况说明 target 在区间 [i, m-1] 中
j = m - 1;
else // 找到目标元素,返回其索引
return m;
}
// 未找到目标元素,返回 -1
return -1;
}
```
=== "Go"
```go title="binary_search.go"
[class]{}-[func]{binarySearch}
/* 二分查找(双闭区间) */
func binarySearch(nums []int, target int) int {
// 初始化双闭区间 [0, n-1] ,即 i, j 分别指向数组首元素、尾元素
i, j := 0, len(nums)-1
// 循环,当搜索区间为空时跳出(当 i > j 时为空)
for i <= j {
m := i + (j-i)/2 // 计算中点索引 m
if nums[m] < target { // 此情况说明 target 在区间 [m+1, j] 中
i = m + 1
} else if nums[m] > target { // 此情况说明 target 在区间 [i, m-1] 中
j = m - 1
} else { // 找到目标元素,返回其索引
return m
}
}
// 未找到目标元素,返回 -1
return -1
}
```
=== "Swift"
```swift title="binary_search.swift"
[class]{}-[func]{binarySearch}
/* 二分查找(双闭区间) */
func binarySearch(nums: [Int], target: Int) -> Int {
// 初始化双闭区间 [0, n-1] ,即 i, j 分别指向数组首元素、尾元素
var i = 0
var j = nums.count - 1
// 循环,当搜索区间为空时跳出(当 i > j 时为空)
while i <= j {
let m = i + (j - i) / 2 // 计算中点索引 m
if nums[m] < target { // 此情况说明 target 在区间 [m+1, j] 中
i = m + 1
} else if nums[m] > target { // 此情况说明 target 在区间 [i, m-1] 中
j = m - 1
} else { // 找到目标元素,返回其索引
return m
}
}
// 未找到目标元素,返回 -1
return -1
}
```
=== "JS"
```javascript title="binary_search.js"
[class]{}-[func]{binarySearch}
/* 二分查找(双闭区间) */
function binarySearch(nums, target) {
// 初始化双闭区间 [0, n-1] ,即 i, j 分别指向数组首元素、尾元素
let i = 0,
j = nums.length - 1;
// 循环,当搜索区间为空时跳出(当 i > j 时为空)
while (i <= j) {
// 计算中点索引 m ,使用 parseInt() 向下取整
const m = parseInt(i + (j - i) / 2);
if (nums[m] < target)
// 此情况说明 target 在区间 [m+1, j] 中
i = m + 1;
else if (nums[m] > target)
// 此情况说明 target 在区间 [i, m-1] 中
j = m - 1;
else return m; // 找到目标元素,返回其索引
}
// 未找到目标元素,返回 -1
return -1;
}
```
=== "TS"
```typescript title="binary_search.ts"
[class]{}-[func]{binarySearch}
/* 二分查找(双闭区间) */
function binarySearch(nums: number[], target: number): number {
// 初始化双闭区间 [0, n-1] ,即 i, j 分别指向数组首元素、尾元素
let i = 0,
j = nums.length - 1;
// 循环,当搜索区间为空时跳出(当 i > j 时为空)
while (i <= j) {
// 计算中点索引 m
const m = Math.floor(i + (j - i) / 2);
if (nums[m] < target) {
// 此情况说明 target 在区间 [m+1, j] 中
i = m + 1;
} else if (nums[m] > target) {
// 此情况说明 target 在区间 [i, m-1] 中
j = m - 1;
} else {
// 找到目标元素,返回其索引
return m;
}
}
return -1; // 未找到目标元素,返回 -1
}
```
=== "Dart"
```dart title="binary_search.dart"
[class]{}-[func]{binarySearch}
/* 二分查找(双闭区间) */
int binarySearch(List<int> nums, int target) {
// 初始化双闭区间 [0, n-1] ,即 i, j 分别指向数组首元素、尾元素
int i = 0, j = nums.length - 1;
// 循环,当搜索区间为空时跳出(当 i > j 时为空)
while (i <= j) {
int m = i + (j - i) ~/ 2; // 计算中点索引 m
if (nums[m] < target) {
// 此情况说明 target 在区间 [m+1, j] 中
i = m + 1;
} else if (nums[m] > target) {
// 此情况说明 target 在区间 [i, m-1] 中
j = m - 1;
} else {
// 找到目标元素,返回其索引
return m;
}
}
// 未找到目标元素,返回 -1
return -1;
}
```
=== "Rust"
```rust title="binary_search.rs"
[class]{}-[func]{binary_search}
/* 二分查找(双闭区间) */
fn binary_search(nums: &[i32], target: i32) -> i32 {
// 初始化双闭区间 [0, n-1] ,即 i, j 分别指向数组首元素、尾元素
let mut i = 0;
let mut j = nums.len() as i32 - 1;
// 循环,当搜索区间为空时跳出(当 i > j 时为空)
while i <= j {
let m = i + (j - i) / 2; // 计算中点索引 m
if nums[m as usize] < target { // 此情况说明 target 在区间 [m+1, j] 中
i = m + 1;
} else if nums[m as usize] > target { // 此情况说明 target 在区间 [i, m-1] 中
j = m - 1;
} else { // 找到目标元素,返回其索引
return m;
}
}
// 未找到目标元素,返回 -1
return -1;
}
```
=== "C"
```c title="binary_search.c"
[class]{}-[func]{binarySearch}
/* 二分查找(双闭区间) */
int binarySearch(int *nums, int len, int target) {
// 初始化双闭区间 [0, n-1] ,即 i, j 分别指向数组首元素、尾元素
int i = 0, j = len - 1;
// 循环,当搜索区间为空时跳出(当 i > j 时为空)
while (i <= j) {
int m = i + (j - i) / 2; // 计算中点索引 m
if (nums[m] < target) // 此情况说明 target 在区间 [m+1, j] 中
i = m + 1;
else if (nums[m] > target) // 此情况说明 target 在区间 [i, m-1] 中
j = m - 1;
else // 找到目标元素,返回其索引
return m;
}
// 未找到目标元素,返回 -1
return -1;
}
```
=== "Zig"
```zig title="binary_search.zig"
[class]{}-[func]{binarySearch}
// 二分查找(双闭区间)
fn binarySearch(comptime T: type, nums: std.ArrayList(T), target: T) T {
// 初始化双闭区间 [0, n-1] ,即 i, j 分别指向数组首元素、尾元素
var i: usize = 0;
var j: usize = nums.items.len - 1;
// 循环,当搜索区间为空时跳出(当 i > j 时为空)
while (i <= j) {
var m = i + (j - i) / 2; // 计算中点索引 m
if (nums.items[m] < target) { // 此情况说明 target 在区间 [m+1, j] 中
i = m + 1;
} else if (nums.items[m] > target) { // 此情况说明 target 在区间 [i, m-1] 中
j = m - 1;
} else { // 找到目标元素,返回其索引
return @intCast(m);
}
}
// 未找到目标元素,返回 -1
return -1;
}
```
**时间复杂度 $O(\log n)$** :在二分循环中,区间每轮缩小一半,循环次数为 $\log_2 n$ 。
@@ -136,73 +345,282 @@ comments: true
=== "Python"
```python title="binary_search.py"
[class]{}-[func]{binary_search_lcro}
def binary_search_lcro(nums: list[int], target: int) -> int:
"""二分查找(左闭右开)"""
# 初始化左闭右开 [0, n) ,即 i, j 分别指向数组首元素、尾元素+1
i, j = 0, len(nums)
# 循环,当搜索区间为空时跳出(当 i = j 时为空)
while i < j:
m = (i + j) // 2 # 计算中点索引 m
if nums[m] < target:
i = m + 1 # 此情况说明 target 在区间 [m+1, j) 中
elif nums[m] > target:
j = m # 此情况说明 target 在区间 [i, m) 中
else:
return m # 找到目标元素,返回其索引
return -1 # 未找到目标元素,返回 -1
```
=== "C++"
```cpp title="binary_search.cpp"
[class]{}-[func]{binarySearchLCRO}
/* 二分查找(左闭右开) */
int binarySearchLCRO(vector<int> &nums, int target) {
// 初始化左闭右开 [0, n) ,即 i, j 分别指向数组首元素、尾元素+1
int i = 0, j = nums.size();
// 循环,当搜索区间为空时跳出(当 i = j 时为空)
while (i < j) {
int m = i + (j - i) / 2; // 计算中点索引 m
if (nums[m] < target) // 此情况说明 target 在区间 [m+1, j) 中
i = m + 1;
else if (nums[m] > target) // 此情况说明 target 在区间 [i, m) 中
j = m;
else // 找到目标元素,返回其索引
return m;
}
// 未找到目标元素,返回 -1
return -1;
}
```
=== "Java"
```java title="binary_search.java"
[class]{binary_search}-[func]{binarySearchLCRO}
/* 二分查找(左闭右开) */
int binarySearchLCRO(int[] nums, int target) {
// 初始化左闭右开 [0, n) ,即 i, j 分别指向数组首元素、尾元素+1
int i = 0, j = nums.length;
// 循环,当搜索区间为空时跳出(当 i = j 时为空)
while (i < j) {
int m = i + (j - i) / 2; // 计算中点索引 m
if (nums[m] < target) // 此情况说明 target 在区间 [m+1, j) 中
i = m + 1;
else if (nums[m] > target) // 此情况说明 target 在区间 [i, m) 中
j = m;
else // 找到目标元素,返回其索引
return m;
}
// 未找到目标元素,返回 -1
return -1;
}
```
=== "C#"
```csharp title="binary_search.cs"
[class]{binary_search}-[func]{binarySearchLCRO}
/* 二分查找(左闭右开) */
int binarySearchLCRO(int[] nums, int target) {
// 初始化左闭右开 [0, n) ,即 i, j 分别指向数组首元素、尾元素+1
int i = 0, j = nums.Length;
// 循环,当搜索区间为空时跳出(当 i = j 时为空)
while (i < j) {
int m = i + (j - i) / 2; // 计算中点索引 m
if (nums[m] < target) // 此情况说明 target 在区间 [m+1, j) 中
i = m + 1;
else if (nums[m] > target) // 此情况说明 target 在区间 [i, m) 中
j = m;
else // 找到目标元素,返回其索引
return m;
}
// 未找到目标元素,返回 -1
return -1;
}
```
=== "Go"
```go title="binary_search.go"
[class]{}-[func]{binarySearchLCRO}
/* 二分查找(左闭右开) */
func binarySearchLCRO(nums []int, target int) int {
// 初始化左闭右开 [0, n) ,即 i, j 分别指向数组首元素、尾元素+1
i, j := 0, len(nums)
// 循环,当搜索区间为空时跳出(当 i = j 时为空)
for i < j {
m := i + (j-i)/2 // 计算中点索引 m
if nums[m] < target { // 此情况说明 target 在区间 [m+1, j) 中
i = m + 1
} else if nums[m] > target { // 此情况说明 target 在区间 [i, m) 中
j = m
} else { // 找到目标元素,返回其索引
return m
}
}
// 未找到目标元素,返回 -1
return -1
}
```
=== "Swift"
```swift title="binary_search.swift"
[class]{}-[func]{binarySearchLCRO}
/* 二分查找(左闭右开) */
func binarySearchLCRO(nums: [Int], target: Int) -> Int {
// 初始化左闭右开 [0, n) ,即 i, j 分别指向数组首元素、尾元素+1
var i = 0
var j = nums.count
// 循环,当搜索区间为空时跳出(当 i = j 时为空)
while i < j {
let m = i + (j - i) / 2 // 计算中点索引 m
if nums[m] < target { // 此情况说明 target 在区间 [m+1, j) 中
i = m + 1
} else if nums[m] > target { // 此情况说明 target 在区间 [i, m) 中
j = m
} else { // 找到目标元素,返回其索引
return m
}
}
// 未找到目标元素,返回 -1
return -1
}
```
=== "JS"
```javascript title="binary_search.js"
[class]{}-[func]{binarySearchLCRO}
/* 二分查找(左闭右开) */
function binarySearchLCRO(nums, target) {
// 初始化左闭右开 [0, n) ,即 i, j 分别指向数组首元素、尾元素+1
let i = 0,
j = nums.length;
// 循环,当搜索区间为空时跳出(当 i = j 时为空)
while (i < j) {
// 计算中点索引 m ,使用 parseInt() 向下取整
const m = parseInt(i + (j - i) / 2);
if (nums[m] < target)
// 此情况说明 target 在区间 [m+1, j) 中
i = m + 1;
else if (nums[m] > target)
// 此情况说明 target 在区间 [i, m) 中
j = m;
// 找到目标元素,返回其索引
else return m;
}
// 未找到目标元素,返回 -1
return -1;
}
```
=== "TS"
```typescript title="binary_search.ts"
[class]{}-[func]{binarySearchLCRO}
/* 二分查找(左闭右开) */
function binarySearchLCRO(nums: number[], target: number): number {
// 初始化左闭右开 [0, n) ,即 i, j 分别指向数组首元素、尾元素+1
let i = 0,
j = nums.length;
// 循环,当搜索区间为空时跳出(当 i = j 时为空)
while (i < j) {
// 计算中点索引 m
const m = Math.floor(i + (j - i) / 2);
if (nums[m] < target) {
// 此情况说明 target 在区间 [m+1, j) 中
i = m + 1;
} else if (nums[m] > target) {
// 此情况说明 target 在区间 [i, m) 中
j = m;
} else {
// 找到目标元素,返回其索引
return m;
}
}
return -1; // 未找到目标元素,返回 -1
}
```
=== "Dart"
```dart title="binary_search.dart"
[class]{}-[func]{binarySearchLCRO}
/* 二分查找(左闭右开区间) */
int binarySearchLCRO(List<int> nums, int target) {
// 初始化左闭右开 [0, n) ,即 i, j 分别指向数组首元素、尾元素+1
int i = 0, j = nums.length;
// 循环,当搜索区间为空时跳出(当 i = j 时为空)
while (i < j) {
int m = i + (j - i) ~/ 2; // 计算中点索引 m
if (nums[m] < target) {
// 此情况说明 target 在区间 [m+1, j) 中
i = m + 1;
} else if (nums[m] > target) {
// 此情况说明 target 在区间 [i, m) 中
j = m;
} else {
// 找到目标元素,返回其索引
return m;
}
}
// 未找到目标元素,返回 -1
return -1;
}
```
=== "Rust"
```rust title="binary_search.rs"
[class]{}-[func]{binary_search_lcro}
/* 二分查找(左闭右开) */
fn binary_search_lcro(nums: &[i32], target: i32) -> i32 {
// 初始化左闭右开 [0, n) ,即 i, j 分别指向数组首元素、尾元素+1
let mut i = 0;
let mut j = nums.len() as i32;
// 循环,当搜索区间为空时跳出(当 i = j 时为空)
while i < j {
let m = i + (j - i) / 2; // 计算中点索引 m
if nums[m as usize] < target { // 此情况说明 target 在区间 [m+1, j) 中
i = m + 1;
} else if nums[m as usize] > target { // 此情况说明 target 在区间 [i, m) 中
j = m - 1;
} else { // 找到目标元素,返回其索引
return m;
}
}
// 未找到目标元素,返回 -1
return -1;
}
```
=== "C"
```c title="binary_search.c"
[class]{}-[func]{binarySearchLCRO}
/* 二分查找(左闭右开) */
int binarySearchLCRO(int *nums, int len, int target) {
// 初始化左闭右开 [0, n) ,即 i, j 分别指向数组首元素、尾元素+1
int i = 0, j = len;
// 循环,当搜索区间为空时跳出(当 i = j 时为空)
while (i < j) {
int m = i + (j - i) / 2; // 计算中点索引 m
if (nums[m] < target) // 此情况说明 target 在区间 [m+1, j) 中
i = m + 1;
else if (nums[m] > target) // 此情况说明 target 在区间 [i, m) 中
j = m;
else // 找到目标元素,返回其索引
return m;
}
// 未找到目标元素,返回 -1
return -1;
}
```
=== "Zig"
```zig title="binary_search.zig"
[class]{}-[func]{binarySearchLCRO}
// 二分查找(左闭右开)
fn binarySearchLCRO(comptime T: type, nums: std.ArrayList(T), target: T) T {
// 初始化左闭右开 [0, n) ,即 i, j 分别指向数组首元素、尾元素+1
var i: usize = 0;
var j: usize = nums.items.len;
// 循环,当搜索区间为空时跳出(当 i = j 时为空)
while (i <= j) {
var m = i + (j - i) / 2; // 计算中点索引 m
if (nums.items[m] < target) { // 此情况说明 target 在区间 [m+1, j) 中
i = m + 1;
} else if (nums.items[m] > target) { // 此情况说明 target 在区间 [i, m) 中
j = m;
} else { // 找到目标元素,返回其索引
return @intCast(m);
}
}
// 未找到目标元素,返回 -1
return -1;
}
```
如图 10-3 所示,在两种区间表示下,二分查找算法的初始化、循环条件和缩小区间操作皆有所不同。

View File

@@ -22,67 +22,175 @@ comments: true
=== "Python"
```python title="binary_search_edge.py"
[class]{}-[func]{binary_search_left_edge}
def binary_search_left_edge(nums: list[int], target: int) -> int:
"""二分查找最左一个 target"""
# 等价于查找 target 的插入点
i = binary_search_insertion(nums, target)
# 未找到 target ,返回 -1
if i == len(nums) or nums[i] != target:
return -1
# 找到 target ,返回索引 i
return i
```
=== "C++"
```cpp title="binary_search_edge.cpp"
[class]{}-[func]{binarySearchLeftEdge}
/* 二分查找最左一个 target */
int binarySearchLeftEdge(vector<int> &nums, int target) {
// 等价于查找 target 的插入点
int i = binarySearchInsertion(nums, target);
// 未找到 target ,返回 -1
if (i == nums.size() || nums[i] != target) {
return -1;
}
// 找到 target ,返回索引 i
return i;
}
```
=== "Java"
```java title="binary_search_edge.java"
[class]{binary_search_edge}-[func]{binarySearchLeftEdge}
/* 二分查找最左一个 target */
int binarySearchLeftEdge(int[] nums, int target) {
// 等价于查找 target 的插入点
int i = binary_search_insertion.binarySearchInsertion(nums, target);
// 未找到 target ,返回 -1
if (i == nums.length || nums[i] != target) {
return -1;
}
// 找到 target ,返回索引 i
return i;
}
```
=== "C#"
```csharp title="binary_search_edge.cs"
[class]{binary_search_edge}-[func]{binarySearchLeftEdge}
/* 二分查找最左一个 target */
int binarySearchLeftEdge(int[] nums, int target) {
// 等价于查找 target 的插入点
int i = binary_search_insertion.binarySearchInsertion(nums, target);
// 未找到 target ,返回 -1
if (i == nums.Length || nums[i] != target) {
return -1;
}
// 找到 target ,返回索引 i
return i;
}
```
=== "Go"
```go title="binary_search_edge.go"
[class]{}-[func]{binarySearchLeftEdge}
/* 二分查找最左一个 target */
func binarySearchLeftEdge(nums []int, target int) int {
// 等价于查找 target 的插入点
i := binarySearchInsertion(nums, target)
// 未找到 target ,返回 -1
if i == len(nums) || nums[i] != target {
return -1
}
// 找到 target ,返回索引 i
return i
}
```
=== "Swift"
```swift title="binary_search_edge.swift"
[class]{}-[func]{binarySearchLeftEdge}
/* 二分查找最左一个 target */
func binarySearchLeftEdge(nums: [Int], target: Int) -> Int {
// 等价于查找 target 的插入点
let i = binarySearchInsertion(nums: nums, target: target)
// 未找到 target ,返回 -1
if i == nums.count || nums[i] != target {
return -1
}
// 找到 target ,返回索引 i
return i
}
```
=== "JS"
```javascript title="binary_search_edge.js"
[class]{}-[func]{binarySearchLeftEdge}
/* 二分查找最左一个 target */
function binarySearchLeftEdge(nums, target) {
// 等价于查找 target 的插入点
const i = binarySearchInsertion(nums, target);
// 未找到 target ,返回 -1
if (i === nums.length || nums[i] !== target) {
return -1;
}
// 找到 target ,返回索引 i
return i;
}
```
=== "TS"
```typescript title="binary_search_edge.ts"
[class]{}-[func]{binarySearchLeftEdge}
/* 二分查找最左一个 target */
function binarySearchLeftEdge(nums: Array<number>, target: number): number {
// 等价于查找 target 的插入点
const i = binarySearchInsertion(nums, target);
// 未找到 target ,返回 -1
if (i === nums.length || nums[i] !== target) {
return -1;
}
// 找到 target ,返回索引 i
return i;
}
```
=== "Dart"
```dart title="binary_search_edge.dart"
[class]{}-[func]{binarySearchLeftEdge}
/* 二分查找最左一个 target */
int binarySearchLeftEdge(List<int> nums, int target) {
// 等价于查找 target 的插入点
int i = binarySearchInsertion(nums, target);
// 未找到 target ,返回 -1
if (i == nums.length || nums[i] != target) {
return -1;
}
// 找到 target ,返回索引 i
return i;
}
```
=== "Rust"
```rust title="binary_search_edge.rs"
[class]{}-[func]{binary_search_left_edge}
/* 二分查找最左一个 target */
fn binary_search_left_edge(nums: &[i32], target: i32) -> i32 {
// 等价于查找 target 的插入点
let i = binary_search_insertion(nums, target);
// 未找到 target ,返回 -1
if i == nums.len() as i32 || nums[i as usize] != target {
return -1;
}
// 找到 target ,返回索引 i
i
}
```
=== "C"
```c title="binary_search_edge.c"
[class]{}-[func]{binarySearchLeftEdge}
/* 二分查找最左一个 target */
int binarySearchLeftEdge(int *nums, int numSize, int target) {
// 等价于查找 target 的插入点
int i = binarySearchInsertion(nums, numSize, target);
// 未找到 target ,返回 -1
if (i == numSize || nums[i] != target) {
return -1;
}
// 找到 target ,返回索引 i
return i;
}
```
=== "Zig"
@@ -112,67 +220,197 @@ comments: true
=== "Python"
```python title="binary_search_edge.py"
[class]{}-[func]{binary_search_right_edge}
def binary_search_right_edge(nums: list[int], target: int) -> int:
"""二分查找最右一个 target"""
# 转化为查找最左一个 target + 1
i = binary_search_insertion(nums, target + 1)
# j 指向最右一个 target i 指向首个大于 target 的元素
j = i - 1
# 未找到 target ,返回 -1
if j == -1 or nums[j] != target:
return -1
# 找到 target ,返回索引 j
return j
```
=== "C++"
```cpp title="binary_search_edge.cpp"
[class]{}-[func]{binarySearchRightEdge}
/* 二分查找最右一个 target */
int binarySearchRightEdge(vector<int> &nums, int target) {
// 转化为查找最左一个 target + 1
int i = binarySearchInsertion(nums, target + 1);
// j 指向最右一个 target i 指向首个大于 target 的元素
int j = i - 1;
// 未找到 target ,返回 -1
if (j == -1 || nums[j] != target) {
return -1;
}
// 找到 target ,返回索引 j
return j;
}
```
=== "Java"
```java title="binary_search_edge.java"
[class]{binary_search_edge}-[func]{binarySearchRightEdge}
/* 二分查找最右一个 target */
int binarySearchRightEdge(int[] nums, int target) {
// 转化为查找最左一个 target + 1
int i = binary_search_insertion.binarySearchInsertion(nums, target + 1);
// j 指向最右一个 target i 指向首个大于 target 的元素
int j = i - 1;
// 未找到 target ,返回 -1
if (j == -1 || nums[j] != target) {
return -1;
}
// 找到 target ,返回索引 j
return j;
}
```
=== "C#"
```csharp title="binary_search_edge.cs"
[class]{binary_search_edge}-[func]{binarySearchRightEdge}
/* 二分查找最右一个 target */
int binarySearchRightEdge(int[] nums, int target) {
// 转化为查找最左一个 target + 1
int i = binary_search_insertion.binarySearchInsertion(nums, target + 1);
// j 指向最右一个 target i 指向首个大于 target 的元素
int j = i - 1;
// 未找到 target ,返回 -1
if (j == -1 || nums[j] != target) {
return -1;
}
// 找到 target ,返回索引 j
return j;
}
```
=== "Go"
```go title="binary_search_edge.go"
[class]{}-[func]{binarySearchRightEdge}
/* 二分查找最右一个 target */
func binarySearchRightEdge(nums []int, target int) int {
// 转化为查找最左一个 target + 1
i := binarySearchInsertion(nums, target+1)
// j 指向最右一个 target i 指向首个大于 target 的元素
j := i - 1
// 未找到 target ,返回 -1
if j == -1 || nums[j] != target {
return -1
}
// 找到 target ,返回索引 j
return j
}
```
=== "Swift"
```swift title="binary_search_edge.swift"
[class]{}-[func]{binarySearchRightEdge}
/* 二分查找最右一个 target */
func binarySearchRightEdge(nums: [Int], target: Int) -> Int {
// 转化为查找最左一个 target + 1
let i = binarySearchInsertion(nums: nums, target: target + 1)
// j 指向最右一个 target i 指向首个大于 target 的元素
let j = i - 1
// 未找到 target ,返回 -1
if j == -1 || nums[j] != target {
return -1
}
// 找到 target ,返回索引 j
return j
}
```
=== "JS"
```javascript title="binary_search_edge.js"
[class]{}-[func]{binarySearchRightEdge}
/* 二分查找最右一个 target */
function binarySearchRightEdge(nums, target) {
// 转化为查找最左一个 target + 1
const i = binarySearchInsertion(nums, target + 1);
// j 指向最右一个 target i 指向首个大于 target 的元素
const j = i - 1;
// 未找到 target ,返回 -1
if (j === -1 || nums[j] !== target) {
return -1;
}
// 找到 target ,返回索引 j
return j;
}
```
=== "TS"
```typescript title="binary_search_edge.ts"
[class]{}-[func]{binarySearchRightEdge}
/* 二分查找最右一个 target */
function binarySearchRightEdge(nums: Array<number>, target: number): number {
// 转化为查找最左一个 target + 1
const i = binarySearchInsertion(nums, target + 1);
// j 指向最右一个 target i 指向首个大于 target 的元素
const j = i - 1;
// 未找到 target ,返回 -1
if (j === -1 || nums[j] !== target) {
return -1;
}
// 找到 target ,返回索引 j
return j;
}
```
=== "Dart"
```dart title="binary_search_edge.dart"
[class]{}-[func]{binarySearchRightEdge}
/* 二分查找最右一个 target */
int binarySearchRightEdge(List<int> nums, int target) {
// 转化为查找最左一个 target + 1
int i = binarySearchInsertion(nums, target + 1);
// j 指向最右一个 target i 指向首个大于 target 的元素
int j = i - 1;
// 未找到 target ,返回 -1
if (j == -1 || nums[j] != target) {
return -1;
}
// 找到 target ,返回索引 j
return j;
}
```
=== "Rust"
```rust title="binary_search_edge.rs"
[class]{}-[func]{binary_search_right_edge}
/* 二分查找最右一个 target */
fn binary_search_right_edge(nums: &[i32], target: i32) -> i32 {
// 转化为查找最左一个 target + 1
let i = binary_search_insertion(nums, target + 1);
// j 指向最右一个 target i 指向首个大于 target 的元素
let j = i - 1;
// 未找到 target ,返回 -1
if j == -1 || nums[j as usize] != target {
return -1;
}
// 找到 target ,返回索引 j
j
}
```
=== "C"
```c title="binary_search_edge.c"
[class]{}-[func]{binarySearchRightEdge}
/* 二分查找最右一个 target */
int binarySearchRightEdge(int *nums, int numSize, int target) {
// 转化为查找最左一个 target + 1
int i = binarySearchInsertion(nums, numSize, target + 1);
// j 指向最右一个 target i 指向首个大于 target 的元素
int j = i - 1;
// 未找到 target ,返回 -1
if (j == -1 || nums[j] != target) {
return -1;
}
// 找到 target ,返回索引 j
return j;
}
```
=== "Zig"

View File

@@ -31,67 +31,239 @@ comments: true
=== "Python"
```python title="binary_search_insertion.py"
[class]{}-[func]{binary_search_insertion_simple}
def binary_search_insertion_simple(nums: list[int], target: int) -> int:
"""二分查找插入点(无重复元素)"""
i, j = 0, len(nums) - 1 # 初始化双闭区间 [0, n-1]
while i <= j:
m = (i + j) // 2 # 计算中点索引 m
if nums[m] < target:
i = m + 1 # target 在区间 [m+1, j] 中
elif nums[m] > target:
j = m - 1 # target 在区间 [i, m-1] 中
else:
return m # 找到 target ,返回插入点 m
# 未找到 target ,返回插入点 i
return i
```
=== "C++"
```cpp title="binary_search_insertion.cpp"
[class]{}-[func]{binarySearchInsertionSimple}
/* 二分查找插入点(无重复元素) */
int binarySearchInsertionSimple(vector<int> &nums, int target) {
int i = 0, j = nums.size() - 1; // 初始化双闭区间 [0, n-1]
while (i <= j) {
int m = i + (j - i) / 2; // 计算中点索引 m
if (nums[m] < target) {
i = m + 1; // target 在区间 [m+1, j] 中
} else if (nums[m] > target) {
j = m - 1; // target 在区间 [i, m-1] 中
} else {
return m; // 找到 target ,返回插入点 m
}
}
// 未找到 target ,返回插入点 i
return i;
}
```
=== "Java"
```java title="binary_search_insertion.java"
[class]{binary_search_insertion}-[func]{binarySearchInsertionSimple}
/* 二分查找插入点(无重复元素) */
int binarySearchInsertionSimple(int[] nums, int target) {
int i = 0, j = nums.length - 1; // 初始化双闭区间 [0, n-1]
while (i <= j) {
int m = i + (j - i) / 2; // 计算中点索引 m
if (nums[m] < target) {
i = m + 1; // target 在区间 [m+1, j] 中
} else if (nums[m] > target) {
j = m - 1; // target 在区间 [i, m-1] 中
} else {
return m; // 找到 target ,返回插入点 m
}
}
// 未找到 target ,返回插入点 i
return i;
}
```
=== "C#"
```csharp title="binary_search_insertion.cs"
[class]{binary_search_insertion}-[func]{binarySearchInsertionSimple}
/* 二分查找插入点(无重复元素) */
int binarySearchInsertionSimple(int[] nums, int target) {
int i = 0, j = nums.Length - 1; // 初始化双闭区间 [0, n-1]
while (i <= j) {
int m = i + (j - i) / 2; // 计算中点索引 m
if (nums[m] < target) {
i = m + 1; // target 在区间 [m+1, j] 中
} else if (nums[m] > target) {
j = m - 1; // target 在区间 [i, m-1] 中
} else {
return m; // 找到 target ,返回插入点 m
}
}
// 未找到 target ,返回插入点 i
return i;
}
```
=== "Go"
```go title="binary_search_insertion.go"
[class]{}-[func]{binarySearchInsertionSimple}
/* 二分查找插入点(无重复元素) */
func binarySearchInsertionSimple(nums []int, target int) int {
// 初始化双闭区间 [0, n-1]
i, j := 0, len(nums)-1
for i <= j {
// 计算中点索引 m
m := i + (j-i)/2
if nums[m] < target {
// target 在区间 [m+1, j] 中
i = m + 1
} else if nums[m] > target {
// target 在区间 [i, m-1] 中
j = m - 1
} else {
// 找到 target ,返回插入点 m
return m
}
}
// 未找到 target ,返回插入点 i
return i
}
```
=== "Swift"
```swift title="binary_search_insertion.swift"
[class]{}-[func]{binarySearchInsertionSimple}
/* 二分查找插入点(无重复元素) */
func binarySearchInsertionSimple(nums: [Int], target: Int) -> Int {
var i = 0, j = nums.count - 1 // 初始化双闭区间 [0, n-1]
while i <= j {
let m = i + (j - i) / 2 // 计算中点索引 m
if nums[m] < target {
i = m + 1 // target 在区间 [m+1, j] 中
} else if nums[m] > target {
j = m - 1 // target 在区间 [i, m-1] 中
} else {
return m // 找到 target ,返回插入点 m
}
}
// 未找到 target ,返回插入点 i
return i
}
```
=== "JS"
```javascript title="binary_search_insertion.js"
[class]{}-[func]{binarySearchInsertionSimple}
/* 二分查找插入点(无重复元素) */
function binarySearchInsertionSimple(nums, target) {
let i = 0,
j = nums.length - 1; // 初始化双闭区间 [0, n-1]
while (i <= j) {
const m = Math.floor(i + (j - i) / 2); // 计算中点索引 m, 使用 Math.floor() 向下取整
if (nums[m] < target) {
i = m + 1; // target 在区间 [m+1, j] 中
} else if (nums[m] > target) {
j = m - 1; // target 在区间 [i, m-1] 中
} else {
return m; // 找到 target ,返回插入点 m
}
}
// 未找到 target ,返回插入点 i
return i;
}
```
=== "TS"
```typescript title="binary_search_insertion.ts"
[class]{}-[func]{binarySearchInsertionSimple}
/* 二分查找插入点(无重复元素) */
function binarySearchInsertionSimple(
nums: Array<number>,
target: number
): number {
let i = 0,
j = nums.length - 1; // 初始化双闭区间 [0, n-1]
while (i <= j) {
const m = Math.floor(i + (j - i) / 2); // 计算中点索引 m, 使用 Math.floor() 向下取整
if (nums[m] < target) {
i = m + 1; // target 在区间 [m+1, j] 中
} else if (nums[m] > target) {
j = m - 1; // target 在区间 [i, m-1] 中
} else {
return m; // 找到 target ,返回插入点 m
}
}
// 未找到 target ,返回插入点 i
return i;
}
```
=== "Dart"
```dart title="binary_search_insertion.dart"
[class]{}-[func]{binarySearchInsertionSimple}
/* 二分查找插入点(无重复元素) */
int binarySearchInsertionSimple(List<int> nums, int target) {
int i = 0, j = nums.length - 1; // 初始化双闭区间 [0, n-1]
while (i <= j) {
int m = i + (j - i) ~/ 2; // 计算中点索引 m
if (nums[m] < target) {
i = m + 1; // target 在区间 [m+1, j] 中
} else if (nums[m] > target) {
j = m - 1; // target 在区间 [i, m-1] 中
} else {
return m; // 找到 target ,返回插入点 m
}
}
// 未找到 target ,返回插入点 i
return i;
}
```
=== "Rust"
```rust title="binary_search_insertion.rs"
[class]{}-[func]{binary_search_insertion}
/* 二分查找插入点(存在重复元素) */
pub fn binary_search_insertion(nums: &[i32], target: i32) -> i32 {
let (mut i, mut j) = (0, nums.len() as i32 - 1); // 初始化双闭区间 [0, n-1]
while i <= j {
let m = i + (j - i) / 2; // 计算中点索引 m
if nums[m as usize] < target {
i = m + 1; // target 在区间 [m+1, j] 中
} else if nums[m as usize] > target {
j = m - 1; // target 在区间 [i, m-1] 中
} else {
j = m - 1; // 首个小于 target 的元素在区间 [i, m-1] 中
}
}
// 返回插入点 i
i
}
```
=== "C"
```c title="binary_search_insertion.c"
[class]{}-[func]{binarySearchInsertionSimple}
/* 二分查找插入点(无重复元素) */
int binarySearchInsertionSimple(int *nums, int numSize, int target) {
int i = 0, j = numSize - 1; // 初始化双闭区间 [0, n-1]
while (i <= j) {
int m = i + (j - i) / 2; // 计算中点索引 m
if (nums[m] < target) {
i = m + 1; // target 在区间 [m+1, j] 中
} else if (nums[m] > target) {
j = m - 1; // target 在区间 [i, m-1] 中
} else {
return m; // 找到 target ,返回插入点 m
}
}
// 未找到 target ,返回插入点 i
return i;
}
```
=== "Zig"
@@ -159,67 +331,236 @@ comments: true
=== "Python"
```python title="binary_search_insertion.py"
[class]{}-[func]{binary_search_insertion}
def binary_search_insertion(nums: list[int], target: int) -> int:
"""二分查找插入点(存在重复元素)"""
i, j = 0, len(nums) - 1 # 初始化双闭区间 [0, n-1]
while i <= j:
m = (i + j) // 2 # 计算中点索引 m
if nums[m] < target:
i = m + 1 # target 在区间 [m+1, j] 中
elif nums[m] > target:
j = m - 1 # target 在区间 [i, m-1] 中
else:
j = m - 1 # 首个小于 target 的元素在区间 [i, m-1] 中
# 返回插入点 i
return i
```
=== "C++"
```cpp title="binary_search_insertion.cpp"
[class]{}-[func]{binarySearchInsertion}
/* 二分查找插入点(存在重复元素) */
int binarySearchInsertion(vector<int> &nums, int target) {
int i = 0, j = nums.size() - 1; // 初始化双闭区间 [0, n-1]
while (i <= j) {
int m = i + (j - i) / 2; // 计算中点索引 m
if (nums[m] < target) {
i = m + 1; // target 在区间 [m+1, j] 中
} else if (nums[m] > target) {
j = m - 1; // target 在区间 [i, m-1] 中
} else {
j = m - 1; // 首个小于 target 的元素在区间 [i, m-1] 中
}
}
// 返回插入点 i
return i;
}
```
=== "Java"
```java title="binary_search_insertion.java"
[class]{binary_search_insertion}-[func]{binarySearchInsertion}
/* 二分查找插入点(存在重复元素) */
int binarySearchInsertion(int[] nums, int target) {
int i = 0, j = nums.length - 1; // 初始化双闭区间 [0, n-1]
while (i <= j) {
int m = i + (j - i) / 2; // 计算中点索引 m
if (nums[m] < target) {
i = m + 1; // target 在区间 [m+1, j] 中
} else if (nums[m] > target) {
j = m - 1; // target 在区间 [i, m-1] 中
} else {
j = m - 1; // 首个小于 target 的元素在区间 [i, m-1] 中
}
}
// 返回插入点 i
return i;
}
```
=== "C#"
```csharp title="binary_search_insertion.cs"
[class]{binary_search_insertion}-[func]{binarySearchInsertion}
/* 二分查找插入点(存在重复元素) */
int binarySearchInsertion(int[] nums, int target) {
int i = 0, j = nums.Length - 1; // 初始化双闭区间 [0, n-1]
while (i <= j) {
int m = i + (j - i) / 2; // 计算中点索引 m
if (nums[m] < target) {
i = m + 1; // target 在区间 [m+1, j] 中
} else if (nums[m] > target) {
j = m - 1; // target 在区间 [i, m-1] 中
} else {
j = m - 1; // 首个小于 target 的元素在区间 [i, m-1] 中
}
}
// 返回插入点 i
return i;
}
```
=== "Go"
```go title="binary_search_insertion.go"
[class]{}-[func]{binarySearchInsertion}
/* 二分查找插入点(存在重复元素) */
func binarySearchInsertion(nums []int, target int) int {
// 初始化双闭区间 [0, n-1]
i, j := 0, len(nums)-1
for i <= j {
// 计算中点索引 m
m := i + (j-i)/2
if nums[m] < target {
// target 在区间 [m+1, j] 中
i = m + 1
} else if nums[m] > target {
// target 在区间 [i, m-1] 中
j = m - 1
} else {
// 首个小于 target 的元素在区间 [i, m-1] 中
j = m - 1
}
}
// 返回插入点 i
return i
}
```
=== "Swift"
```swift title="binary_search_insertion.swift"
[class]{}-[func]{binarySearchInsertion}
/* 二分查找插入点(存在重复元素) */
func binarySearchInsertion(nums: [Int], target: Int) -> Int {
var i = 0, j = nums.count - 1 // 初始化双闭区间 [0, n-1]
while i <= j {
let m = i + (j - i) / 2 // 计算中点索引 m
if nums[m] < target {
i = m + 1 // target 在区间 [m+1, j] 中
} else if nums[m] > target {
j = m - 1 // target 在区间 [i, m-1] 中
} else {
j = m - 1 // 首个小于 target 的元素在区间 [i, m-1] 中
}
}
// 返回插入点 i
return i
}
```
=== "JS"
```javascript title="binary_search_insertion.js"
[class]{}-[func]{binarySearchInsertion}
/* 二分查找插入点(存在重复元素) */
function binarySearchInsertion(nums, target) {
let i = 0,
j = nums.length - 1; // 初始化双闭区间 [0, n-1]
while (i <= j) {
const m = Math.floor(i + (j - i) / 2); // 计算中点索引 m, 使用 Math.floor() 向下取整
if (nums[m] < target) {
i = m + 1; // target 在区间 [m+1, j] 中
} else if (nums[m] > target) {
j = m - 1; // target 在区间 [i, m-1] 中
} else {
j = m - 1; // 首个小于 target 的元素在区间 [i, m-1] 中
}
}
// 返回插入点 i
return i;
}
```
=== "TS"
```typescript title="binary_search_insertion.ts"
[class]{}-[func]{binarySearchInsertion}
/* 二分查找插入点(存在重复元素) */
function binarySearchInsertion(nums: Array<number>, target: number): number {
let i = 0,
j = nums.length - 1; // 初始化双闭区间 [0, n-1]
while (i <= j) {
const m = Math.floor(i + (j - i) / 2); // 计算中点索引 m, 使用 Math.floor() 向下取整
if (nums[m] < target) {
i = m + 1; // target 在区间 [m+1, j] 中
} else if (nums[m] > target) {
j = m - 1; // target 在区间 [i, m-1] 中
} else {
j = m - 1; // 首个小于 target 的元素在区间 [i, m-1] 中
}
}
// 返回插入点 i
return i;
}
```
=== "Dart"
```dart title="binary_search_insertion.dart"
[class]{}-[func]{binarySearchInsertion}
/* 二分查找插入点(存在重复元素) */
int binarySearchInsertion(List<int> nums, int target) {
int i = 0, j = nums.length - 1; // 初始化双闭区间 [0, n-1]
while (i <= j) {
int m = i + (j - i) ~/ 2; // 计算中点索引 m
if (nums[m] < target) {
i = m + 1; // target 在区间 [m+1, j] 中
} else if (nums[m] > target) {
j = m - 1; // target 在区间 [i, m-1] 中
} else {
j = m - 1; // 首个小于 target 的元素在区间 [i, m-1] 中
}
}
// 返回插入点 i
return i;
}
```
=== "Rust"
```rust title="binary_search_insertion.rs"
[class]{}-[func]{binary_search_insertion}
/* 二分查找插入点(存在重复元素) */
pub fn binary_search_insertion(nums: &[i32], target: i32) -> i32 {
let (mut i, mut j) = (0, nums.len() as i32 - 1); // 初始化双闭区间 [0, n-1]
while i <= j {
let m = i + (j - i) / 2; // 计算中点索引 m
if nums[m as usize] < target {
i = m + 1; // target 在区间 [m+1, j] 中
} else if nums[m as usize] > target {
j = m - 1; // target 在区间 [i, m-1] 中
} else {
j = m - 1; // 首个小于 target 的元素在区间 [i, m-1] 中
}
}
// 返回插入点 i
i
}
```
=== "C"
```c title="binary_search_insertion.c"
[class]{}-[func]{binarySearchInsertion}
/* 二分查找插入点(存在重复元素) */
int binarySearchInsertion(int *nums, int numSize, int target) {
int i = 0, j = numSize - 1; // 初始化双闭区间 [0, n-1]
while (i <= j) {
int m = i + (j - i) / 2; // 计算中点索引 m
if (nums[m] < target) {
i = m + 1; // target 在区间 [m+1, j] 中
} else if (nums[m] > target) {
j = m - 1; // target 在区间 [i, m-1] 中
} else {
j = m - 1; // 首个小于 target 的元素在区间 [i, m-1] 中
}
}
// 返回插入点 i
return i;
}
```
=== "Zig"

View File

@@ -21,73 +21,210 @@ comments: true
=== "Python"
```python title="two_sum.py"
[class]{}-[func]{two_sum_brute_force}
def two_sum_brute_force(nums: list[int], target: int) -> list[int]:
"""方法一:暴力枚举"""
# 两层循环,时间复杂度 O(n^2)
for i in range(len(nums) - 1):
for j in range(i + 1, len(nums)):
if nums[i] + nums[j] == target:
return [i, j]
return []
```
=== "C++"
```cpp title="two_sum.cpp"
[class]{}-[func]{twoSumBruteForce}
/* 方法一:暴力枚举 */
vector<int> twoSumBruteForce(vector<int> &nums, int target) {
int size = nums.size();
// 两层循环,时间复杂度 O(n^2)
for (int i = 0; i < size - 1; i++) {
for (int j = i + 1; j < size; j++) {
if (nums[i] + nums[j] == target)
return {i, j};
}
}
return {};
}
```
=== "Java"
```java title="two_sum.java"
[class]{two_sum}-[func]{twoSumBruteForce}
/* 方法一:暴力枚举 */
int[] twoSumBruteForce(int[] nums, int target) {
int size = nums.length;
// 两层循环,时间复杂度 O(n^2)
for (int i = 0; i < size - 1; i++) {
for (int j = i + 1; j < size; j++) {
if (nums[i] + nums[j] == target)
return new int[] { i, j };
}
}
return new int[0];
}
```
=== "C#"
```csharp title="two_sum.cs"
[class]{two_sum}-[func]{twoSumBruteForce}
/* 方法一:暴力枚举 */
int[] twoSumBruteForce(int[] nums, int target) {
int size = nums.Length;
// 两层循环,时间复杂度 O(n^2)
for (int i = 0; i < size - 1; i++) {
for (int j = i + 1; j < size; j++) {
if (nums[i] + nums[j] == target)
return new int[] { i, j };
}
}
return Array.Empty<int>();
}
```
=== "Go"
```go title="two_sum.go"
[class]{}-[func]{twoSumBruteForce}
/* 方法一:暴力枚举 */
func twoSumBruteForce(nums []int, target int) []int {
size := len(nums)
// 两层循环,时间复杂度 O(n^2)
for i := 0; i < size-1; i++ {
for j := i + 1; i < size; j++ {
if nums[i]+nums[j] == target {
return []int{i, j}
}
}
}
return nil
}
```
=== "Swift"
```swift title="two_sum.swift"
[class]{}-[func]{twoSumBruteForce}
/* 方法一:暴力枚举 */
func twoSumBruteForce(nums: [Int], target: Int) -> [Int] {
// 两层循环,时间复杂度 O(n^2)
for i in nums.indices.dropLast() {
for j in nums.indices.dropFirst(i + 1) {
if nums[i] + nums[j] == target {
return [i, j]
}
}
}
return [0]
}
```
=== "JS"
```javascript title="two_sum.js"
[class]{}-[func]{twoSumBruteForce}
/* 方法一:暴力枚举 */
function twoSumBruteForce(nums, target) {
const n = nums.length;
// 两层循环,时间复杂度 O(n^2)
for (let i = 0; i < n; i++) {
for (let j = i + 1; j < n; j++) {
if (nums[i] + nums[j] === target) {
return [i, j];
}
}
}
return [];
}
```
=== "TS"
```typescript title="two_sum.ts"
[class]{}-[func]{twoSumBruteForce}
/* 方法一:暴力枚举 */
function twoSumBruteForce(nums: number[], target: number): number[] {
const n = nums.length;
// 两层循环,时间复杂度 O(n^2)
for (let i = 0; i < n; i++) {
for (let j = i + 1; j < n; j++) {
if (nums[i] + nums[j] === target) {
return [i, j];
}
}
}
return [];
}
```
=== "Dart"
```dart title="two_sum.dart"
[class]{}-[func]{twoSumBruteForce}
/* 方法一: 暴力枚举 */
List<int> twoSumBruteForce(List<int> nums, int target) {
int size = nums.length;
// 两层循环,时间复杂度 O(n^2)
for (var i = 0; i < size - 1; i++) {
for (var j = i + 1; j < size; j++) {
if (nums[i] + nums[j] == target) return [i, j];
}
}
return [0];
}
```
=== "Rust"
```rust title="two_sum.rs"
[class]{}-[func]{two_sum_brute_force}
/* 方法一:暴力枚举 */
pub fn two_sum_brute_force(nums: &Vec<i32>, target: i32) -> Option<Vec<i32>> {
let size = nums.len();
// 两层循环,时间复杂度 O(n^2)
for i in 0..size - 1 {
for j in i + 1..size {
if nums[i] + nums[j] == target {
return Some(vec![i as i32, j as i32]);
}
}
}
None
}
```
=== "C"
```c title="two_sum.c"
[class]{}-[func]{twoSumBruteForce}
/* 方法一:暴力枚举 */
int *twoSumBruteForce(int *nums, int numsSize, int target, int *returnSize) {
for (int i = 0; i < numsSize; ++i) {
for (int j = i + 1; j < numsSize; ++j) {
if (nums[i] + nums[j] == target) {
int *res = malloc(sizeof(int) * 2);
res[0] = i, res[1] = j;
*returnSize = 2;
return res;
}
}
}
*returnSize = 0;
return NULL;
}
```
=== "Zig"
```zig title="two_sum.zig"
[class]{}-[func]{twoSumBruteForce}
// 方法一:暴力枚举
fn twoSumBruteForce(nums: []i32, target: i32) ?[2]i32 {
var size: usize = nums.len;
var i: usize = 0;
// 两层循环,时间复杂度 O(n^2)
while (i < size - 1) : (i += 1) {
var j = i + 1;
while (j < size) : (j += 1) {
if (nums[i] + nums[j] == target) {
return [_]i32{@intCast(i), @intCast(j)};
}
}
}
return null;
}
```
此方法的时间复杂度为 $O(n^2)$ ,空间复杂度为 $O(1)$ ,在大数据量下非常耗时。
@@ -115,75 +252,255 @@ comments: true
=== "Python"
```python title="two_sum.py"
[class]{}-[func]{two_sum_hash_table}
def two_sum_hash_table(nums: list[int], target: int) -> list[int]:
"""方法二:辅助哈希表"""
# 辅助哈希表,空间复杂度 O(n)
dic = {}
# 单层循环,时间复杂度 O(n)
for i in range(len(nums)):
if target - nums[i] in dic:
return [dic[target - nums[i]], i]
dic[nums[i]] = i
return []
```
=== "C++"
```cpp title="two_sum.cpp"
[class]{}-[func]{twoSumHashTable}
/* 方法二:辅助哈希表 */
vector<int> twoSumHashTable(vector<int> &nums, int target) {
int size = nums.size();
// 辅助哈希表,空间复杂度 O(n)
unordered_map<int, int> dic;
// 单层循环,时间复杂度 O(n)
for (int i = 0; i < size; i++) {
if (dic.find(target - nums[i]) != dic.end()) {
return {dic[target - nums[i]], i};
}
dic.emplace(nums[i], i);
}
return {};
}
```
=== "Java"
```java title="two_sum.java"
[class]{two_sum}-[func]{twoSumHashTable}
/* 方法二:辅助哈希表 */
int[] twoSumHashTable(int[] nums, int target) {
int size = nums.length;
// 辅助哈希表,空间复杂度 O(n)
Map<Integer, Integer> dic = new HashMap<>();
// 单层循环,时间复杂度 O(n)
for (int i = 0; i < size; i++) {
if (dic.containsKey(target - nums[i])) {
return new int[] { dic.get(target - nums[i]), i };
}
dic.put(nums[i], i);
}
return new int[0];
}
```
=== "C#"
```csharp title="two_sum.cs"
[class]{two_sum}-[func]{twoSumHashTable}
/* 方法二:辅助哈希表 */
int[] twoSumHashTable(int[] nums, int target) {
int size = nums.Length;
// 辅助哈希表,空间复杂度 O(n)
Dictionary<int, int> dic = new();
// 单层循环,时间复杂度 O(n)
for (int i = 0; i < size; i++) {
if (dic.ContainsKey(target - nums[i])) {
return new int[] { dic[target - nums[i]], i };
}
dic.Add(nums[i], i);
}
return Array.Empty<int>();
}
```
=== "Go"
```go title="two_sum.go"
[class]{}-[func]{twoSumHashTable}
/* 方法二:辅助哈希表 */
func twoSumHashTable(nums []int, target int) []int {
// 辅助哈希表,空间复杂度 O(n)
hashTable := map[int]int{}
// 单层循环,时间复杂度 O(n)
for idx, val := range nums {
if preIdx, ok := hashTable[target-val]; ok {
return []int{preIdx, idx}
}
hashTable[val] = idx
}
return nil
}
```
=== "Swift"
```swift title="two_sum.swift"
[class]{}-[func]{twoSumHashTable}
/* 方法二:辅助哈希表 */
func twoSumHashTable(nums: [Int], target: Int) -> [Int] {
// 辅助哈希表,空间复杂度 O(n)
var dic: [Int: Int] = [:]
// 单层循环,时间复杂度 O(n)
for i in nums.indices {
if let j = dic[target - nums[i]] {
return [j, i]
}
dic[nums[i]] = i
}
return [0]
}
```
=== "JS"
```javascript title="two_sum.js"
[class]{}-[func]{twoSumHashTable}
/* 方法二:辅助哈希表 */
function twoSumHashTable(nums, target) {
// 辅助哈希表,空间复杂度 O(n)
let m = {};
// 单层循环,时间复杂度 O(n)
for (let i = 0; i < nums.length; i++) {
if (m[target - nums[i]] !== undefined) {
return [m[target - nums[i]], i];
} else {
m[nums[i]] = i;
}
}
return [];
}
```
=== "TS"
```typescript title="two_sum.ts"
[class]{}-[func]{twoSumHashTable}
/* 方法二:辅助哈希表 */
function twoSumHashTable(nums: number[], target: number): number[] {
// 辅助哈希表,空间复杂度 O(n)
let m: Map<number, number> = new Map();
// 单层循环,时间复杂度 O(n)
for (let i = 0; i < nums.length; i++) {
let index = m.get(target - nums[i]);
if (index !== undefined) {
return [index, i];
} else {
m.set(nums[i], i);
}
}
return [];
}
```
=== "Dart"
```dart title="two_sum.dart"
[class]{}-[func]{twoSumHashTable}
/* 方法二: 辅助哈希表 */
List<int> twoSumHashTable(List<int> nums, int target) {
int size = nums.length;
// 辅助哈希表,空间复杂度 O(n)
Map<int, int> dic = HashMap();
// 单层循环,时间复杂度 O(n)
for (var i = 0; i < size; i++) {
if (dic.containsKey(target - nums[i])) {
return [dic[target - nums[i]]!, i];
}
dic.putIfAbsent(nums[i], () => i);
}
return [0];
}
```
=== "Rust"
```rust title="two_sum.rs"
[class]{}-[func]{two_sum_hash_table}
/* 方法二:辅助哈希表 */
pub fn two_sum_hash_table(nums: &Vec<i32>, target: i32) -> Option<Vec<i32>> {
// 辅助哈希表,空间复杂度 O(n)
let mut dic = HashMap::new();
// 单层循环,时间复杂度 O(n)
for (i, num) in nums.iter().enumerate() {
match dic.get(&(target - num)) {
Some(v) => return Some(vec![*v as i32, i as i32]),
None => dic.insert(num, i as i32)
};
}
None
}
```
=== "C"
```c title="two_sum.c"
[class]{hashTable}-[func]{}
/* 哈希表 */
struct hashTable {
int key;
int val;
UT_hash_handle hh; // 基于 uthash.h 实现
};
[class]{}-[func]{twoSumHashTable}
typedef struct hashTable hashTable;
/* 哈希表查询 */
hashTable *find(hashTable *h, int key) {
hashTable *tmp;
HASH_FIND_INT(h, &key, tmp);
return tmp;
}
/* 哈希表元素插入 */
void insert(hashTable *h, int key, int val) {
hashTable *t = find(h, key);
if (t == NULL) {
hashTable *tmp = malloc(sizeof(hashTable));
tmp->key = key, tmp->val = val;
HASH_ADD_INT(h, key, tmp);
} else {
t->val = val;
}
}
/* 方法二:辅助哈希表 */
int *twoSumHashTable(int *nums, int numsSize, int target, int *returnSize) {
hashTable *hashtable = NULL;
for (int i = 0; i < numsSize; i++) {
hashTable *t = find(hashtable, target - nums[i]);
if (t != NULL) {
int *res = malloc(sizeof(int) * 2);
res[0] = t->val, res[1] = i;
*returnSize = 2;
return res;
}
insert(hashtable, nums[i], i);
}
*returnSize = 0;
return NULL;
}
```
=== "Zig"
```zig title="two_sum.zig"
[class]{}-[func]{twoSumHashTable}
// 方法二:辅助哈希表
fn twoSumHashTable(nums: []i32, target: i32) !?[2]i32 {
var size: usize = nums.len;
// 辅助哈希表,空间复杂度 O(n)
var dic = std.AutoHashMap(i32, i32).init(std.heap.page_allocator);
defer dic.deinit();
var i: usize = 0;
// 单层循环,时间复杂度 O(n)
while (i < size) : (i += 1) {
if (dic.contains(target - nums[i])) {
return [_]i32{dic.get(target - nums[i]).?, @intCast(i)};
}
try dic.put(nums[i], @intCast(i));
}
return null;
}
```
此方法通过哈希查找将时间复杂度从 $O(n^2)$ 降低至 $O(n)$ ,大幅提升运行效率。

View File

@@ -47,73 +47,234 @@ comments: true
=== "Python"
```python title="bubble_sort.py"
[class]{}-[func]{bubble_sort}
def bubble_sort(nums: list[int]):
"""冒泡排序"""
n = len(nums)
# 外循环:未排序区间为 [0, i]
for i in range(n - 1, 0, -1):
# 内循环:将未排序区间 [0, i] 中的最大元素交换至该区间的最右端
for j in range(i):
if nums[j] > nums[j + 1]:
# 交换 nums[j] 与 nums[j + 1]
nums[j], nums[j + 1] = nums[j + 1], nums[j]
```
=== "C++"
```cpp title="bubble_sort.cpp"
[class]{}-[func]{bubbleSort}
/* 冒泡排序 */
void bubbleSort(vector<int> &nums) {
// 外循环:未排序区间为 [0, i]
for (int i = nums.size() - 1; i > 0; i--) {
// 内循环:将未排序区间 [0, i] 中的最大元素交换至该区间的最右端
for (int j = 0; j < i; j++) {
if (nums[j] > nums[j + 1]) {
// 交换 nums[j] 与 nums[j + 1]
// 这里使用了 std::swap() 函数
swap(nums[j], nums[j + 1]);
}
}
}
}
```
=== "Java"
```java title="bubble_sort.java"
[class]{bubble_sort}-[func]{bubbleSort}
/* 冒泡排序 */
void bubbleSort(int[] nums) {
// 外循环:未排序区间为 [0, i]
for (int i = nums.length - 1; i > 0; i--) {
// 内循环:将未排序区间 [0, i] 中的最大元素交换至该区间的最右端
for (int j = 0; j < i; j++) {
if (nums[j] > nums[j + 1]) {
// 交换 nums[j] 与 nums[j + 1]
int tmp = nums[j];
nums[j] = nums[j + 1];
nums[j + 1] = tmp;
}
}
}
}
```
=== "C#"
```csharp title="bubble_sort.cs"
[class]{bubble_sort}-[func]{bubbleSort}
/* 冒泡排序 */
void bubbleSort(int[] nums) {
// 外循环:未排序区间为 [0, i]
for (int i = nums.Length - 1; i > 0; i--) {
// 内循环:将未排序区间 [0, i] 中的最大元素交换至该区间的最右端
for (int j = 0; j < i; j++) {
if (nums[j] > nums[j + 1]) {
// 交换 nums[j] 与 nums[j + 1]
int tmp = nums[j];
nums[j] = nums[j + 1];
nums[j + 1] = tmp;
}
}
}
}
```
=== "Go"
```go title="bubble_sort.go"
[class]{}-[func]{bubbleSort}
/* 冒泡排序 */
func bubbleSort(nums []int) {
// 外循环:未排序区间为 [0, i]
for i := len(nums) - 1; i > 0; i-- {
// 内循环:将未排序区间 [0, i] 中的最大元素交换至该区间的最右端
for j := 0; j < i; j++ {
if nums[j] > nums[j+1] {
// 交换 nums[j] 与 nums[j + 1]
nums[j], nums[j+1] = nums[j+1], nums[j]
}
}
}
}
```
=== "Swift"
```swift title="bubble_sort.swift"
[class]{}-[func]{bubbleSort}
/* 冒泡排序 */
func bubbleSort(nums: inout [Int]) {
// 外循环:未排序区间为 [0, i]
for i in stride(from: nums.count - 1, to: 0, by: -1) {
// 内循环:将未排序区间 [0, i] 中的最大元素交换至该区间的最右端
for j in stride(from: 0, to: i, by: 1) {
if nums[j] > nums[j + 1] {
// 交换 nums[j] 与 nums[j + 1]
let tmp = nums[j]
nums[j] = nums[j + 1]
nums[j + 1] = tmp
}
}
}
}
```
=== "JS"
```javascript title="bubble_sort.js"
[class]{}-[func]{bubbleSort}
/* 冒泡排序 */
function bubbleSort(nums) {
// 外循环:未排序区间为 [0, i]
for (let i = nums.length - 1; i > 0; i--) {
// 内循环:将未排序区间 [0, i] 中的最大元素交换至该区间的最右端
for (let j = 0; j < i; j++) {
if (nums[j] > nums[j + 1]) {
// 交换 nums[j] 与 nums[j + 1]
let tmp = nums[j];
nums[j] = nums[j + 1];
nums[j + 1] = tmp;
}
}
}
}
```
=== "TS"
```typescript title="bubble_sort.ts"
[class]{}-[func]{bubbleSort}
/* 冒泡排序 */
function bubbleSort(nums: number[]): void {
// 外循环:未排序区间为 [0, i]
for (let i = nums.length - 1; i > 0; i--) {
// 内循环:将未排序区间 [0, i] 中的最大元素交换至该区间的最右端
for (let j = 0; j < i; j++) {
if (nums[j] > nums[j + 1]) {
// 交换 nums[j] 与 nums[j + 1]
let tmp = nums[j];
nums[j] = nums[j + 1];
nums[j + 1] = tmp;
}
}
}
}
```
=== "Dart"
```dart title="bubble_sort.dart"
[class]{}-[func]{bubbleSort}
/* 冒泡排序 */
void bubbleSort(List<int> nums) {
// 外循环:未排序区间为 [0, i]
for (int i = nums.length - 1; i > 0; i--) {
// 内循环:将未排序区间 [0, i] 中的最大元素交换至该区间的最右端
for (int j = 0; j < i; j++) {
if (nums[j] > nums[j + 1]) {
// 交换 nums[j] 与 nums[j + 1]
int tmp = nums[j];
nums[j] = nums[j + 1];
nums[j + 1] = tmp;
}
}
}
}
```
=== "Rust"
```rust title="bubble_sort.rs"
[class]{}-[func]{bubble_sort}
/* 冒泡排序 */
fn bubble_sort(nums: &mut [i32]) {
// 外循环:未排序区间为 [0, i]
for i in (1..nums.len()).rev() {
// 内循环:将未排序区间 [0, i] 中的最大元素交换至该区间的最右端
for j in 0..i {
if nums[j] > nums[j + 1] {
// 交换 nums[j] 与 nums[j + 1]
let tmp = nums[j];
nums[j] = nums[j + 1];
nums[j + 1] = tmp;
}
}
}
}
```
=== "C"
```c title="bubble_sort.c"
[class]{}-[func]{bubbleSort}
/* 冒泡排序 */
void bubbleSort(int nums[], int size) {
// 外循环:未排序区间为 [0, i]
for (int i = 0; i < size - 1; i++) {
// 内循环:将未排序区间 [0, i] 中的最大元素交换至该区间的最右端
for (int j = 0; j < size - 1 - i; j++) {
if (nums[j] > nums[j + 1]) {
int temp = nums[j];
nums[j] = nums[j + 1];
nums[j + 1] = temp;
}
}
}
}
```
=== "Zig"
```zig title="bubble_sort.zig"
[class]{}-[func]{bubbleSort}
// 冒泡排序
fn bubbleSort(nums: []i32) void {
// 外循环:未排序区间为 [0, i]
var i: usize = nums.len - 1;
while (i > 0) : (i -= 1) {
var j: usize = 0;
// 内循环:将未排序区间 [0, i] 中的最大元素交换至该区间的最右端
while (j < i) : (j += 1) {
if (nums[j] > nums[j + 1]) {
// 交换 nums[j] 与 nums[j + 1]
var tmp = nums[j];
nums[j] = nums[j + 1];
nums[j + 1] = tmp;
}
}
}
}
```
## 11.3.2 &nbsp; 效率优化
@@ -125,73 +286,277 @@ comments: true
=== "Python"
```python title="bubble_sort.py"
[class]{}-[func]{bubble_sort_with_flag}
def bubble_sort_with_flag(nums: list[int]):
"""冒泡排序(标志优化)"""
n = len(nums)
# 外循环:未排序区间为 [0, i]
for i in range(n - 1, 0, -1):
flag = False # 初始化标志位
# 内循环:将未排序区间 [0, i] 中的最大元素交换至该区间的最右端
for j in range(i):
if nums[j] > nums[j + 1]:
# 交换 nums[j] 与 nums[j + 1]
nums[j], nums[j + 1] = nums[j + 1], nums[j]
flag = True # 记录交换元素
if not flag:
break # 此轮冒泡未交换任何元素,直接跳出
```
=== "C++"
```cpp title="bubble_sort.cpp"
[class]{}-[func]{bubbleSortWithFlag}
/* 冒泡排序(标志优化)*/
void bubbleSortWithFlag(vector<int> &nums) {
// 外循环:未排序区间为 [0, i]
for (int i = nums.size() - 1; i > 0; i--) {
bool flag = false; // 初始化标志位
// 内循环:将未排序区间 [0, i] 中的最大元素交换至该区间的最右端
for (int j = 0; j < i; j++) {
if (nums[j] > nums[j + 1]) {
// 交换 nums[j] 与 nums[j + 1]
// 这里使用了 std::swap() 函数
swap(nums[j], nums[j + 1]);
flag = true; // 记录交换元素
}
}
if (!flag)
break; // 此轮冒泡未交换任何元素,直接跳出
}
}
```
=== "Java"
```java title="bubble_sort.java"
[class]{bubble_sort}-[func]{bubbleSortWithFlag}
/* 冒泡排序(标志优化) */
void bubbleSortWithFlag(int[] nums) {
// 外循环:未排序区间为 [0, i]
for (int i = nums.length - 1; i > 0; i--) {
boolean flag = false; // 初始化标志位
// 内循环:将未排序区间 [0, i] 中的最大元素交换至该区间的最右端
for (int j = 0; j < i; j++) {
if (nums[j] > nums[j + 1]) {
// 交换 nums[j] 与 nums[j + 1]
int tmp = nums[j];
nums[j] = nums[j + 1];
nums[j + 1] = tmp;
flag = true; // 记录交换元素
}
}
if (!flag)
break; // 此轮冒泡未交换任何元素,直接跳出
}
}
```
=== "C#"
```csharp title="bubble_sort.cs"
[class]{bubble_sort}-[func]{bubbleSortWithFlag}
/* 冒泡排序(标志优化)*/
void bubbleSortWithFlag(int[] nums) {
// 外循环:未排序区间为 [0, i]
for (int i = nums.Length - 1; i > 0; i--) {
bool flag = false; // 初始化标志位
// 内循环:将未排序区间 [0, i] 中的最大元素交换至该区间的最右端
for (int j = 0; j < i; j++) {
if (nums[j] > nums[j + 1]) {
// 交换 nums[j] 与 nums[j + 1]
int tmp = nums[j];
nums[j] = nums[j + 1];
nums[j + 1] = tmp;
flag = true; // 记录交换元素
}
}
if (!flag) break; // 此轮冒泡未交换任何元素,直接跳出
}
}
```
=== "Go"
```go title="bubble_sort.go"
[class]{}-[func]{bubbleSortWithFlag}
/* 冒泡排序(标志优化)*/
func bubbleSortWithFlag(nums []int) {
// 外循环:未排序区间为 [0, i]
for i := len(nums) - 1; i > 0; i-- {
flag := false // 初始化标志位
// 内循环:将未排序区间 [0, i] 中的最大元素交换至该区间的最右端
for j := 0; j < i; j++ {
if nums[j] > nums[j+1] {
// 交换 nums[j] 与 nums[j + 1]
nums[j], nums[j+1] = nums[j+1], nums[j]
flag = true // 记录交换元素
}
}
if flag == false { // 此轮冒泡未交换任何元素,直接跳出
break
}
}
}
```
=== "Swift"
```swift title="bubble_sort.swift"
[class]{}-[func]{bubbleSortWithFlag}
/* 冒泡排序(标志优化)*/
func bubbleSortWithFlag(nums: inout [Int]) {
// 外循环:未排序区间为 [0, i]
for i in stride(from: nums.count - 1, to: 0, by: -1) {
var flag = false // 初始化标志位
for j in stride(from: 0, to: i, by: 1) {
if nums[j] > nums[j + 1] {
// 交换 nums[j] 与 nums[j + 1]
let tmp = nums[j]
nums[j] = nums[j + 1]
nums[j + 1] = tmp
flag = true // 记录交换元素
}
}
if !flag { // 此轮冒泡未交换任何元素,直接跳出
break
}
}
}
```
=== "JS"
```javascript title="bubble_sort.js"
[class]{}-[func]{bubbleSortWithFlag}
/* 冒泡排序(标志优化)*/
function bubbleSortWithFlag(nums) {
// 外循环:未排序区间为 [0, i]
for (let i = nums.length - 1; i > 0; i--) {
let flag = false; // 初始化标志位
// 内循环:将未排序区间 [0, i] 中的最大元素交换至该区间的最右端
for (let j = 0; j < i; j++) {
if (nums[j] > nums[j + 1]) {
// 交换 nums[j] 与 nums[j + 1]
let tmp = nums[j];
nums[j] = nums[j + 1];
nums[j + 1] = tmp;
flag = true; // 记录交换元素
}
}
if (!flag) break; // 此轮冒泡未交换任何元素,直接跳出
}
}
```
=== "TS"
```typescript title="bubble_sort.ts"
[class]{}-[func]{bubbleSortWithFlag}
/* 冒泡排序(标志优化)*/
function bubbleSortWithFlag(nums: number[]): void {
// 外循环:未排序区间为 [0, i]
for (let i = nums.length - 1; i > 0; i--) {
let flag = false; // 初始化标志位
// 内循环:将未排序区间 [0, i] 中的最大元素交换至该区间的最右端
for (let j = 0; j < i; j++) {
if (nums[j] > nums[j + 1]) {
// 交换 nums[j] 与 nums[j + 1]
let tmp = nums[j];
nums[j] = nums[j + 1];
nums[j + 1] = tmp;
flag = true; // 记录交换元素
}
}
if (!flag) break; // 此轮冒泡未交换任何元素,直接跳出
}
}
```
=== "Dart"
```dart title="bubble_sort.dart"
[class]{}-[func]{bubbleSortWithFlag}
/* 冒泡排序(标志优化)*/
void bubbleSortWithFlag(List<int> nums) {
// 外循环:未排序区间为 [0, i]
for (int i = nums.length - 1; i > 0; i--) {
bool flag = false; // 初始化标志位
// 内循环:将未排序区间 [0, i] 中的最大元素交换至该区间的最右端
for (int j = 0; j < i; j++) {
if (nums[j] > nums[j + 1]) {
// 交换 nums[j] 与 nums[j + 1]
int tmp = nums[j];
nums[j] = nums[j + 1];
nums[j + 1] = tmp;
flag = true; // 记录交换元素
}
}
if (!flag) break; // 此轮冒泡未交换任何元素,直接跳出
}
}
```
=== "Rust"
```rust title="bubble_sort.rs"
[class]{}-[func]{bubble_sort_with_flag}
/* 冒泡排序(标志优化) */
fn bubble_sort_with_flag(nums: &mut [i32]) {
// 外循环:未排序区间为 [0, i]
for i in (1..nums.len()).rev() {
let mut flag = false; // 初始化标志位
// 内循环:将未排序区间 [0, i] 中的最大元素交换至该区间的最右端
for j in 0..i {
if nums[j] > nums[j + 1] {
// 交换 nums[j] 与 nums[j + 1]
let tmp = nums[j];
nums[j] = nums[j + 1];
nums[j + 1] = tmp;
flag = true; // 记录交换元素
}
}
if !flag {break}; // 此轮冒泡未交换任何元素,直接跳出
}
}
```
=== "C"
```c title="bubble_sort.c"
[class]{}-[func]{bubbleSortWithFlag}
/* 冒泡排序(标志优化)*/
void bubbleSortWithFlag(int nums[], int size) {
// 外循环:未排序区间为 [0, i]
for (int i = 0; i < size - 1; i++) {
bool flag = false;
// 内循环:将未排序区间 [0, i] 中的最大元素交换至该区间的最右端
for (int j = 0; j < size - 1 - i; j++) {
if (nums[j] > nums[j + 1]) {
int temp = nums[j];
nums[j] = nums[j + 1];
nums[j + 1] = temp;
flag = true;
}
}
if (!flag)
break;
}
}
```
=== "Zig"
```zig title="bubble_sort.zig"
[class]{}-[func]{bubbleSortWithFlag}
// 冒泡排序(标志优化)
fn bubbleSortWithFlag(nums: []i32) void {
// 外循环:未排序区间为 [0, i]
var i: usize = nums.len - 1;
while (i > 0) : (i -= 1) {
var flag = false; // 初始化标志位
var j: usize = 0;
// 内循环:将未排序区间 [0, i] 中的最大元素交换至该区间的最右端
while (j < i) : (j += 1) {
if (nums[j] > nums[j + 1]) {
// 交换 nums[j] 与 nums[j + 1]
var tmp = nums[j];
nums[j] = nums[j + 1];
nums[j + 1] = tmp;
flag = true;
}
}
if (!flag) break; // 此轮冒泡未交换任何元素,直接跳出
}
}
```
## 11.3.3 &nbsp; 算法特性

View File

@@ -23,67 +23,367 @@ comments: true
=== "Python"
```python title="bucket_sort.py"
[class]{}-[func]{bucket_sort}
def bucket_sort(nums: list[float]):
"""桶排序"""
# 初始化 k = n/2 个桶,预期向每个桶分配 2 个元素
k = len(nums) // 2
buckets = [[] for _ in range(k)]
# 1. 将数组元素分配到各个桶中
for num in nums:
# 输入数据范围 [0, 1),使用 num * k 映射到索引范围 [0, k-1]
i = int(num * k)
# 将 num 添加进桶 i
buckets[i].append(num)
# 2. 对各个桶执行排序
for bucket in buckets:
# 使用内置排序函数,也可以替换成其他排序算法
bucket.sort()
# 3. 遍历桶合并结果
i = 0
for bucket in buckets:
for num in bucket:
nums[i] = num
i += 1
```
=== "C++"
```cpp title="bucket_sort.cpp"
[class]{}-[func]{bucketSort}
/* 桶排序 */
void bucketSort(vector<float> &nums) {
// 初始化 k = n/2 个桶,预期向每个桶分配 2 个元素
int k = nums.size() / 2;
vector<vector<float>> buckets(k);
// 1. 将数组元素分配到各个桶中
for (float num : nums) {
// 输入数据范围 [0, 1),使用 num * k 映射到索引范围 [0, k-1]
int i = num * k;
// 将 num 添加进桶 bucket_idx
buckets[i].push_back(num);
}
// 2. 对各个桶执行排序
for (vector<float> &bucket : buckets) {
// 使用内置排序函数,也可以替换成其他排序算法
sort(bucket.begin(), bucket.end());
}
// 3. 遍历桶合并结果
int i = 0;
for (vector<float> &bucket : buckets) {
for (float num : bucket) {
nums[i++] = num;
}
}
}
```
=== "Java"
```java title="bucket_sort.java"
[class]{bucket_sort}-[func]{bucketSort}
/* 桶排序 */
void bucketSort(float[] nums) {
// 初始化 k = n/2 个桶,预期向每个桶分配 2 个元素
int k = nums.length / 2;
List<List<Float>> buckets = new ArrayList<>();
for (int i = 0; i < k; i++) {
buckets.add(new ArrayList<>());
}
// 1. 将数组元素分配到各个桶中
for (float num : nums) {
// 输入数据范围 [0, 1),使用 num * k 映射到索引范围 [0, k-1]
int i = (int) (num * k);
// 将 num 添加进桶 i
buckets.get(i).add(num);
}
// 2. 对各个桶执行排序
for (List<Float> bucket : buckets) {
// 使用内置排序函数,也可以替换成其他排序算法
Collections.sort(bucket);
}
// 3. 遍历桶合并结果
int i = 0;
for (List<Float> bucket : buckets) {
for (float num : bucket) {
nums[i++] = num;
}
}
}
```
=== "C#"
```csharp title="bucket_sort.cs"
[class]{bucket_sort}-[func]{bucketSort}
/* 桶排序 */
void bucketSort(float[] nums) {
// 初始化 k = n/2 个桶,预期向每个桶分配 2 个元素
int k = nums.Length / 2;
List<List<float>> buckets = new List<List<float>>();
for (int i = 0; i < k; i++) {
buckets.Add(new List<float>());
}
// 1. 将数组元素分配到各个桶中
foreach (float num in nums) {
// 输入数据范围 [0, 1),使用 num * k 映射到索引范围 [0, k-1]
int i = (int)(num * k);
// 将 num 添加进桶 i
buckets[i].Add(num);
}
// 2. 对各个桶执行排序
foreach (List<float> bucket in buckets) {
// 使用内置排序函数,也可以替换成其他排序算法
bucket.Sort();
}
// 3. 遍历桶合并结果
int j = 0;
foreach (List<float> bucket in buckets) {
foreach (float num in bucket) {
nums[j++] = num;
}
}
}
```
=== "Go"
```go title="bucket_sort.go"
[class]{}-[func]{bucketSort}
/* 桶排序 */
func bucketSort(nums []float64) {
// 初始化 k = n/2 个桶,预期向每个桶分配 2 个元素
k := len(nums) / 2
buckets := make([][]float64, k)
for i := 0; i < k; i++ {
buckets[i] = make([]float64, 0)
}
// 1. 将数组元素分配到各个桶中
for _, num := range nums {
// 输入数据范围 [0, 1),使用 num * k 映射到索引范围 [0, k-1]
i := int(num * float64(k))
// 将 num 添加进桶 i
buckets[i] = append(buckets[i], num)
}
// 2. 对各个桶执行排序
for i := 0; i < k; i++ {
// 使用内置切片排序函数,也可以替换成其他排序算法
sort.Float64s(buckets[i])
}
// 3. 遍历桶合并结果
i := 0
for _, bucket := range buckets {
for _, num := range bucket {
nums[i] = num
i++
}
}
}
```
=== "Swift"
```swift title="bucket_sort.swift"
[class]{}-[func]{bucketSort}
/* 桶排序 */
func bucketSort(nums: inout [Double]) {
// 初始化 k = n/2 个桶,预期向每个桶分配 2 个元素
let k = nums.count / 2
var buckets = (0 ..< k).map { _ in [Double]() }
// 1. 将数组元素分配到各个桶中
for num in nums {
// 输入数据范围 [0, 1),使用 num * k 映射到索引范围 [0, k-1]
let i = Int(num * Double(k))
// 将 num 添加进桶 i
buckets[i].append(num)
}
// 2. 对各个桶执行排序
for i in buckets.indices {
// 使用内置排序函数,也可以替换成其他排序算法
buckets[i].sort()
}
// 3. 遍历桶合并结果
var i = nums.startIndex
for bucket in buckets {
for num in bucket {
nums[i] = num
nums.formIndex(after: &i)
}
}
}
```
=== "JS"
```javascript title="bucket_sort.js"
[class]{}-[func]{bucketSort}
/* 桶排序 */
function bucketSort(nums) {
// 初始化 k = n/2 个桶,预期向每个桶分配 2 个元素
const k = nums.length / 2;
const buckets = [];
for (let i = 0; i < k; i++) {
buckets.push([]);
}
// 1. 将数组元素分配到各个桶中
for (const num of nums) {
// 输入数据范围 [0, 1),使用 num * k 映射到索引范围 [0, k-1]
const i = Math.floor(num * k);
// 将 num 添加进桶 i
buckets[i].push(num);
}
// 2. 对各个桶执行排序
for (const bucket of buckets) {
// 使用内置排序函数,也可以替换成其他排序算法
bucket.sort((a, b) => a - b);
}
// 3. 遍历桶合并结果
let i = 0;
for (const bucket of buckets) {
for (const num of bucket) {
nums[i++] = num;
}
}
}
```
=== "TS"
```typescript title="bucket_sort.ts"
[class]{}-[func]{bucketSort}
/* 桶排序 */
function bucketSort(nums: number[]): void {
// 初始化 k = n/2 个桶,预期向每个桶分配 2 个元素
const k = nums.length / 2;
const buckets: number[][] = [];
for (let i = 0; i < k; i++) {
buckets.push([]);
}
// 1. 将数组元素分配到各个桶中
for (const num of nums) {
// 输入数据范围 [0, 1),使用 num * k 映射到索引范围 [0, k-1]
const i = Math.floor(num * k);
// 将 num 添加进桶 i
buckets[i].push(num);
}
// 2. 对各个桶执行排序
for (const bucket of buckets) {
// 使用内置排序函数,也可以替换成其他排序算法
bucket.sort((a, b) => a - b);
}
// 3. 遍历桶合并结果
let i = 0;
for (const bucket of buckets) {
for (const num of bucket) {
nums[i++] = num;
}
}
}
```
=== "Dart"
```dart title="bucket_sort.dart"
[class]{}-[func]{bucketSort}
/* 桶排序 */
void bucketSort(List<double> nums) {
// 初始化 k = n/2 个桶,预期向每个桶分配 2 个元素
int k = nums.length ~/ 2;
List<List<double>> buckets = List.generate(k, (index) => []);
// 1. 将数组元素分配到各个桶中
for (double num in nums) {
// 输入数据范围 [0, 1),使用 num * k 映射到索引范围 [0, k-1]
int i = (num * k).toInt();
// 将 num 添加进桶 bucket_idx
buckets[i].add(num);
}
// 2. 对各个桶执行排序
for (List<double> bucket in buckets) {
bucket.sort();
}
// 3. 遍历桶合并结果
int i = 0;
for (List<double> bucket in buckets) {
for (double num in bucket) {
nums[i++] = num;
}
}
}
```
=== "Rust"
```rust title="bucket_sort.rs"
[class]{}-[func]{bucket_sort}
/* 桶排序 */
fn bucket_sort(nums: &mut [f64]) {
// 初始化 k = n/2 个桶,预期向每个桶分配 2 个元素
let k = nums.len() / 2;
let mut buckets = vec![vec![]; k];
// 1. 将数组元素分配到各个桶中
for &mut num in &mut *nums {
// 输入数据范围 [0, 1),使用 num * k 映射到索引范围 [0, k-1]
let i = (num * k as f64) as usize;
// 将 num 添加进桶 i
buckets[i].push(num);
}
// 2. 对各个桶执行排序
for bucket in &mut buckets {
// 使用内置排序函数,也可以替换成其他排序算法
bucket.sort_by(|a, b| a.partial_cmp(b).unwrap());
}
// 3. 遍历桶合并结果
let mut i = 0;
for bucket in &mut buckets {
for &mut num in bucket {
nums[i] = num;
i += 1;
}
}
}
```
=== "C"
```c title="bucket_sort.c"
[class]{}-[func]{bucketSort}
/* 桶排序 */
void bucketSort(float nums[], int size) {
// 初始化 k = n/2 个桶,预期向每个桶分配 2 个元素
int k = size / 2;
float **buckets = calloc(k, sizeof(float *));
for (int i = 0; i < k; i++) {
// 每个桶最多可以分配 k 个元素
buckets[i] = calloc(ARRAY_SIZE, sizeof(float));
}
// 1. 将数组元素分配到各个桶中
for (int i = 0; i < size; i++) {
// 输入数据范围 [0, 1),使用 num * k 映射到索引范围 [0, k-1]
int bucket_idx = nums[i] * k;
int j = 0;
// 如果桶中有数据且数据小于当前值 nums[i], 要将其放到当前桶的后面,相当于 cpp 中的 push_back
while (buckets[bucket_idx][j] > 0 && buckets[bucket_idx][j] < nums[i]) {
j++;
}
float temp = nums[i];
while (j < ARRAY_SIZE && buckets[bucket_idx][j] > 0) {
swap(&temp, &buckets[bucket_idx][j]);
j++;
}
buckets[bucket_idx][j] = temp;
}
// 2. 对各个桶执行排序
for (int i = 0; i < k; i++) {
qsort(buckets[i], ARRAY_SIZE, sizeof(float), compare_float);
}
// 3. 遍历桶合并结果
for (int i = 0, j = 0; j < k; j++) {
for (int l = 0; l < ARRAY_SIZE; l++) {
if (buckets[j][l] > 0) {
nums[i++] = buckets[j][l];
}
}
}
// 释放上述分配的内存
for (int i = 0; i < k; i++) {
free(buckets[i]);
}
free(buckets);
}
```
=== "Zig"

View File

@@ -21,67 +21,294 @@ comments: true
=== "Python"
```python title="counting_sort.py"
[class]{}-[func]{counting_sort_naive}
def counting_sort_naive(nums: list[int]):
"""计数排序"""
# 简单实现,无法用于排序对象
# 1. 统计数组最大元素 m
m = 0
for num in nums:
m = max(m, num)
# 2. 统计各数字的出现次数
# counter[num] 代表 num 的出现次数
counter = [0] * (m + 1)
for num in nums:
counter[num] += 1
# 3. 遍历 counter ,将各元素填入原数组 nums
i = 0
for num in range(m + 1):
for _ in range(counter[num]):
nums[i] = num
i += 1
```
=== "C++"
```cpp title="counting_sort.cpp"
[class]{}-[func]{countingSortNaive}
/* 计数排序 */
// 简单实现,无法用于排序对象
void countingSortNaive(vector<int> &nums) {
// 1. 统计数组最大元素 m
int m = 0;
for (int num : nums) {
m = max(m, num);
}
// 2. 统计各数字的出现次数
// counter[num] 代表 num 的出现次数
vector<int> counter(m + 1, 0);
for (int num : nums) {
counter[num]++;
}
// 3. 遍历 counter ,将各元素填入原数组 nums
int i = 0;
for (int num = 0; num < m + 1; num++) {
for (int j = 0; j < counter[num]; j++, i++) {
nums[i] = num;
}
}
}
```
=== "Java"
```java title="counting_sort.java"
[class]{counting_sort}-[func]{countingSortNaive}
/* 计数排序 */
// 简单实现,无法用于排序对象
void countingSortNaive(int[] nums) {
// 1. 统计数组最大元素 m
int m = 0;
for (int num : nums) {
m = Math.max(m, num);
}
// 2. 统计各数字的出现次数
// counter[num] 代表 num 的出现次数
int[] counter = new int[m + 1];
for (int num : nums) {
counter[num]++;
}
// 3. 遍历 counter ,将各元素填入原数组 nums
int i = 0;
for (int num = 0; num < m + 1; num++) {
for (int j = 0; j < counter[num]; j++, i++) {
nums[i] = num;
}
}
}
```
=== "C#"
```csharp title="counting_sort.cs"
[class]{counting_sort}-[func]{countingSortNaive}
/* 计数排序 */
// 简单实现,无法用于排序对象
void countingSortNaive(int[] nums) {
// 1. 统计数组最大元素 m
int m = 0;
foreach (int num in nums) {
m = Math.Max(m, num);
}
// 2. 统计各数字的出现次数
// counter[num] 代表 num 的出现次数
int[] counter = new int[m + 1];
foreach (int num in nums) {
counter[num]++;
}
// 3. 遍历 counter ,将各元素填入原数组 nums
int i = 0;
for (int num = 0; num < m + 1; num++) {
for (int j = 0; j < counter[num]; j++, i++) {
nums[i] = num;
}
}
}
```
=== "Go"
```go title="counting_sort.go"
[class]{}-[func]{countingSortNaive}
/* 计数排序 */
// 简单实现,无法用于排序对象
func countingSortNaive(nums []int) {
// 1. 统计数组最大元素 m
m := 0
for _, num := range nums {
if num > m {
m = num
}
}
// 2. 统计各数字的出现次数
// counter[num] 代表 num 的出现次数
counter := make([]int, m+1)
for _, num := range nums {
counter[num]++
}
// 3. 遍历 counter ,将各元素填入原数组 nums
for i, num := 0, 0; num < m+1; num++ {
for j := 0; j < counter[num]; j++ {
nums[i] = num
i++
}
}
}
```
=== "Swift"
```swift title="counting_sort.swift"
[class]{}-[func]{countingSortNaive}
/* 计数排序 */
// 简单实现,无法用于排序对象
func countingSortNaive(nums: inout [Int]) {
// 1. 统计数组最大元素 m
let m = nums.max()!
// 2. 统计各数字的出现次数
// counter[num] 代表 num 的出现次数
var counter = Array(repeating: 0, count: m + 1)
for num in nums {
counter[num] += 1
}
// 3. 遍历 counter ,将各元素填入原数组 nums
var i = 0
for num in stride(from: 0, to: m + 1, by: 1) {
for _ in stride(from: 0, to: counter[num], by: 1) {
nums[i] = num
i += 1
}
}
}
```
=== "JS"
```javascript title="counting_sort.js"
[class]{}-[func]{countingSortNaive}
/* 计数排序 */
// 简单实现,无法用于排序对象
function countingSortNaive(nums) {
// 1. 统计数组最大元素 m
let m = 0;
for (const num of nums) {
m = Math.max(m, num);
}
// 2. 统计各数字的出现次数
// counter[num] 代表 num 的出现次数
const counter = new Array(m + 1).fill(0);
for (const num of nums) {
counter[num]++;
}
// 3. 遍历 counter ,将各元素填入原数组 nums
let i = 0;
for (let num = 0; num < m + 1; num++) {
for (let j = 0; j < counter[num]; j++, i++) {
nums[i] = num;
}
}
}
```
=== "TS"
```typescript title="counting_sort.ts"
[class]{}-[func]{countingSortNaive}
/* 计数排序 */
// 简单实现,无法用于排序对象
function countingSortNaive(nums: number[]): void {
// 1. 统计数组最大元素 m
let m = 0;
for (const num of nums) {
m = Math.max(m, num);
}
// 2. 统计各数字的出现次数
// counter[num] 代表 num 的出现次数
const counter: number[] = new Array<number>(m + 1).fill(0);
for (const num of nums) {
counter[num]++;
}
// 3. 遍历 counter ,将各元素填入原数组 nums
let i = 0;
for (let num = 0; num < m + 1; num++) {
for (let j = 0; j < counter[num]; j++, i++) {
nums[i] = num;
}
}
}
```
=== "Dart"
```dart title="counting_sort.dart"
[class]{}-[func]{countingSortNaive}
/* 计数排序 */
// 简单实现,无法用于排序对象
void countingSortNaive(List<int> nums) {
// 1. 统计数组最大元素 m
int m = 0;
for (int num in nums) {
m = max(m, num);
}
// 2. 统计各数字的出现次数
// counter[num] 代表 num 的出现次数
List<int> counter = List.filled(m + 1, 0);
for (int num in nums) {
counter[num]++;
}
// 3. 遍历 counter ,将各元素填入原数组 nums
int i = 0;
for (int num = 0; num < m + 1; num++) {
for (int j = 0; j < counter[num]; j++, i++) {
nums[i] = num;
}
}
}
```
=== "Rust"
```rust title="counting_sort.rs"
[class]{}-[func]{counting_sort_naive}
/* 计数排序 */
// 简单实现,无法用于排序对象
fn counting_sort_naive(nums: &mut [i32]) {
// 1. 统计数组最大元素 m
let m = *nums.into_iter().max().unwrap();
// 2. 统计各数字的出现次数
// counter[num] 代表 num 的出现次数
let mut counter = vec![0; m as usize + 1];
for &num in &*nums {
counter[num as usize] += 1;
}
// 3. 遍历 counter ,将各元素填入原数组 nums
let mut i = 0;
for num in 0..m + 1 {
for _ in 0..counter[num as usize] {
nums[i] = num;
i += 1;
}
}
}
```
=== "C"
```c title="counting_sort.c"
[class]{}-[func]{countingSortNaive}
/* 计数排序 */
// 简单实现,无法用于排序对象
void countingSortNaive(int nums[], int size) {
// 1. 统计数组最大元素 m
int m = 0;
for (int i = 0; i < size; i++) {
if (nums[i] > m) {
m = nums[i];
}
}
// 2. 统计各数字的出现次数
// counter[num] 代表 num 的出现次数
int *counter = malloc(sizeof(int) * m);
for (int i = 0; i < size; i++) {
counter[nums[i]]++;
}
// 3. 遍历 counter ,将各元素填入原数组 nums
int i = 0;
for (int num = 0; num < m + 1; num++) {
for (int j = 0; j < counter[num]; j++, i++) {
nums[i] = num;
}
}
}
```
=== "Zig"
@@ -142,67 +369,401 @@ $$
=== "Python"
```python title="counting_sort.py"
[class]{}-[func]{counting_sort}
def counting_sort(nums: list[int]):
"""计数排序"""
# 完整实现,可排序对象,并且是稳定排序
# 1. 统计数组最大元素 m
m = max(nums)
# 2. 统计各数字的出现次数
# counter[num] 代表 num 的出现次数
counter = [0] * (m + 1)
for num in nums:
counter[num] += 1
# 3. 求 counter 的前缀和,将“出现次数”转换为“尾索引”
# 即 counter[num]-1 是 num 在 res 中最后一次出现的索引
for i in range(m):
counter[i + 1] += counter[i]
# 4. 倒序遍历 nums ,将各元素填入结果数组 res
# 初始化数组 res 用于记录结果
n = len(nums)
res = [0] * n
for i in range(n - 1, -1, -1):
num = nums[i]
res[counter[num] - 1] = num # 将 num 放置到对应索引处
counter[num] -= 1 # 令前缀和自减 1 ,得到下次放置 num 的索引
# 使用结果数组 res 覆盖原数组 nums
for i in range(n):
nums[i] = res[i]
```
=== "C++"
```cpp title="counting_sort.cpp"
[class]{}-[func]{countingSort}
/* 计数排序 */
// 完整实现,可排序对象,并且是稳定排序
void countingSort(vector<int> &nums) {
// 1. 统计数组最大元素 m
int m = 0;
for (int num : nums) {
m = max(m, num);
}
// 2. 统计各数字的出现次数
// counter[num] 代表 num 的出现次数
vector<int> counter(m + 1, 0);
for (int num : nums) {
counter[num]++;
}
// 3. 求 counter 的前缀和,将“出现次数”转换为“尾索引”
// 即 counter[num]-1 是 num 在 res 中最后一次出现的索引
for (int i = 0; i < m; i++) {
counter[i + 1] += counter[i];
}
// 4. 倒序遍历 nums ,将各元素填入结果数组 res
// 初始化数组 res 用于记录结果
int n = nums.size();
vector<int> res(n);
for (int i = n - 1; i >= 0; i--) {
int num = nums[i];
res[counter[num] - 1] = num; // 将 num 放置到对应索引处
counter[num]--; // 令前缀和自减 1 ,得到下次放置 num 的索引
}
// 使用结果数组 res 覆盖原数组 nums
nums = res;
}
```
=== "Java"
```java title="counting_sort.java"
[class]{counting_sort}-[func]{countingSort}
/* 计数排序 */
// 完整实现,可排序对象,并且是稳定排序
void countingSort(int[] nums) {
// 1. 统计数组最大元素 m
int m = 0;
for (int num : nums) {
m = Math.max(m, num);
}
// 2. 统计各数字的出现次数
// counter[num] 代表 num 的出现次数
int[] counter = new int[m + 1];
for (int num : nums) {
counter[num]++;
}
// 3. 求 counter 的前缀和,将“出现次数”转换为“尾索引”
// 即 counter[num]-1 是 num 在 res 中最后一次出现的索引
for (int i = 0; i < m; i++) {
counter[i + 1] += counter[i];
}
// 4. 倒序遍历 nums ,将各元素填入结果数组 res
// 初始化数组 res 用于记录结果
int n = nums.length;
int[] res = new int[n];
for (int i = n - 1; i >= 0; i--) {
int num = nums[i];
res[counter[num] - 1] = num; // 将 num 放置到对应索引处
counter[num]--; // 令前缀和自减 1 ,得到下次放置 num 的索引
}
// 使用结果数组 res 覆盖原数组 nums
for (int i = 0; i < n; i++) {
nums[i] = res[i];
}
}
```
=== "C#"
```csharp title="counting_sort.cs"
[class]{counting_sort}-[func]{countingSort}
/* 计数排序 */
// 完整实现,可排序对象,并且是稳定排序
void countingSort(int[] nums) {
// 1. 统计数组最大元素 m
int m = 0;
foreach (int num in nums) {
m = Math.Max(m, num);
}
// 2. 统计各数字的出现次数
// counter[num] 代表 num 的出现次数
int[] counter = new int[m + 1];
foreach (int num in nums) {
counter[num]++;
}
// 3. 求 counter 的前缀和,将“出现次数”转换为“尾索引”
// 即 counter[num]-1 是 num 在 res 中最后一次出现的索引
for (int i = 0; i < m; i++) {
counter[i + 1] += counter[i];
}
// 4. 倒序遍历 nums ,将各元素填入结果数组 res
// 初始化数组 res 用于记录结果
int n = nums.Length;
int[] res = new int[n];
for (int i = n - 1; i >= 0; i--) {
int num = nums[i];
res[counter[num] - 1] = num; // 将 num 放置到对应索引处
counter[num]--; // 令前缀和自减 1 ,得到下次放置 num 的索引
}
// 使用结果数组 res 覆盖原数组 nums
for (int i = 0; i < n; i++) {
nums[i] = res[i];
}
}
```
=== "Go"
```go title="counting_sort.go"
[class]{}-[func]{countingSort}
/* 计数排序 */
// 完整实现,可排序对象,并且是稳定排序
func countingSort(nums []int) {
// 1. 统计数组最大元素 m
m := 0
for _, num := range nums {
if num > m {
m = num
}
}
// 2. 统计各数字的出现次数
// counter[num] 代表 num 的出现次数
counter := make([]int, m+1)
for _, num := range nums {
counter[num]++
}
// 3. 求 counter 的前缀和,将“出现次数”转换为“尾索引”
// 即 counter[num]-1 是 num 在 res 中最后一次出现的索引
for i := 0; i < m; i++ {
counter[i+1] += counter[i]
}
// 4. 倒序遍历 nums ,将各元素填入结果数组 res
// 初始化数组 res 用于记录结果
n := len(nums)
res := make([]int, n)
for i := n - 1; i >= 0; i-- {
num := nums[i]
// 将 num 放置到对应索引处
res[counter[num]-1] = num
// 令前缀和自减 1 ,得到下次放置 num 的索引
counter[num]--
}
// 使用结果数组 res 覆盖原数组 nums
copy(nums, res)
}
```
=== "Swift"
```swift title="counting_sort.swift"
[class]{}-[func]{countingSort}
/* 计数排序 */
// 完整实现,可排序对象,并且是稳定排序
func countingSort(nums: inout [Int]) {
// 1. 统计数组最大元素 m
let m = nums.max()!
// 2. 统计各数字的出现次数
// counter[num] 代表 num 的出现次数
var counter = Array(repeating: 0, count: m + 1)
for num in nums {
counter[num] += 1
}
// 3. 求 counter 的前缀和,将“出现次数”转换为“尾索引”
// 即 counter[num]-1 是 num 在 res 中最后一次出现的索引
for i in stride(from: 0, to: m, by: 1) {
counter[i + 1] += counter[i]
}
// 4. 倒序遍历 nums ,将各元素填入结果数组 res
// 初始化数组 res 用于记录结果
var res = Array(repeating: 0, count: nums.count)
for i in stride(from: nums.count - 1, through: 0, by: -1) {
let num = nums[i]
res[counter[num] - 1] = num // 将 num 放置到对应索引处
counter[num] -= 1 // 令前缀和自减 1 ,得到下次放置 num 的索引
}
// 使用结果数组 res 覆盖原数组 nums
for i in stride(from: 0, to: nums.count, by: 1) {
nums[i] = res[i]
}
}
```
=== "JS"
```javascript title="counting_sort.js"
[class]{}-[func]{countingSort}
/* 计数排序 */
// 完整实现,可排序对象,并且是稳定排序
function countingSort(nums) {
// 1. 统计数组最大元素 m
let m = 0;
for (const num of nums) {
m = Math.max(m, num);
}
// 2. 统计各数字的出现次数
// counter[num] 代表 num 的出现次数
const counter = new Array(m + 1).fill(0);
for (const num of nums) {
counter[num]++;
}
// 3. 求 counter 的前缀和,将“出现次数”转换为“尾索引”
// 即 counter[num]-1 是 num 在 res 中最后一次出现的索引
for (let i = 0; i < m; i++) {
counter[i + 1] += counter[i];
}
// 4. 倒序遍历 nums ,将各元素填入结果数组 res
// 初始化数组 res 用于记录结果
const n = nums.length;
const res = new Array(n);
for (let i = n - 1; i >= 0; i--) {
const num = nums[i];
res[counter[num] - 1] = num; // 将 num 放置到对应索引处
counter[num]--; // 令前缀和自减 1 ,得到下次放置 num 的索引
}
// 使用结果数组 res 覆盖原数组 nums
for (let i = 0; i < n; i++) {
nums[i] = res[i];
}
}
```
=== "TS"
```typescript title="counting_sort.ts"
[class]{}-[func]{countingSort}
/* 计数排序 */
// 完整实现,可排序对象,并且是稳定排序
function countingSort(nums: number[]): void {
// 1. 统计数组最大元素 m
let m = 0;
for (const num of nums) {
m = Math.max(m, num);
}
// 2. 统计各数字的出现次数
// counter[num] 代表 num 的出现次数
const counter: number[] = new Array<number>(m + 1).fill(0);
for (const num of nums) {
counter[num]++;
}
// 3. 求 counter 的前缀和,将“出现次数”转换为“尾索引”
// 即 counter[num]-1 是 num 在 res 中最后一次出现的索引
for (let i = 0; i < m; i++) {
counter[i + 1] += counter[i];
}
// 4. 倒序遍历 nums ,将各元素填入结果数组 res
// 初始化数组 res 用于记录结果
const n = nums.length;
const res: number[] = new Array<number>(n);
for (let i = n - 1; i >= 0; i--) {
const num = nums[i];
res[counter[num] - 1] = num; // 将 num 放置到对应索引处
counter[num]--; // 令前缀和自减 1 ,得到下次放置 num 的索引
}
// 使用结果数组 res 覆盖原数组 nums
for (let i = 0; i < n; i++) {
nums[i] = res[i];
}
}
```
=== "Dart"
```dart title="counting_sort.dart"
[class]{}-[func]{countingSort}
/* 计数排序 */
// 完整实现,可排序对象,并且是稳定排序
void countingSort(List<int> nums) {
// 1. 统计数组最大元素 m
int m = 0;
for (int num in nums) {
m = max(m, num);
}
// 2. 统计各数字的出现次数
// counter[num] 代表 num 的出现次数
List<int> counter = List.filled(m + 1, 0);
for (int num in nums) {
counter[num]++;
}
// 3. 求 counter 的前缀和,将“出现次数”转换为“尾索引”
// 即 counter[num]-1 是 num 在 res 中最后一次出现的索引
for (int i = 0; i < m; i++) {
counter[i + 1] += counter[i];
}
// 4. 倒序遍历 nums ,将各元素填入结果数组 res
// 初始化数组 res 用于记录结果
int n = nums.length;
List<int> res = List.filled(n, 0);
for (int i = n - 1; i >= 0; i--) {
int num = nums[i];
res[counter[num] - 1] = num; // 将 num 放置到对应索引处
counter[num]--; // 令前缀和自减 1 ,得到下次放置 num 的索引
}
// 使用结果数组 res 覆盖原数组 nums
nums.setAll(0, res);
}
```
=== "Rust"
```rust title="counting_sort.rs"
[class]{}-[func]{counting_sort}
/* 计数排序 */
// 完整实现,可排序对象,并且是稳定排序
fn counting_sort(nums: &mut [i32]) {
// 1. 统计数组最大元素 m
let m = *nums.into_iter().max().unwrap();
// 2. 统计各数字的出现次数
// counter[num] 代表 num 的出现次数
let mut counter = vec![0; m as usize + 1];
for &num in &*nums {
counter[num as usize] += 1;
}
// 3. 求 counter 的前缀和,将“出现次数”转换为“尾索引”
// 即 counter[num]-1 是 num 在 res 中最后一次出现的索引
for i in 0..m as usize {
counter[i + 1] += counter[i];
}
// 4. 倒序遍历 nums ,将各元素填入结果数组 res
// 初始化数组 res 用于记录结果
let n = nums.len();
let mut res = vec![0; n];
for i in (0..n).rev() {
let num = nums[i];
res[counter[num as usize] - 1] = num; // 将 num 放置到对应索引处
counter[num as usize] -= 1; // 令前缀和自减 1 ,得到下次放置 num 的索引
}
// 使用结果数组 res 覆盖原数组 nums
for i in 0..n {
nums[i] = res[i];
}
}
```
=== "C"
```c title="counting_sort.c"
[class]{}-[func]{countingSort}
/* 计数排序 */
// 完整实现,可排序对象,并且是稳定排序
void countingSort(int nums[], int size) {
// 1. 统计数组最大元素 m
int m = 0;
for (int i = 0; i < size; i++) {
if (nums[i] > m) {
m = nums[i];
}
}
// 2. 统计各数字的出现次数
// counter[num] 代表 num 的出现次数
int *counter = malloc(sizeof(int) * m);
for (int i = 0; i < size; i++) {
counter[nums[i]]++;
}
// 3. 求 counter 的前缀和,将“出现次数”转换为“尾索引”
// 即 counter[num]-1 是 num 在 res 中最后一次出现的索引
for (int i = 0; i < m; i++) {
counter[i + 1] += counter[i];
}
// 4. 倒序遍历 nums ,将各元素填入结果数组 res
// 初始化数组 res 用于记录结果
int *res = malloc(sizeof(int) * size);
for (int i = size - 1; i >= 0; i--) {
int num = nums[i];
res[counter[num] - 1] = num; // 将 num 放置到对应索引处
counter[num]--; // 令前缀和自减 1 ,得到下次放置 num 的索引
}
// 使用结果数组 res 覆盖原数组 nums
memcpy(nums, res, size * sizeof(int));
}
```
=== "Zig"

View File

@@ -71,89 +71,467 @@ comments: true
=== "Python"
```python title="heap_sort.py"
[class]{}-[func]{sift_down}
def sift_down(nums: list[int], n: int, i: int):
"""堆的长度为 n ,从节点 i 开始,从顶至底堆化"""
while True:
# 判断节点 i, l, r 中值最大的节点,记为 ma
l = 2 * i + 1
r = 2 * i + 2
ma = i
if l < n and nums[l] > nums[ma]:
ma = l
if r < n and nums[r] > nums[ma]:
ma = r
# 若节点 i 最大或索引 l, r 越界,则无须继续堆化,跳出
if ma == i:
break
# 交换两节点
nums[i], nums[ma] = nums[ma], nums[i]
# 循环向下堆化
i = ma
[class]{}-[func]{heap_sort}
def heap_sort(nums: list[int]):
"""堆排序"""
# 建堆操作:堆化除叶节点以外的其他所有节点
for i in range(len(nums) // 2 - 1, -1, -1):
sift_down(nums, len(nums), i)
# 从堆中提取最大元素,循环 n-1 轮
for i in range(len(nums) - 1, 0, -1):
# 交换根节点与最右叶节点(即交换首元素与尾元素)
nums[0], nums[i] = nums[i], nums[0]
# 以根节点为起点,从顶至底进行堆化
sift_down(nums, i, 0)
```
=== "C++"
```cpp title="heap_sort.cpp"
[class]{}-[func]{siftDown}
/* 堆的长度为 n ,从节点 i 开始,从顶至底堆化 */
void siftDown(vector<int> &nums, int n, int i) {
while (true) {
// 判断节点 i, l, r 中值最大的节点,记为 ma
int l = 2 * i + 1;
int r = 2 * i + 2;
int ma = i;
if (l < n && nums[l] > nums[ma])
ma = l;
if (r < n && nums[r] > nums[ma])
ma = r;
// 若节点 i 最大或索引 l, r 越界,则无须继续堆化,跳出
if (ma == i) {
break;
}
// 交换两节点
swap(nums[i], nums[ma]);
// 循环向下堆化
i = ma;
}
}
[class]{}-[func]{heapSort}
/* 堆排序 */
void heapSort(vector<int> &nums) {
// 建堆操作:堆化除叶节点以外的其他所有节点
for (int i = nums.size() / 2 - 1; i >= 0; --i) {
siftDown(nums, nums.size(), i);
}
// 从堆中提取最大元素,循环 n-1 轮
for (int i = nums.size() - 1; i > 0; --i) {
// 交换根节点与最右叶节点(即交换首元素与尾元素)
swap(nums[0], nums[i]);
// 以根节点为起点,从顶至底进行堆化
siftDown(nums, i, 0);
}
}
```
=== "Java"
```java title="heap_sort.java"
[class]{heap_sort}-[func]{siftDown}
/* 堆的长度为 n ,从节点 i 开始,从顶至底堆化 */
void siftDown(int[] nums, int n, int i) {
while (true) {
// 判断节点 i, l, r 中值最大的节点,记为 ma
int l = 2 * i + 1;
int r = 2 * i + 2;
int ma = i;
if (l < n && nums[l] > nums[ma])
ma = l;
if (r < n && nums[r] > nums[ma])
ma = r;
// 若节点 i 最大或索引 l, r 越界,则无须继续堆化,跳出
if (ma == i)
break;
// 交换两节点
int temp = nums[i];
nums[i] = nums[ma];
nums[ma] = temp;
// 循环向下堆化
i = ma;
}
}
[class]{heap_sort}-[func]{heapSort}
/* 堆排序 */
void heapSort(int[] nums) {
// 建堆操作:堆化除叶节点以外的其他所有节点
for (int i = nums.length / 2 - 1; i >= 0; i--) {
siftDown(nums, nums.length, i);
}
// 从堆中提取最大元素,循环 n-1 轮
for (int i = nums.length - 1; i > 0; i--) {
// 交换根节点与最右叶节点(即交换首元素与尾元素)
int tmp = nums[0];
nums[0] = nums[i];
nums[i] = tmp;
// 以根节点为起点,从顶至底进行堆化
siftDown(nums, i, 0);
}
}
```
=== "C#"
```csharp title="heap_sort.cs"
[class]{heap_sort}-[func]{siftDown}
/* 堆的长度为 n ,从节点 i 开始,从顶至底堆化 */
void siftDown(int[] nums, int n, int i) {
while (true) {
// 判断节点 i, l, r 中值最大的节点,记为 ma
int l = 2 * i + 1;
int r = 2 * i + 2;
int ma = i;
if (l < n && nums[l] > nums[ma])
ma = l;
if (r < n && nums[r] > nums[ma])
ma = r;
// 若节点 i 最大或索引 l, r 越界,则无须继续堆化,跳出
if (ma == i)
break;
// 交换两节点
(nums[ma], nums[i]) = (nums[i], nums[ma]);
// 循环向下堆化
i = ma;
}
}
[class]{heap_sort}-[func]{heapSort}
/* 堆排序 */
void heapSort(int[] nums) {
// 建堆操作:堆化除叶节点以外的其他所有节点
for (int i = nums.Length / 2 - 1; i >= 0; i--) {
siftDown(nums, nums.Length, i);
}
// 从堆中提取最大元素,循环 n-1 轮
for (int i = nums.Length - 1; i > 0; i--) {
// 交换根节点与最右叶节点(即交换首元素与尾元素)
(nums[i], nums[0]) = (nums[0], nums[i]);
// 以根节点为起点,从顶至底进行堆化
siftDown(nums, i, 0);
}
}
```
=== "Go"
```go title="heap_sort.go"
[class]{}-[func]{siftDown}
/* 堆的长度为 n ,从节点 i 开始,从顶至底堆化 */
func siftDown(nums *[]int, n, i int) {
for true {
// 判断节点 i, l, r 中值最大的节点,记为 ma
l := 2*i + 1
r := 2*i + 2
ma := i
if l < n && (*nums)[l] > (*nums)[ma] {
ma = l
}
if r < n && (*nums)[r] > (*nums)[ma] {
ma = r
}
// 若节点 i 最大或索引 l, r 越界,则无须继续堆化,跳出
if ma == i {
break
}
// 交换两节点
(*nums)[i], (*nums)[ma] = (*nums)[ma], (*nums)[i]
// 循环向下堆化
i = ma
}
}
[class]{}-[func]{heapSort}
/* 堆排序 */
func heapSort(nums *[]int) {
// 建堆操作:堆化除叶节点以外的其他所有节点
for i := len(*nums)/2 - 1; i >= 0; i-- {
siftDown(nums, len(*nums), i)
}
// 从堆中提取最大元素,循环 n-1 轮
for i := len(*nums) - 1; i > 0; i-- {
// 交换根节点与最右叶节点(即交换首元素与尾元素)
(*nums)[0], (*nums)[i] = (*nums)[i], (*nums)[0]
// 以根节点为起点,从顶至底进行堆化
siftDown(nums, i, 0)
}
}
```
=== "Swift"
```swift title="heap_sort.swift"
[class]{}-[func]{siftDown}
/* 堆的长度为 n ,从节点 i 开始,从顶至底堆化 */
func siftDown(nums: inout [Int], n: Int, i: Int) {
var i = i
while true {
// 判断节点 i, l, r 中值最大的节点,记为 ma
let l = 2 * i + 1
let r = 2 * i + 2
var ma = i
if l < n, nums[l] > nums[ma] {
ma = l
}
if r < n, nums[r] > nums[ma] {
ma = r
}
// 若节点 i 最大或索引 l, r 越界,则无须继续堆化,跳出
if ma == i {
break
}
// 交换两节点
nums.swapAt(i, ma)
// 循环向下堆化
i = ma
}
}
[class]{}-[func]{heapSort}
/* 堆排序 */
func heapSort(nums: inout [Int]) {
// 建堆操作:堆化除叶节点以外的其他所有节点
for i in stride(from: nums.count / 2 - 1, through: 0, by: -1) {
siftDown(nums: &nums, n: nums.count, i: i)
}
// 从堆中提取最大元素,循环 n-1 轮
for i in stride(from: nums.count - 1, to: 0, by: -1) {
// 交换根节点与最右叶节点(即交换首元素与尾元素)
nums.swapAt(0, i)
// 以根节点为起点,从顶至底进行堆化
siftDown(nums: &nums, n: i, i: 0)
}
}
```
=== "JS"
```javascript title="heap_sort.js"
[class]{}-[func]{siftDown}
/* 堆的长度为 n ,从节点 i 开始,从顶至底堆化 */
function siftDown(nums, n, i) {
while (true) {
// 判断节点 i, l, r 中值最大的节点,记为 ma
let l = 2 * i + 1;
let r = 2 * i + 2;
let ma = i;
if (l < n && nums[l] > nums[ma]) {
ma = l;
}
if (r < n && nums[r] > nums[ma]) {
ma = r;
}
// 若节点 i 最大或索引 l, r 越界,则无须继续堆化,跳出
if (ma === i) {
break;
}
// 交换两节点
[nums[i], nums[ma]] = [nums[ma], nums[i]];
// 循环向下堆化
i = ma;
}
}
[class]{}-[func]{heapSort}
/* 堆排序 */
function heapSort(nums) {
// 建堆操作:堆化除叶节点以外的其他所有节点
for (let i = Math.floor(nums.length / 2) - 1; i >= 0; i--) {
siftDown(nums, nums.length, i);
}
// 从堆中提取最大元素,循环 n-1 轮
for (let i = nums.length - 1; i > 0; i--) {
// 交换根节点与最右叶节点(即交换首元素与尾元素)
[nums[0], nums[i]] = [nums[i], nums[0]];
// 以根节点为起点,从顶至底进行堆化
siftDown(nums, i, 0);
}
}
```
=== "TS"
```typescript title="heap_sort.ts"
[class]{}-[func]{siftDown}
/* 堆的长度为 n ,从节点 i 开始,从顶至底堆化 */
function siftDown(nums: number[], n: number, i: number): void {
while (true) {
// 判断节点 i, l, r 中值最大的节点,记为 ma
let l = 2 * i + 1;
let r = 2 * i + 2;
let ma = i;
if (l < n && nums[l] > nums[ma]) {
ma = l;
}
if (r < n && nums[r] > nums[ma]) {
ma = r;
}
// 若节点 i 最大或索引 l, r 越界,则无须继续堆化,跳出
if (ma === i) {
break;
}
// 交换两节点
[nums[i], nums[ma]] = [nums[ma], nums[i]];
// 循环向下堆化
i = ma;
}
}
[class]{}-[func]{heapSort}
/* 堆排序 */
function heapSort(nums: number[]): void {
// 建堆操作:堆化除叶节点以外的其他所有节点
for (let i = Math.floor(nums.length / 2) - 1; i >= 0; i--) {
siftDown(nums, nums.length, i);
}
// 从堆中提取最大元素,循环 n-1 轮
for (let i = nums.length - 1; i > 0; i--) {
// 交换根节点与最右叶节点(即交换首元素与尾元素)
[nums[0], nums[i]] = [nums[i], nums[0]];
// 以根节点为起点,从顶至底进行堆化
siftDown(nums, i, 0);
}
}
```
=== "Dart"
```dart title="heap_sort.dart"
[class]{}-[func]{siftDown}
/* 堆的长度为 n ,从节点 i 开始,从顶至底堆化 */
void siftDown(List<int> nums, int n, int i) {
while (true) {
// 判断节点 i, l, r 中值最大的节点,记为 ma
int l = 2 * i + 1;
int r = 2 * i + 2;
int ma = i;
if (l < n && nums[l] > nums[ma]) ma = l;
if (r < n && nums[r] > nums[ma]) ma = r;
// 若节点 i 最大或索引 l, r 越界,则无须继续堆化,跳出
if (ma == i) break;
// 交换两节点
int temp = nums[i];
nums[i] = nums[ma];
nums[ma] = temp;
// 循环向下堆化
i = ma;
}
}
[class]{}-[func]{heapSort}
/* 堆排序 */
void heapSort(List<int> nums) {
// 建堆操作:堆化除叶节点以外的其他所有节点
for (int i = nums.length ~/ 2 - 1; i >= 0; i--) {
siftDown(nums, nums.length, i);
}
// 从堆中提取最大元素,循环 n-1 轮
for (int i = nums.length - 1; i > 0; i--) {
// 交换根节点与最右叶节点(即交换首元素与尾元素)
int tmp = nums[0];
nums[0] = nums[i];
nums[i] = tmp;
// 以根节点为起点,从顶至底进行堆化
siftDown(nums, i, 0);
}
}
```
=== "Rust"
```rust title="heap_sort.rs"
[class]{}-[func]{sift_down}
/* 堆的长度为 n ,从节点 i 开始,从顶至底堆化 */
fn sift_down(nums: &mut [i32], n: usize, mut i: usize) {
loop {
// 判断节点 i, l, r 中值最大的节点,记为 ma
let l = 2 * i + 1;
let r = 2 * i + 2;
let mut ma = i;
if l < n && nums[l] > nums[ma] {
ma = l;
}
if r < n && nums[r] > nums[ma] {
ma = r;
}
// 若节点 i 最大或索引 l, r 越界,则无须继续堆化,跳出
if ma == i {
break;
}
// 交换两节点
let temp = nums[i];
nums[i] = nums[ma];
nums[ma] = temp;
// 循环向下堆化
i = ma;
}
}
[class]{}-[func]{heap_sort}
/* 堆排序 */
fn heap_sort(nums: &mut [i32]) {
// 建堆操作:堆化除叶节点以外的其他所有节点
for i in (0..=nums.len() / 2 - 1).rev() {
sift_down(nums, nums.len(), i);
}
// 从堆中提取最大元素,循环 n-1 轮
for i in (1..=nums.len() - 1).rev() {
// 交换根节点与最右叶节点(即交换首元素与尾元素)
let tmp = nums[0];
nums[0] = nums[i];
nums[i] = tmp;
// 以根节点为起点,从顶至底进行堆化
sift_down(nums, i, 0);
}
}
```
=== "C"
```c title="heap_sort.c"
[class]{}-[func]{siftDown}
/* 堆的长度为 n ,从节点 i 开始,从顶至底堆化 */
void siftDown(int nums[], int n, int i) {
while (1) {
// 判断节点 i, l, r 中值最大的节点,记为 ma
int l = 2 * i + 1;
int r = 2 * i + 2;
int ma = i;
if (l < n && nums[l] > nums[ma])
ma = l;
if (r < n && nums[r] > nums[ma])
ma = r;
// 若节点 i 最大或索引 l, r 越界,则无须继续堆化,跳出
if (ma == i) {
break;
}
// 交换两节点
int temp = nums[i];
nums[i] = nums[ma];
nums[ma] = temp;
// 循环向下堆化
i = ma;
}
}
[class]{}-[func]{heapSort}
/* 堆排序 */
void heapSort(int nums[], int n) {
// 建堆操作:堆化除叶节点以外的其他所有节点
for (int i = n / 2 - 1; i >= 0; --i) {
siftDown(nums, n, i);
}
// 从堆中提取最大元素,循环 n-1 轮
for (int i = n - 1; i > 0; --i) {
// 交换根节点与最右叶节点(即交换首元素与尾元素)
int tmp = nums[0];
nums[0] = nums[i];
nums[i] = tmp;
// 以根节点为起点,从顶至底进行堆化
siftDown(nums, i, 0);
}
}
```
=== "Zig"

View File

@@ -30,73 +30,222 @@ comments: true
=== "Python"
```python title="insertion_sort.py"
[class]{}-[func]{insertion_sort}
def insertion_sort(nums: list[int]):
"""插入排序"""
# 外循环:已排序区间为 [0, i-1]
for i in range(1, len(nums)):
base = nums[i]
j = i - 1
# 内循环:将 base 插入到已排序区间 [0, i-1] 中的正确位置
while j >= 0 and nums[j] > base:
nums[j + 1] = nums[j] # 将 nums[j] 向右移动一位
j -= 1
nums[j + 1] = base # 将 base 赋值到正确位置
```
=== "C++"
```cpp title="insertion_sort.cpp"
[class]{}-[func]{insertionSort}
/* 插入排序 */
void insertionSort(vector<int> &nums) {
// 外循环:已排序元素数量为 1, 2, ..., n
for (int i = 1; i < nums.size(); i++) {
int base = nums[i], j = i - 1;
// 内循环:将 base 插入到已排序部分的正确位置
while (j >= 0 && nums[j] > base) {
nums[j + 1] = nums[j]; // 将 nums[j] 向右移动一位
j--;
}
nums[j + 1] = base; // 将 base 赋值到正确位置
}
}
```
=== "Java"
```java title="insertion_sort.java"
[class]{insertion_sort}-[func]{insertionSort}
/* 插入排序 */
void insertionSort(int[] nums) {
// 外循环:已排序元素数量为 1, 2, ..., n
for (int i = 1; i < nums.length; i++) {
int base = nums[i], j = i - 1;
// 内循环:将 base 插入到已排序部分的正确位置
while (j >= 0 && nums[j] > base) {
nums[j + 1] = nums[j]; // 将 nums[j] 向右移动一位
j--;
}
nums[j + 1] = base; // 将 base 赋值到正确位置
}
}
```
=== "C#"
```csharp title="insertion_sort.cs"
[class]{insertion_sort}-[func]{insertionSort}
/* 插入排序 */
void insertionSort(int[] nums) {
// 外循环:已排序元素数量为 1, 2, ..., n
for (int i = 1; i < nums.Length; i++) {
int bas = nums[i], j = i - 1;
// 内循环:将 base 插入到已排序部分的正确位置
while (j >= 0 && nums[j] > bas) {
nums[j + 1] = nums[j]; // 将 nums[j] 向右移动一位
j--;
}
nums[j + 1] = bas; // 将 base 赋值到正确位置
}
}
```
=== "Go"
```go title="insertion_sort.go"
[class]{}-[func]{insertionSort}
/* 插入排序 */
func insertionSort(nums []int) {
// 外循环:未排序区间为 [0, i]
for i := 1; i < len(nums); i++ {
base := nums[i]
j := i - 1
// 内循环:将 base 插入到已排序部分的正确位置
for j >= 0 && nums[j] > base {
nums[j+1] = nums[j] // 将 nums[j] 向右移动一位
j--
}
nums[j+1] = base // 将 base 赋值到正确位置
}
}
```
=== "Swift"
```swift title="insertion_sort.swift"
[class]{}-[func]{insertionSort}
/* 插入排序 */
func insertionSort(nums: inout [Int]) {
// 外循环:已排序元素数量为 1, 2, ..., n
for i in stride(from: 1, to: nums.count, by: 1) {
let base = nums[i]
var j = i - 1
// 内循环:将 base 插入到已排序部分的正确位置
while j >= 0, nums[j] > base {
nums[j + 1] = nums[j] // 将 nums[j] 向右移动一位
j -= 1
}
nums[j + 1] = base // 将 base 赋值到正确位置
}
}
```
=== "JS"
```javascript title="insertion_sort.js"
[class]{}-[func]{insertionSort}
/* 插入排序 */
function insertionSort(nums) {
// 外循环:已排序元素数量为 1, 2, ..., n
for (let i = 1; i < nums.length; i++) {
let base = nums[i],
j = i - 1;
// 内循环:将 base 插入到已排序部分的正确位置
while (j >= 0 && nums[j] > base) {
nums[j + 1] = nums[j]; // 将 nums[j] 向右移动一位
j--;
}
nums[j + 1] = base; // 将 base 赋值到正确位置
}
}
```
=== "TS"
```typescript title="insertion_sort.ts"
[class]{}-[func]{insertionSort}
/* 插入排序 */
function insertionSort(nums: number[]): void {
// 外循环:已排序元素数量为 1, 2, ..., n
for (let i = 1; i < nums.length; i++) {
const base = nums[i];
let j = i - 1;
// 内循环:将 base 插入到已排序部分的正确位置
while (j >= 0 && nums[j] > base) {
nums[j + 1] = nums[j]; // 将 nums[j] 向右移动一位
j--;
}
nums[j + 1] = base; // 将 base 赋值到正确位置
}
}
```
=== "Dart"
```dart title="insertion_sort.dart"
[class]{}-[func]{insertionSort}
/* 插入排序 */
void insertionSort(List<int> nums) {
// 外循环:已排序元素数量为 1, 2, ..., n
for (int i = 1; i < nums.length; i++) {
int base = nums[i], j = i - 1;
// 内循环:将 base 插入到已排序部分的正确位置
while (j >= 0 && nums[j] > base) {
nums[j + 1] = nums[j]; // 将 nums[j] 向右移动一位
j--;
}
nums[j + 1] = base; // 将 base 赋值到正确位置
}
}
```
=== "Rust"
```rust title="insertion_sort.rs"
[class]{}-[func]{insertion_sort}
/* 插入排序 */
fn insertion_sort(nums: &mut [i32]) {
// 外循环:已排序元素数量为 1, 2, ..., n
for i in 1..nums.len() {
let (base, mut j) = (nums[i], (i - 1) as i32);
// 内循环:将 base 插入到已排序部分的正确位置
while j >= 0 && nums[j as usize] > base {
nums[(j + 1) as usize] = nums[j as usize]; // 将 nums[j] 向右移动一位
j -= 1;
}
nums[(j + 1) as usize] = base; // 将 base 赋值到正确位置
}
}
```
=== "C"
```c title="insertion_sort.c"
[class]{}-[func]{insertionSort}
/* 插入排序 */
void insertionSort(int nums[], int size) {
// 外循环:已排序元素数量为 1, 2, ..., n
for (int i = 1; i < size; i++) {
int base = nums[i], j = i - 1;
// 内循环:将 base 插入到已排序部分的正确位置
while (j >= 0 && nums[j] > base) {
// 将 nums[j] 向右移动一位
nums[j + 1] = nums[j];
j--;
}
// 将 base 赋值到正确位置
nums[j + 1] = base;
}
}
```
=== "Zig"
```zig title="insertion_sort.zig"
[class]{}-[func]{insertionSort}
// 插入排序
fn insertionSort(nums: []i32) void {
// 外循环:已排序元素数量为 1, 2, ..., n
var i: usize = 1;
while (i < nums.len) : (i += 1) {
var base = nums[i];
var j: usize = i;
// 内循环:将 base 插入到已排序部分的正确位置
while (j >= 1 and nums[j - 1] > base) : (j -= 1) {
nums[j] = nums[j - 1]; // 将 nums[j] 向右移动一位
}
nums[j] = base; // 将 base 赋值到正确位置
}
}
```
## 11.4.2 &nbsp; 算法特性

View File

@@ -62,97 +62,562 @@ comments: true
=== "Python"
```python title="merge_sort.py"
[class]{}-[func]{merge}
def merge(nums: list[int], left: int, mid: int, right: int):
"""合并左子数组和右子数组"""
# 左子数组区间 [left, mid]
# 右子数组区间 [mid + 1, right]
# 初始化辅助数组
tmp = list(nums[left : right + 1])
# 左子数组的起始索引和结束索引
left_start = 0
left_end = mid - left
# 右子数组的起始索引和结束索引
right_start = mid + 1 - left
right_end = right - left
# i, j 分别指向左子数组、右子数组的首元素
i = left_start
j = right_start
# 通过覆盖原数组 nums 来合并左子数组和右子数组
for k in range(left, right + 1):
# 若“左子数组已全部合并完”,则选取右子数组元素,并且 j++
if i > left_end:
nums[k] = tmp[j]
j += 1
# 否则,若“右子数组已全部合并完”或“左子数组元素 <= 右子数组元素”,则选取左子数组元素,并且 i++
elif j > right_end or tmp[i] <= tmp[j]:
nums[k] = tmp[i]
i += 1
# 否则,若“左右子数组都未全部合并完”且“左子数组元素 > 右子数组元素”,则选取右子数组元素,并且 j++
else:
nums[k] = tmp[j]
j += 1
[class]{}-[func]{merge_sort}
def merge_sort(nums: list[int], left: int, right: int):
"""归并排序"""
# 终止条件
if left >= right:
return # 当子数组长度为 1 时终止递归
# 划分阶段
mid = (left + right) // 2 # 计算中点
merge_sort(nums, left, mid) # 递归左子数组
merge_sort(nums, mid + 1, right) # 递归右子数组
# 合并阶段
merge(nums, left, mid, right)
```
=== "C++"
```cpp title="merge_sort.cpp"
[class]{}-[func]{merge}
/* 合并左子数组和右子数组 */
// 左子数组区间 [left, mid]
// 右子数组区间 [mid + 1, right]
void merge(vector<int> &nums, int left, int mid, int right) {
// 初始化辅助数组
vector<int> tmp(nums.begin() + left, nums.begin() + right + 1);
// 左子数组的起始索引和结束索引
int leftStart = left - left, leftEnd = mid - left;
// 右子数组的起始索引和结束索引
int rightStart = mid + 1 - left, rightEnd = right - left;
// i, j 分别指向左子数组、右子数组的首元素
int i = leftStart, j = rightStart;
// 通过覆盖原数组 nums 来合并左子数组和右子数组
for (int k = left; k <= right; k++) {
// 若“左子数组已全部合并完”,则选取右子数组元素,并且 j++
if (i > leftEnd)
nums[k] = tmp[j++];
// 否则,若“右子数组已全部合并完”或“左子数组元素 <= 右子数组元素”,则选取左子数组元素,并且 i++
else if (j > rightEnd || tmp[i] <= tmp[j])
nums[k] = tmp[i++];
// 否则,若“左右子数组都未全部合并完”且“左子数组元素 > 右子数组元素”,则选取右子数组元素,并且 j++
else
nums[k] = tmp[j++];
}
}
[class]{}-[func]{mergeSort}
/* 归并排序 */
void mergeSort(vector<int> &nums, int left, int right) {
// 终止条件
if (left >= right)
return; // 当子数组长度为 1 时终止递归
// 划分阶段
int mid = (left + right) / 2; // 计算中点
mergeSort(nums, left, mid); // 递归左子数组
mergeSort(nums, mid + 1, right); // 递归右子数组
// 合并阶段
merge(nums, left, mid, right);
}
```
=== "Java"
```java title="merge_sort.java"
[class]{merge_sort}-[func]{merge}
/* 合并左子数组和右子数组 */
// 左子数组区间 [left, mid]
// 右子数组区间 [mid + 1, right]
void merge(int[] nums, int left, int mid, int right) {
// 初始化辅助数组
int[] tmp = Arrays.copyOfRange(nums, left, right + 1);
// 左子数组的起始索引和结束索引
int leftStart = left - left, leftEnd = mid - left;
// 右子数组的起始索引和结束索引
int rightStart = mid + 1 - left, rightEnd = right - left;
// i, j 分别指向左子数组、右子数组的首元素
int i = leftStart, j = rightStart;
// 通过覆盖原数组 nums 来合并左子数组和右子数组
for (int k = left; k <= right; k++) {
// 若“左子数组已全部合并完”,则选取右子数组元素,并且 j++
if (i > leftEnd)
nums[k] = tmp[j++];
// 否则,若“右子数组已全部合并完”或“左子数组元素 <= 右子数组元素”,则选取左子数组元素,并且 i++
else if (j > rightEnd || tmp[i] <= tmp[j])
nums[k] = tmp[i++];
// 否则,若“左右子数组都未全部合并完”且“左子数组元素 > 右子数组元素”,则选取右子数组元素,并且 j++
else
nums[k] = tmp[j++];
}
}
[class]{merge_sort}-[func]{mergeSort}
/* 归并排序 */
void mergeSort(int[] nums, int left, int right) {
// 终止条件
if (left >= right)
return; // 当子数组长度为 1 时终止递归
// 划分阶段
int mid = (left + right) / 2; // 计算中点
mergeSort(nums, left, mid); // 递归左子数组
mergeSort(nums, mid + 1, right); // 递归右子数组
// 合并阶段
merge(nums, left, mid, right);
}
```
=== "C#"
```csharp title="merge_sort.cs"
[class]{merge_sort}-[func]{merge}
/* 合并左子数组和右子数组 */
// 左子数组区间 [left, mid]
// 右子数组区间 [mid + 1, right]
void merge(int[] nums, int left, int mid, int right) {
// 初始化辅助数组
int[] tmp = nums[left..(right + 1)];
// 左子数组的起始索引和结束索引
int leftStart = left - left, leftEnd = mid - left;
// 右子数组的起始索引和结束索引
int rightStart = mid + 1 - left, rightEnd = right - left;
// i, j 分别指向左子数组、右子数组的首元素
int i = leftStart, j = rightStart;
// 通过覆盖原数组 nums 来合并左子数组和右子数组
for (int k = left; k <= right; k++) {
// 若“左子数组已全部合并完”,则选取右子数组元素,并且 j++
if (i > leftEnd)
nums[k] = tmp[j++];
// 否则,若“右子数组已全部合并完”或“左子数组元素 <= 右子数组元素”,则选取左子数组元素,并且 i++
else if (j > rightEnd || tmp[i] <= tmp[j])
nums[k] = tmp[i++];
// 否则,若“左右子数组都未全部合并完”且“左子数组元素 > 右子数组元素”,则选取右子数组元素,并且 j++
else
nums[k] = tmp[j++];
}
}
[class]{merge_sort}-[func]{mergeSort}
/* 归并排序 */
void mergeSort(int[] nums, int left, int right) {
// 终止条件
if (left >= right) return; // 当子数组长度为 1 时终止递归
// 划分阶段
int mid = (left + right) / 2; // 计算中点
mergeSort(nums, left, mid); // 递归左子数组
mergeSort(nums, mid + 1, right); // 递归右子数组
// 合并阶段
merge(nums, left, mid, right);
}
```
=== "Go"
```go title="merge_sort.go"
[class]{}-[func]{merge}
/* 合并左子数组和右子数组 */
// 左子数组区间 [left, mid]
// 右子数组区间 [mid + 1, right]
func merge(nums []int, left, mid, right int) {
// 初始化辅助数组 借助 copy 模块
tmp := make([]int, right-left+1)
for i := left; i <= right; i++ {
tmp[i-left] = nums[i]
}
// 左子数组的起始索引和结束索引
leftStart, leftEnd := left-left, mid-left
// 右子数组的起始索引和结束索引
rightStart, rightEnd := mid+1-left, right-left
// i, j 分别指向左子数组、右子数组的首元素
i, j := leftStart, rightStart
// 通过覆盖原数组 nums 来合并左子数组和右子数组
for k := left; k <= right; k++ {
// 若“左子数组已全部合并完”,则选取右子数组元素,并且 j++
if i > leftEnd {
nums[k] = tmp[j]
j++
// 否则,若“右子数组已全部合并完”或“左子数组元素 <= 右子数组元素”,则选取左子数组元素,并且 i++
} else if j > rightEnd || tmp[i] <= tmp[j] {
nums[k] = tmp[i]
i++
// 否则,若“左右子数组都未全部合并完”且“左子数组元素 > 右子数组元素”,则选取右子数组元素,并且 j++
} else {
nums[k] = tmp[j]
j++
}
}
}
[class]{}-[func]{mergeSort}
/* 归并排序 */
func mergeSort(nums []int, left, right int) {
// 终止条件
if left >= right {
return
}
// 划分阶段
mid := (left + right) / 2
mergeSort(nums, left, mid)
mergeSort(nums, mid+1, right)
// 合并阶段
merge(nums, left, mid, right)
}
```
=== "Swift"
```swift title="merge_sort.swift"
[class]{}-[func]{merge}
/* 合并左子数组和右子数组 */
// 左子数组区间 [left, mid]
// 右子数组区间 [mid + 1, right]
func merge(nums: inout [Int], left: Int, mid: Int, right: Int) {
// 初始化辅助数组
let tmp = Array(nums[left ..< (right + 1)])
// 左子数组的起始索引和结束索引
let leftStart = left - left
let leftEnd = mid - left
// 右子数组的起始索引和结束索引
let rightStart = mid + 1 - left
let rightEnd = right - left
// i, j 分别指向左子数组、右子数组的首元素
var i = leftStart
var j = rightStart
// 通过覆盖原数组 nums 来合并左子数组和右子数组
for k in left ... right {
// 若“左子数组已全部合并完”,则选取右子数组元素,并且 j++
if i > leftEnd {
nums[k] = tmp[j]
j += 1
}
// 否则,若“右子数组已全部合并完”或“左子数组元素 <= 右子数组元素”,则选取左子数组元素,并且 i++
else if j > rightEnd || tmp[i] <= tmp[j] {
nums[k] = tmp[i]
i += 1
}
// 否则,若“左右子数组都未全部合并完”且“左子数组元素 > 右子数组元素”,则选取右子数组元素,并且 j++
else {
nums[k] = tmp[j]
j += 1
}
}
}
[class]{}-[func]{mergeSort}
/* 归并排序 */
func mergeSort(nums: inout [Int], left: Int, right: Int) {
// 终止条件
if left >= right { // 当子数组长度为 1 时终止递归
return
}
// 划分阶段
let mid = (left + right) / 2 // 计算中点
mergeSort(nums: &nums, left: left, right: mid) // 递归左子数组
mergeSort(nums: &nums, left: mid + 1, right: right) // 递归右子数组
// 合并阶段
merge(nums: &nums, left: left, mid: mid, right: right)
}
```
=== "JS"
```javascript title="merge_sort.js"
[class]{}-[func]{merge}
/* 合并左子数组和右子数组 */
// 左子数组区间 [left, mid]
// 右子数组区间 [mid + 1, right]
function merge(nums, left, mid, right) {
// 初始化辅助数组
let tmp = nums.slice(left, right + 1);
// 左子数组的起始索引和结束索引
let leftStart = left - left,
leftEnd = mid - left;
// 右子数组的起始索引和结束索引
let rightStart = mid + 1 - left,
rightEnd = right - left;
// i, j 分别指向左子数组、右子数组的首元素
let i = leftStart,
j = rightStart;
// 通过覆盖原数组 nums 来合并左子数组和右子数组
for (let k = left; k <= right; k++) {
if (i > leftEnd) {
// 若“左子数组已全部合并完”,则选取右子数组元素,并且 j++
nums[k] = tmp[j++];
} else if (j > rightEnd || tmp[i] <= tmp[j]) {
// 否则,若“右子数组已全部合并完”或“左子数组元素 <= 右子数组元素”,则选取左子数组元素,并且 i++
nums[k] = tmp[i++];
} else {
// 否则,若“左右子数组都未全部合并完”且“左子数组元素 > 右子数组元素”,则选取右子数组元素,并且 j++
nums[k] = tmp[j++];
}
}
}
[class]{}-[func]{mergeSort}
/* 归并排序 */
function mergeSort(nums, left, right) {
// 终止条件
if (left >= right) return; // 当子数组长度为 1 时终止递归
// 划分阶段
let mid = Math.floor((left + right) / 2); // 计算中点
mergeSort(nums, left, mid); // 递归左子数组
mergeSort(nums, mid + 1, right); // 递归右子数组
// 合并阶段
merge(nums, left, mid, right);
}
```
=== "TS"
```typescript title="merge_sort.ts"
[class]{}-[func]{merge}
/* 合并左子数组和右子数组 */
// 左子数组区间 [left, mid]
// 右子数组区间 [mid + 1, right]
function merge(nums: number[], left: number, mid: number, right: number): void {
// 初始化辅助数组
let tmp = nums.slice(left, right + 1);
// 左子数组的起始索引和结束索引
let leftStart = left - left,
leftEnd = mid - left;
// 右子数组的起始索引和结束索引
let rightStart = mid + 1 - left,
rightEnd = right - left;
// i, j 分别指向左子数组、右子数组的首元素
let i = leftStart,
j = rightStart;
// 通过覆盖原数组 nums 来合并左子数组和右子数组
for (let k = left; k <= right; k++) {
if (i > leftEnd) {
// 若“左子数组已全部合并完”,则选取右子数组元素,并且 j++
nums[k] = tmp[j++];
// 否则,若“右子数组已全部合并完”或“左子数组元素 <= 右子数组元素”,则选取左子数组元素,并且 i++
} else if (j > rightEnd || tmp[i] <= tmp[j]) {
nums[k] = tmp[i++];
// 否则,若“左右子数组都未全部合并完”且“左子数组元素 > 右子数组元素”,则选取右子数组元素,并且 j++
} else {
nums[k] = tmp[j++];
}
}
}
[class]{}-[func]{mergeSort}
/* 归并排序 */
function mergeSort(nums: number[], left: number, right: number): void {
// 终止条件
if (left >= right) return; // 当子数组长度为 1 时终止递归
// 划分阶段
let mid = Math.floor((left + right) / 2); // 计算中点
mergeSort(nums, left, mid); // 递归左子数组
mergeSort(nums, mid + 1, right); // 递归右子数组
// 合并阶段
merge(nums, left, mid, right);
}
```
=== "Dart"
```dart title="merge_sort.dart"
[class]{}-[func]{merge}
/* 合并左子数组和右子数组 */
// 左子数组区间 [left, mid]
// 右子数组区间 [mid + 1, right]
void merge(List<int> nums, int left, int mid, int right) {
// 初始化辅助数组
List<int> tmp = nums.sublist(left, right + 1);
// 左子数组的起始索引和结束索引
int leftStart = left - left, leftEnd = mid - left;
// 右子数组的起始索引和结束索引
int rightStart = mid + 1 - left, rightEnd = right - left;
// i, j 分别指向左子数组、右子数组的首元素
int i = leftStart, j = rightStart;
// 通过覆盖原数组 nums 来合并左子数组和右子数组
for (int k = left; k <= right; k++) {
// 若“左子数组已全部合并完”,则选取右子数组元素,并且 j++
if (i > leftEnd)
nums[k] = tmp[j++];
// 否则,若“右子数组已全部合并完”或“左子数组元素 <= 右子数组元素”,则选取左子数组元素,并且 i++
else if (j > rightEnd || tmp[i] <= tmp[j])
nums[k] = tmp[i++];
// 否则,若“左右子数组都未全部合并完”且“左子数组元素 > 右子数组元素”,则选取右子数组元素,并且 j++
else
nums[k] = tmp[j++];
}
}
[class]{}-[func]{mergeSort}
/* 归并排序 */
void mergeSort(List<int> nums, int left, int right) {
// 终止条件
if (left >= right) return; // 当子数组长度为 1 时终止递归
// 划分阶段
int mid = (left + right) ~/ 2; // 计算中点
mergeSort(nums, left, mid); // 递归左子数组
mergeSort(nums, mid + 1, right); // 递归右子数组
// 合并阶段
merge(nums, left, mid, right);
}
```
=== "Rust"
```rust title="merge_sort.rs"
[class]{}-[func]{merge}
/* 合并左子数组和右子数组 */
// 左子数组区间 [left, mid]
// 右子数组区间 [mid + 1, right]
fn merge(nums: &mut [i32], left: usize, mid: usize, right: usize) {
// 初始化辅助数组
let tmp: Vec<i32> = nums[left..right + 1].to_vec();
// 左子数组的起始索引和结束索引
let (left_start, left_end) = (left - left, mid - left);
// 右子数组的起始索引和结束索引
let (right_start, right_end) = (mid + 1 - left, right-left);
// i, j 分别指向左子数组、右子数组的首元素
let (mut l_corrent, mut r_corrent) = (left_start, right_start);
// 通过覆盖原数组 nums 来合并左子数组和右子数组
for k in left..right + 1 {
// 若“左子数组已全部合并完”,则选取右子数组元素,并且 j++
if l_corrent > left_end {
nums[k] = tmp[r_corrent];
r_corrent += 1;
}
// 否则,若“右子数组已全部合并完”或“左子数组元素 <= 右子数组元素”,则选取左子数组元素,并且 i++
else if r_corrent > right_end || tmp[l_corrent] <= tmp[r_corrent] {
nums[k] = tmp[l_corrent];
l_corrent += 1;
}
// 否则,若“左右子数组都未全部合并完”且“左子数组元素 > 右子数组元素”,则选取右子数组元素,并且 j++
else {
nums[k] = tmp[r_corrent];
r_corrent += 1;
}
}
}
[class]{}-[func]{merge_sort}
/* 归并排序 */
fn merge_sort(left: usize, right: usize, nums: &mut [i32]) {
// 终止条件
if left >= right { return; } // 当子数组长度为 1 时终止递归
// 划分阶段
let mid = (left + right) / 2; // 计算中点
merge_sort(left, mid, nums); // 递归左子数组
merge_sort(mid + 1, right, nums); // 递归右子数组
// 合并阶段
merge(nums, left, mid, right);
}
```
=== "C"
```c title="merge_sort.c"
[class]{}-[func]{merge}
/* 合并左子数组和右子数组 */
// 左子数组区间 [left, mid]
// 右子数组区间 [mid + 1, right]
void merge(int *nums, int left, int mid, int right) {
int index;
// 初始化辅助数组
int tmp[right + 1 - left];
for (index = left; index < right + 1; index++) {
tmp[index - left] = nums[index];
}
// 左子数组的起始索引和结束索引
int leftStart = left - left, leftEnd = mid - left;
// 右子数组的起始索引和结束索引
int rightStart = mid + 1 - left, rightEnd = right - left;
// i, j 分别指向左子数组、右子数组的首元素
int i = leftStart, j = rightStart;
// 通过覆盖原数组 nums 来合并左子数组和右子数组
for (int k = left; k <= right; k++) {
// 若“左子数组已全部合并完”,则选取右子数组元素,并且 j++
if (i > leftEnd)
nums[k] = tmp[j++];
// 否则,若“右子数组已全部合并完”或“左子数组元素 <= 右子数组元素”,则选取左子数组元素,并且 i++
else if (j > rightEnd || tmp[i] <= tmp[j])
nums[k] = tmp[i++];
// 否则,若“左右子数组都未全部合并完”且“左子数组元素 > 右子数组元素”,则选取右子数组元素,并且 j++
else
nums[k] = tmp[j++];
}
}
[class]{}-[func]{mergeSort}
/* 归并排序 */
void mergeSort(int *nums, int left, int right) {
// 终止条件
if (left >= right)
return; // 当子数组长度为 1 时终止递归
// 划分阶段
int mid = (left + right) / 2; // 计算中点
mergeSort(nums, left, mid); // 递归左子数组
mergeSort(nums, mid + 1, right); // 递归右子数组
// 合并阶段
merge(nums, left, mid, right);
}
```
=== "Zig"
```zig title="merge_sort.zig"
[class]{}-[func]{merge}
// 合并左子数组和右子数组
// 左子数组区间 [left, mid]
// 右子数组区间 [mid + 1, right]
fn merge(nums: []i32, left: usize, mid: usize, right: usize) !void {
// 初始化辅助数组
var mem_arena = std.heap.ArenaAllocator.init(std.heap.page_allocator);
defer mem_arena.deinit();
const mem_allocator = mem_arena.allocator();
var tmp = try mem_allocator.alloc(i32, right + 1 - left);
std.mem.copy(i32, tmp, nums[left..right+1]);
// 左子数组的起始索引和结束索引
var leftStart = left - left;
var leftEnd = mid - left;
// 右子数组的起始索引和结束索引
var rightStart = mid + 1 - left;
var rightEnd = right - left;
// i, j 分别指向左子数组、右子数组的首元素
var i = leftStart;
var j = rightStart;
// 通过覆盖原数组 nums 来合并左子数组和右子数组
var k = left;
while (k <= right) : (k += 1) {
// 若“左子数组已全部合并完”,则选取右子数组元素,并且 j++
if (i > leftEnd) {
nums[k] = tmp[j];
j += 1;
// 否则,若“右子数组已全部合并完”或“左子数组元素 <= 右子数组元素”,则选取左子数组元素,并且 i++
} else if (j > rightEnd or tmp[i] <= tmp[j]) {
nums[k] = tmp[i];
i += 1;
// 否则,若“左右子数组都未全部合并完”且“左子数组元素 > 右子数组元素”,则选取右子数组元素,并且 j++
} else {
nums[k] = tmp[j];
j += 1;
}
}
}
[class]{}-[func]{mergeSort}
// 归并排序
fn mergeSort(nums: []i32, left: usize, right: usize) !void {
// 终止条件
if (left >= right) return; // 当子数组长度为 1 时终止递归
// 划分阶段
var mid = (left + right) / 2; // 计算中点
try mergeSort(nums, left, mid); // 递归左子数组
try mergeSort(nums, mid + 1, right); // 递归右子数组
// 合并阶段
try merge(nums, left, mid, right);
}
```
实现合并函数 `merge()` 存在以下难点。

File diff suppressed because it is too large Load Diff

View File

@@ -33,121 +33,655 @@ $$
=== "Python"
```python title="radix_sort.py"
[class]{}-[func]{digit}
def digit(num: int, exp: int) -> int:
"""获取元素 num 的第 k 位,其中 exp = 10^(k-1)"""
# 传入 exp 而非 k 可以避免在此重复执行昂贵的次方计算
return (num // exp) % 10
[class]{}-[func]{counting_sort_digit}
def counting_sort_digit(nums: list[int], exp: int):
"""计数排序(根据 nums 第 k 位排序)"""
# 十进制的位范围为 0~9 ,因此需要长度为 10 的桶
counter = [0] * 10
n = len(nums)
# 统计 0~9 各数字的出现次数
for i in range(n):
d = digit(nums[i], exp) # 获取 nums[i] 第 k 位,记为 d
counter[d] += 1 # 统计数字 d 的出现次数
# 求前缀和,将“出现个数”转换为“数组索引”
for i in range(1, 10):
counter[i] += counter[i - 1]
# 倒序遍历,根据桶内统计结果,将各元素填入 res
res = [0] * n
for i in range(n - 1, -1, -1):
d = digit(nums[i], exp)
j = counter[d] - 1 # 获取 d 在数组中的索引 j
res[j] = nums[i] # 将当前元素填入索引 j
counter[d] -= 1 # 将 d 的数量减 1
# 使用结果覆盖原数组 nums
for i in range(n):
nums[i] = res[i]
[class]{}-[func]{radix_sort}
def radix_sort(nums: list[int]):
"""基数排序"""
# 获取数组的最大元素,用于判断最大位数
m = max(nums)
# 按照从低位到高位的顺序遍历
exp = 1
while exp <= m:
# 对数组元素的第 k 位执行计数排序
# k = 1 -> exp = 1
# k = 2 -> exp = 10
# 即 exp = 10^(k-1)
counting_sort_digit(nums, exp)
exp *= 10
```
=== "C++"
```cpp title="radix_sort.cpp"
[class]{}-[func]{digit}
/* 获取元素 num 的第 k 位,其中 exp = 10^(k-1) */
int digit(int num, int exp) {
// 传入 exp 而非 k 可以避免在此重复执行昂贵的次方计算
return (num / exp) % 10;
}
[class]{}-[func]{countingSortDigit}
/* 计数排序(根据 nums 第 k 位排序) */
void countingSortDigit(vector<int> &nums, int exp) {
// 十进制的位范围为 0~9 ,因此需要长度为 10 的桶
vector<int> counter(10, 0);
int n = nums.size();
// 统计 0~9 各数字的出现次数
for (int i = 0; i < n; i++) {
int d = digit(nums[i], exp); // 获取 nums[i] 第 k 位,记为 d
counter[d]++; // 统计数字 d 的出现次数
}
// 求前缀和,将“出现个数”转换为“数组索引”
for (int i = 1; i < 10; i++) {
counter[i] += counter[i - 1];
}
// 倒序遍历,根据桶内统计结果,将各元素填入 res
vector<int> res(n, 0);
for (int i = n - 1; i >= 0; i--) {
int d = digit(nums[i], exp);
int j = counter[d] - 1; // 获取 d 在数组中的索引 j
res[j] = nums[i]; // 将当前元素填入索引 j
counter[d]--; // 将 d 的数量减 1
}
// 使用结果覆盖原数组 nums
for (int i = 0; i < n; i++)
nums[i] = res[i];
}
[class]{}-[func]{radixSort}
/* 基数排序 */
void radixSort(vector<int> &nums) {
// 获取数组的最大元素,用于判断最大位数
int m = *max_element(nums.begin(), nums.end());
// 按照从低位到高位的顺序遍历
for (int exp = 1; exp <= m; exp *= 10)
// 对数组元素的第 k 位执行计数排序
// k = 1 -> exp = 1
// k = 2 -> exp = 10
// 即 exp = 10^(k-1)
countingSortDigit(nums, exp);
}
```
=== "Java"
```java title="radix_sort.java"
[class]{radix_sort}-[func]{digit}
/* 获取元素 num 的第 k 位,其中 exp = 10^(k-1) */
int digit(int num, int exp) {
// 传入 exp 而非 k 可以避免在此重复执行昂贵的次方计算
return (num / exp) % 10;
}
[class]{radix_sort}-[func]{countingSortDigit}
/* 计数排序(根据 nums 第 k 位排序) */
void countingSortDigit(int[] nums, int exp) {
// 十进制的位范围为 0~9 ,因此需要长度为 10 的桶
int[] counter = new int[10];
int n = nums.length;
// 统计 0~9 各数字的出现次数
for (int i = 0; i < n; i++) {
int d = digit(nums[i], exp); // 获取 nums[i] 第 k 位,记为 d
counter[d]++; // 统计数字 d 的出现次数
}
// 求前缀和,将“出现个数”转换为“数组索引”
for (int i = 1; i < 10; i++) {
counter[i] += counter[i - 1];
}
// 倒序遍历,根据桶内统计结果,将各元素填入 res
int[] res = new int[n];
for (int i = n - 1; i >= 0; i--) {
int d = digit(nums[i], exp);
int j = counter[d] - 1; // 获取 d 在数组中的索引 j
res[j] = nums[i]; // 将当前元素填入索引 j
counter[d]--; // 将 d 的数量减 1
}
// 使用结果覆盖原数组 nums
for (int i = 0; i < n; i++)
nums[i] = res[i];
}
[class]{radix_sort}-[func]{radixSort}
/* 基数排序 */
void radixSort(int[] nums) {
// 获取数组的最大元素,用于判断最大位数
int m = Integer.MIN_VALUE;
for (int num : nums)
if (num > m)
m = num;
// 按照从低位到高位的顺序遍历
for (int exp = 1; exp <= m; exp *= 10)
// 对数组元素的第 k 位执行计数排序
// k = 1 -> exp = 1
// k = 2 -> exp = 10
// 即 exp = 10^(k-1)
countingSortDigit(nums, exp);
}
```
=== "C#"
```csharp title="radix_sort.cs"
[class]{radix_sort}-[func]{digit}
/* 获取元素 num 的第 k 位,其中 exp = 10^(k-1) */
int digit(int num, int exp) {
// 传入 exp 而非 k 可以避免在此重复执行昂贵的次方计算
return (num / exp) % 10;
}
[class]{radix_sort}-[func]{countingSortDigit}
/* 计数排序(根据 nums 第 k 位排序) */
void countingSortDigit(int[] nums, int exp) {
// 十进制的位范围为 0~9 ,因此需要长度为 10 的桶
int[] counter = new int[10];
int n = nums.Length;
// 统计 0~9 各数字的出现次数
for (int i = 0; i < n; i++) {
int d = digit(nums[i], exp); // 获取 nums[i] 第 k 位,记为 d
counter[d]++; // 统计数字 d 的出现次数
}
// 求前缀和,将“出现个数”转换为“数组索引”
for (int i = 1; i < 10; i++) {
counter[i] += counter[i - 1];
}
// 倒序遍历,根据桶内统计结果,将各元素填入 res
int[] res = new int[n];
for (int i = n - 1; i >= 0; i--) {
int d = digit(nums[i], exp);
int j = counter[d] - 1; // 获取 d 在数组中的索引 j
res[j] = nums[i]; // 将当前元素填入索引 j
counter[d]--; // 将 d 的数量减 1
}
// 使用结果覆盖原数组 nums
for (int i = 0; i < n; i++) {
nums[i] = res[i];
}
}
[class]{radix_sort}-[func]{radixSort}
/* 基数排序 */
void radixSort(int[] nums) {
// 获取数组的最大元素,用于判断最大位数
int m = int.MinValue;
foreach (int num in nums) {
if (num > m) m = num;
}
// 按照从低位到高位的顺序遍历
for (int exp = 1; exp <= m; exp *= 10) {
// 对数组元素的第 k 位执行计数排序
// k = 1 -> exp = 1
// k = 2 -> exp = 10
// 即 exp = 10^(k-1)
countingSortDigit(nums, exp);
}
}
```
=== "Go"
```go title="radix_sort.go"
[class]{}-[func]{digit}
/* 获取元素 num 的第 k 位,其中 exp = 10^(k-1) */
func digit(num, exp int) int {
// 传入 exp 而非 k 可以避免在此重复执行昂贵的次方计算
return (num / exp) % 10
}
[class]{}-[func]{countingSortDigit}
/* 计数排序(根据 nums 第 k 位排序) */
func countingSortDigit(nums []int, exp int) {
// 十进制的位范围为 0~9 ,因此需要长度为 10 的桶
counter := make([]int, 10)
n := len(nums)
// 统计 0~9 各数字的出现次数
for i := 0; i < n; i++ {
d := digit(nums[i], exp) // 获取 nums[i] 第 k 位,记为 d
counter[d]++ // 统计数字 d 的出现次数
}
// 求前缀和,将“出现个数”转换为“数组索引”
for i := 1; i < 10; i++ {
counter[i] += counter[i-1]
}
// 倒序遍历,根据桶内统计结果,将各元素填入 res
res := make([]int, n)
for i := n - 1; i >= 0; i-- {
d := digit(nums[i], exp)
j := counter[d] - 1 // 获取 d 在数组中的索引 j
res[j] = nums[i] // 将当前元素填入索引 j
counter[d]-- // 将 d 的数量减 1
}
// 使用结果覆盖原数组 nums
for i := 0; i < n; i++ {
nums[i] = res[i]
}
}
[class]{}-[func]{radixSort}
/* 基数排序 */
func radixSort(nums []int) {
// 获取数组的最大元素,用于判断最大位数
max := math.MinInt
for _, num := range nums {
if num > max {
max = num
}
}
// 按照从低位到高位的顺序遍历
for exp := 1; max >= exp; exp *= 10 {
// 对数组元素的第 k 位执行计数排序
// k = 1 -> exp = 1
// k = 2 -> exp = 10
// 即 exp = 10^(k-1)
countingSortDigit(nums, exp)
}
}
```
=== "Swift"
```swift title="radix_sort.swift"
[class]{}-[func]{digit}
/* 获取元素 num 的第 k 位,其中 exp = 10^(k-1) */
func digit(num: Int, exp: Int) -> Int {
// 传入 exp 而非 k 可以避免在此重复执行昂贵的次方计算
(num / exp) % 10
}
[class]{}-[func]{countingSortDigit}
/* 计数排序(根据 nums 第 k 位排序) */
func countingSortDigit(nums: inout [Int], exp: Int) {
// 十进制的位范围为 0~9 ,因此需要长度为 10 的桶
var counter = Array(repeating: 0, count: 10)
let n = nums.count
// 统计 0~9 各数字的出现次数
for i in nums.indices {
let d = digit(num: nums[i], exp: exp) // 获取 nums[i] 第 k 位,记为 d
counter[d] += 1 // 统计数字 d 的出现次数
}
// 求前缀和,将“出现个数”转换为“数组索引”
for i in 1 ..< 10 {
counter[i] += counter[i - 1]
}
// 倒序遍历,根据桶内统计结果,将各元素填入 res
var res = Array(repeating: 0, count: n)
for i in stride(from: n - 1, through: 0, by: -1) {
let d = digit(num: nums[i], exp: exp)
let j = counter[d] - 1 // 获取 d 在数组中的索引 j
res[j] = nums[i] // 将当前元素填入索引 j
counter[d] -= 1 // 将 d 的数量减 1
}
// 使用结果覆盖原数组 nums
for i in nums.indices {
nums[i] = res[i]
}
}
[class]{}-[func]{radixSort}
/* 基数排序 */
func radixSort(nums: inout [Int]) {
// 获取数组的最大元素,用于判断最大位数
var m = Int.min
for num in nums {
if num > m {
m = num
}
}
// 按照从低位到高位的顺序遍历
for exp in sequence(first: 1, next: { m >= ($0 * 10) ? $0 * 10 : nil }) {
// 对数组元素的第 k 位执行计数排序
// k = 1 -> exp = 1
// k = 2 -> exp = 10
// 即 exp = 10^(k-1)
countingSortDigit(nums: &nums, exp: exp)
}
}
```
=== "JS"
```javascript title="radix_sort.js"
[class]{}-[func]{digit}
/* 获取元素 num 的第 k 位,其中 exp = 10^(k-1) */
function digit(num, exp) {
// 传入 exp 而非 k 可以避免在此重复执行昂贵的次方计算
return Math.floor(num / exp) % 10;
}
[class]{}-[func]{countingSortDigit}
/* 计数排序(根据 nums 第 k 位排序) */
function countingSortDigit(nums, exp) {
// 十进制的位范围为 0~9 ,因此需要长度为 10 的桶
const counter = new Array(10).fill(0);
const n = nums.length;
// 统计 0~9 各数字的出现次数
for (let i = 0; i < n; i++) {
const d = digit(nums[i], exp); // 获取 nums[i] 第 k 位,记为 d
counter[d]++; // 统计数字 d 的出现次数
}
// 求前缀和,将“出现个数”转换为“数组索引”
for (let i = 1; i < 10; i++) {
counter[i] += counter[i - 1];
}
// 倒序遍历,根据桶内统计结果,将各元素填入 res
const res = new Array(n).fill(0);
for (let i = n - 1; i >= 0; i--) {
const d = digit(nums[i], exp);
const j = counter[d] - 1; // 获取 d 在数组中的索引 j
res[j] = nums[i]; // 将当前元素填入索引 j
counter[d]--; // 将 d 的数量减 1
}
// 使用结果覆盖原数组 nums
for (let i = 0; i < n; i++) {
nums[i] = res[i];
}
}
[class]{}-[func]{radixSort}
/* 基数排序 */
function radixSort(nums) {
// 获取数组的最大元素,用于判断最大位数
let m = Number.MIN_VALUE;
for (const num of nums) {
if (num > m) {
m = num;
}
}
// 按照从低位到高位的顺序遍历
for (let exp = 1; exp <= m; exp *= 10) {
// 对数组元素的第 k 位执行计数排序
// k = 1 -> exp = 1
// k = 2 -> exp = 10
// 即 exp = 10^(k-1)
countingSortDigit(nums, exp);
}
}
```
=== "TS"
```typescript title="radix_sort.ts"
[class]{}-[func]{digit}
/* 获取元素 num 的第 k 位,其中 exp = 10^(k-1) */
function digit(num: number, exp: number): number {
// 传入 exp 而非 k 可以避免在此重复执行昂贵的次方计算
return Math.floor(num / exp) % 10;
}
[class]{}-[func]{countingSortDigit}
/* 计数排序(根据 nums 第 k 位排序) */
function countingSortDigit(nums: number[], exp: number): void {
// 十进制的位范围为 0~9 ,因此需要长度为 10 的桶
const counter = new Array(10).fill(0);
const n = nums.length;
// 统计 0~9 各数字的出现次数
for (let i = 0; i < n; i++) {
const d = digit(nums[i], exp); // 获取 nums[i] 第 k 位,记为 d
counter[d]++; // 统计数字 d 的出现次数
}
// 求前缀和,将“出现个数”转换为“数组索引”
for (let i = 1; i < 10; i++) {
counter[i] += counter[i - 1];
}
// 倒序遍历,根据桶内统计结果,将各元素填入 res
const res = new Array(n).fill(0);
for (let i = n - 1; i >= 0; i--) {
const d = digit(nums[i], exp);
const j = counter[d] - 1; // 获取 d 在数组中的索引 j
res[j] = nums[i]; // 将当前元素填入索引 j
counter[d]--; // 将 d 的数量减 1
}
// 使用结果覆盖原数组 nums
for (let i = 0; i < n; i++) {
nums[i] = res[i];
}
}
[class]{}-[func]{radixSort}
/* 基数排序 */
function radixSort(nums: number[]): void {
// 获取数组的最大元素,用于判断最大位数
let m = Number.MIN_VALUE;
for (const num of nums) {
if (num > m) {
m = num;
}
}
// 按照从低位到高位的顺序遍历
for (let exp = 1; exp <= m; exp *= 10) {
// 对数组元素的第 k 位执行计数排序
// k = 1 -> exp = 1
// k = 2 -> exp = 10
// 即 exp = 10^(k-1)
countingSortDigit(nums, exp);
}
}
```
=== "Dart"
```dart title="radix_sort.dart"
[class]{}-[func]{digit}
/* 获取元素 num 的第 k 位,其中 exp = 10^(k-1) */
int digit(int num, int exp) {
// 传入 exp 而非 k 可以避免在此重复执行昂贵的次方计算
return (num ~/ exp) % 10;
}
[class]{}-[func]{countingSortDigit}
/* 计数排序(根据 nums 第 k 位排序) */
void countingSortDigit(List<int> nums, int exp) {
// 十进制的位范围为 0~9 ,因此需要长度为 10 的桶
List<int> counter = List<int>.filled(10, 0);
int n = nums.length;
// 统计 0~9 各数字的出现次数
for (int i = 0; i < n; i++) {
int d = digit(nums[i], exp); // 获取 nums[i] 第 k 位,记为 d
counter[d]++; // 统计数字 d 的出现次数
}
// 求前缀和,将“出现个数”转换为“数组索引”
for (int i = 1; i < 10; i++) {
counter[i] += counter[i - 1];
}
// 倒序遍历,根据桶内统计结果,将各元素填入 res
List<int> res = List<int>.filled(n, 0);
for (int i = n - 1; i >= 0; i--) {
int d = digit(nums[i], exp);
int j = counter[d] - 1; // 获取 d 在数组中的索引 j
res[j] = nums[i]; // 将当前元素填入索引 j
counter[d]--; // 将 d 的数量减 1
}
// 使用结果覆盖原数组 nums
for (int i = 0; i < n; i++) nums[i] = res[i];
}
[class]{}-[func]{radixSort}
/* 基数排序 */
void radixSort(List<int> nums) {
// 获取数组的最大元素,用于判断最大位数
// dart 中 int 的长度是 64 位的
int m = -1 << 63;
for (int num in nums) if (num > m) m = num;
// 按照从低位到高位的顺序遍历
for (int exp = 1; exp <= m; exp *= 10)
// 对数组元素的第 k 位执行计数排序
// k = 1 -> exp = 1
// k = 2 -> exp = 10
// 即 exp = 10^(k-1)
countingSortDigit(nums, exp);
}
```
=== "Rust"
```rust title="radix_sort.rs"
[class]{}-[func]{digit}
/* 获取元素 num 的第 k 位,其中 exp = 10^(k-1) */
fn digit(num: i32, exp: i32) -> usize {
// 传入 exp 而非 k 可以避免在此重复执行昂贵的次方计算
return ((num / exp) % 10) as usize;
}
[class]{}-[func]{counting_sort_digit}
/* 计数排序(根据 nums 第 k 位排序) */
fn counting_sort_digit(nums: &mut [i32], exp: i32) {
// 十进制的位范围为 0~9 ,因此需要长度为 10 的桶
let mut counter = [0; 10];
let n = nums.len();
// 统计 0~9 各数字的出现次数
for i in 0..n {
let d = digit(nums[i], exp); // 获取 nums[i] 第 k 位,记为 d
counter[d] += 1; // 统计数字 d 的出现次数
}
// 求前缀和,将“出现个数”转换为“数组索引”
for i in 1..10 {
counter[i] += counter[i - 1];
}
// 倒序遍历,根据桶内统计结果,将各元素填入 res
let mut res = vec![0; n];
for i in (0..n).rev() {
let d = digit(nums[i], exp);
let j = counter[d] - 1; // 获取 d 在数组中的索引 j
res[j] = nums[i]; // 将当前元素填入索引 j
counter[d] -= 1; // 将 d 的数量减 1
}
// 使用结果覆盖原数组 nums
for i in 0..n {
nums[i] = res[i];
}
}
[class]{}-[func]{radix_sort}
/* 基数排序 */
fn radix_sort(nums: &mut [i32]) {
// 获取数组的最大元素,用于判断最大位数
let m = *nums.into_iter().max().unwrap();
// 按照从低位到高位的顺序遍历
let mut exp = 1;
while exp <= m {
counting_sort_digit(nums, exp);
exp *= 10;
}
}
```
=== "C"
```c title="radix_sort.c"
[class]{}-[func]{digit}
/* 获取元素 num 的第 k 位,其中 exp = 10^(k-1) */
int digit(int num, int exp) {
// 传入 exp 而非 k 可以避免在此重复执行昂贵的次方计算
return (num / exp) % 10;
}
[class]{}-[func]{countingSortDigit}
/* 计数排序(根据 nums 第 k 位排序) */
void countingSortDigit(int nums[], int size, int exp) {
// 十进制的位范围为 0~9 ,因此需要长度为 10 的桶
int *counter = (int *)malloc((sizeof(int) * 10));
// 统计 0~9 各数字的出现次数
for (int i = 0; i < size; i++) {
// 获取 nums[i] 第 k 位,记为 d
int d = digit(nums[i], exp);
// 统计数字 d 的出现次数
counter[d]++;
}
// 求前缀和,将“出现个数”转换为“数组索引”
for (int i = 1; i < 10; i++) {
counter[i] += counter[i - 1];
}
// 倒序遍历,根据桶内统计结果,将各元素填入 res
int *res = (int *)malloc(sizeof(int) * size);
for (int i = size - 1; i >= 0; i--) {
int d = digit(nums[i], exp);
int j = counter[d] - 1; // 获取 d 在数组中的索引 j
res[j] = nums[i]; // 将当前元素填入索引 j
counter[d]--; // 将 d 的数量减 1
}
// 使用结果覆盖原数组 nums
for (int i = 0; i < size; i++) {
nums[i] = res[i];
}
}
[class]{}-[func]{radixSort}
/* 基数排序 */
void radixSort(int nums[], int size) {
// 获取数组的最大元素,用于判断最大位数
int max = INT32_MIN;
for (size_t i = 0; i < size - 1; i++) {
if (nums[i] > max) {
max = nums[i];
}
}
// 按照从低位到高位的顺序遍历
for (int exp = 1; max >= exp; exp *= 10)
// 对数组元素的第 k 位执行计数排序
// k = 1 -> exp = 1
// k = 2 -> exp = 10
// 即 exp = 10^(k-1)
countingSortDigit(nums, size, exp);
}
```
=== "Zig"
```zig title="radix_sort.zig"
[class]{}-[func]{digit}
// 获取元素 num 的第 k 位,其中 exp = 10^(k-1)
fn digit(num: i32, exp: i32) i32 {
// 传入 exp 而非 k 可以避免在此重复执行昂贵的次方计算
return @mod(@divFloor(num, exp), 10);
}
[class]{}-[func]{countingSortDigit}
// 计数排序(根据 nums 第 k 位排序)
fn countingSortDigit(nums: []i32, exp: i32) !void {
// 十进制的位范围为 0~9 ,因此需要长度为 10 的桶
var mem_arena = std.heap.ArenaAllocator.init(std.heap.page_allocator);
// defer mem_arena.deinit();
const mem_allocator = mem_arena.allocator();
var counter = try mem_allocator.alloc(usize, 10);
@memset(counter, 0);
var n = nums.len;
// 统计 0~9 各数字的出现次数
for (nums) |num| {
var d: u32 = @bitCast(digit(num, exp)); // 获取 nums[i] 第 k 位,记为 d
counter[d] += 1; // 统计数字 d 的出现次数
}
// 求前缀和,将“出现个数”转换为“数组索引”
var i: usize = 1;
while (i < 10) : (i += 1) {
counter[i] += counter[i - 1];
}
// 倒序遍历,根据桶内统计结果,将各元素填入 res
var res = try mem_allocator.alloc(i32, n);
i = n - 1;
while (i >= 0) : (i -= 1) {
var d: u32 = @bitCast(digit(nums[i], exp));
var j = counter[d] - 1; // 获取 d 在数组中的索引 j
res[j] = nums[i]; // 将当前元素填入索引 j
counter[d] -= 1; // 将 d 的数量减 1
if (i == 0) break;
}
// 使用结果覆盖原数组 nums
i = 0;
while (i < n) : (i += 1) {
nums[i] = res[i];
}
}
[class]{}-[func]{radixSort}
// 基数排序
fn radixSort(nums: []i32) !void {
// 获取数组的最大元素,用于判断最大位数
var m: i32 = std.math.minInt(i32);
for (nums) |num| {
if (num > m) m = num;
}
// 按照从低位到高位的顺序遍历
var exp: i32 = 1;
while (exp <= m) : (exp *= 10) {
// 对数组元素的第 k 位执行计数排序
// k = 1 -> exp = 1
// k = 2 -> exp = 10
// 即 exp = 10^(k-1)
try countingSortDigit(nums, exp);
}
}
```
!!! question "为什么从最低位开始排序?"

View File

@@ -54,67 +54,228 @@ comments: true
=== "Python"
```python title="selection_sort.py"
[class]{}-[func]{selection_sort}
def selection_sort(nums: list[int]):
"""选择排序"""
n = len(nums)
# 外循环:未排序区间为 [i, n-1]
for i in range(n - 1):
# 内循环:找到未排序区间内的最小元素
k = i
for j in range(i + 1, n):
if nums[j] < nums[k]:
k = j # 记录最小元素的索引
# 将该最小元素与未排序区间的首个元素交换
nums[i], nums[k] = nums[k], nums[i]
```
=== "C++"
```cpp title="selection_sort.cpp"
[class]{}-[func]{selectionSort}
/* 选择排序 */
void selectionSort(vector<int> &nums) {
int n = nums.size();
// 外循环:未排序区间为 [i, n-1]
for (int i = 0; i < n - 1; i++) {
// 内循环:找到未排序区间内的最小元素
int k = i;
for (int j = i + 1; j < n; j++) {
if (nums[j] < nums[k])
k = j; // 记录最小元素的索引
}
// 将该最小元素与未排序区间的首个元素交换
swap(nums[i], nums[k]);
}
}
```
=== "Java"
```java title="selection_sort.java"
[class]{selection_sort}-[func]{selectionSort}
/* 选择排序 */
void selectionSort(int[] nums) {
int n = nums.length;
// 外循环:未排序区间为 [i, n-1]
for (int i = 0; i < n - 1; i++) {
// 内循环:找到未排序区间内的最小元素
int k = i;
for (int j = i + 1; j < n; j++) {
if (nums[j] < nums[k])
k = j; // 记录最小元素的索引
}
// 将该最小元素与未排序区间的首个元素交换
int temp = nums[i];
nums[i] = nums[k];
nums[k] = temp;
}
}
```
=== "C#"
```csharp title="selection_sort.cs"
[class]{selection_sort}-[func]{selectionSort}
/* 选择排序 */
void selectionSort(int[] nums) {
int n = nums.Length;
// 外循环:未排序区间为 [i, n-1]
for (int i = 0; i < n - 1; i++) {
// 内循环:找到未排序区间内的最小元素
int k = i;
for (int j = i + 1; j < n; j++) {
if (nums[j] < nums[k])
k = j; // 记录最小元素的索引
}
// 将该最小元素与未排序区间的首个元素交换
(nums[k], nums[i]) = (nums[i], nums[k]);
}
}
```
=== "Go"
```go title="selection_sort.go"
[class]{}-[func]{selectionSort}
/* 选择排序 */
func selectionSort(nums []int) {
n := len(nums)
// 外循环:未排序区间为 [i, n-1]
for i := 0; i < n-1; i++ {
// 内循环:找到未排序区间内的最小元素
k := i
for j := i + 1; j < n; j++ {
if nums[j] < nums[k] {
// 记录最小元素的索引
k = j
}
}
// 将该最小元素与未排序区间的首个元素交换
nums[i], nums[k] = nums[k], nums[i]
}
}
```
=== "Swift"
```swift title="selection_sort.swift"
[class]{}-[func]{selectionSort}
/* 选择排序 */
func selectionSort(nums: inout [Int]) {
// 外循环:未排序区间为 [i, n-1]
for i in nums.indices.dropLast() {
// 内循环:找到未排序区间内的最小元素
var k = i
for j in nums.indices.dropFirst(i + 1) {
if nums[j] < nums[k] {
k = j // 记录最小元素的索引
}
}
// 将该最小元素与未排序区间的首个元素交换
nums.swapAt(i, k)
}
}
```
=== "JS"
```javascript title="selection_sort.js"
[class]{}-[func]{selectionSort}
/* 选择排序 */
function selectionSort(nums) {
let n = nums.length;
// 外循环:未排序区间为 [i, n-1]
for (let i = 0; i < n - 1; i++) {
// 内循环:找到未排序区间内的最小元素
let k = i;
for (let j = i + 1; j < n; j++) {
if (nums[j] < nums[k]) {
k = j; // 记录最小元素的索引
}
}
// 将该最小元素与未排序区间的首个元素交换
[nums[i], nums[k]] = [nums[k], nums[i]];
}
}
```
=== "TS"
```typescript title="selection_sort.ts"
[class]{}-[func]{selectionSort}
/* 选择排序 */
function selectionSort(nums: number[]): void {
let n = nums.length;
// 外循环:未排序区间为 [i, n-1]
for (let i = 0; i < n - 1; i++) {
// 内循环:找到未排序区间内的最小元素
let k = i;
for (let j = i + 1; j < n; j++) {
if (nums[j] < nums[k]) {
k = j; // 记录最小元素的索引
}
}
// 将该最小元素与未排序区间的首个元素交换
[nums[i], nums[k]] = [nums[k], nums[i]];
}
}
```
=== "Dart"
```dart title="selection_sort.dart"
[class]{}-[func]{selectionSort}
/* 选择排序 */
void selectionSort(List<int> nums) {
int n = nums.length;
// 外循环:未排序区间为 [i, n-1]
for (int i = 0; i < n - 1; i++) {
// 内循环:找到未排序区间内的最小元素
int k = i;
for (int j = i + 1; j < n; j++) {
if (nums[j] < nums[k]) k = j; // 记录最小元素的索引
}
// 将该最小元素与未排序区间的首个元素交换
int temp = nums[i];
nums[i] = nums[k];
nums[k] = temp;
}
}
```
=== "Rust"
```rust title="selection_sort.rs"
[class]{}-[func]{selection_sort}
/* 选择排序 */
fn selection_sort(nums: &mut [i32]) {
let n = nums.len();
// 外循环:未排序区间为 [i, n-1]
for i in 0..n-1 {
// 内循环:找到未排序区间内的最小元素
let mut k = i;
for j in i+1..n {
if nums[j] < nums[k] {
k = j; // 记录最小元素的索引
}
}
// 将该最小元素与未排序区间的首个元素交换
nums.swap(i, k);
}
}
```
=== "C"
```c title="selection_sort.c"
[class]{}-[func]{selectionSort}
/* 选择排序 */
void selectionSort(int nums[], int n) {
// 外循环:未排序区间为 [i, n-1]
for (int i = 0; i < n - 1; i++) {
// 内循环:找到未排序区间内的最小元素
int k = i;
for (int j = i + 1; j < n; j++) {
if (nums[j] < nums[k])
k = j; // 记录最小元素的索引
}
// 将该最小元素与未排序区间的首个元素交换
int temp = nums[i];
nums[i] = nums[k];
nums[k] = temp;
}
}
```
=== "Zig"

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@@ -25,73 +25,303 @@ comments: true
=== "Python"
```python title="binary_tree_bfs.py"
[class]{}-[func]{level_order}
def level_order(root: TreeNode | None) -> list[int]:
"""层序遍历"""
# 初始化队列,加入根节点
queue: deque[TreeNode] = deque()
queue.append(root)
# 初始化一个列表,用于保存遍历序列
res = []
while queue:
node: TreeNode = queue.popleft() # 队列出队
res.append(node.val) # 保存节点值
if node.left is not None:
queue.append(node.left) # 左子节点入队
if node.right is not None:
queue.append(node.right) # 右子节点入队
return res
```
=== "C++"
```cpp title="binary_tree_bfs.cpp"
[class]{}-[func]{levelOrder}
/* 层序遍历 */
vector<int> levelOrder(TreeNode *root) {
// 初始化队列,加入根节点
queue<TreeNode *> queue;
queue.push(root);
// 初始化一个列表,用于保存遍历序列
vector<int> vec;
while (!queue.empty()) {
TreeNode *node = queue.front();
queue.pop(); // 队列出队
vec.push_back(node->val); // 保存节点值
if (node->left != nullptr)
queue.push(node->left); // 左子节点入队
if (node->right != nullptr)
queue.push(node->right); // 右子节点入队
}
return vec;
}
```
=== "Java"
```java title="binary_tree_bfs.java"
[class]{binary_tree_bfs}-[func]{levelOrder}
/* 层序遍历 */
List<Integer> levelOrder(TreeNode root) {
// 初始化队列,加入根节点
Queue<TreeNode> queue = new LinkedList<>();
queue.add(root);
// 初始化一个列表,用于保存遍历序列
List<Integer> list = new ArrayList<>();
while (!queue.isEmpty()) {
TreeNode node = queue.poll(); // 队列出队
list.add(node.val); // 保存节点值
if (node.left != null)
queue.offer(node.left); // 左子节点入队
if (node.right != null)
queue.offer(node.right); // 右子节点入队
}
return list;
}
```
=== "C#"
```csharp title="binary_tree_bfs.cs"
[class]{binary_tree_bfs}-[func]{levelOrder}
/* 层序遍历 */
List<int> levelOrder(TreeNode root) {
// 初始化队列,加入根节点
Queue<TreeNode> queue = new();
queue.Enqueue(root);
// 初始化一个列表,用于保存遍历序列
List<int> list = new();
while (queue.Count != 0) {
TreeNode node = queue.Dequeue(); // 队列出队
list.Add(node.val); // 保存节点值
if (node.left != null)
queue.Enqueue(node.left); // 左子节点入队
if (node.right != null)
queue.Enqueue(node.right); // 右子节点入队
}
return list;
}
```
=== "Go"
```go title="binary_tree_bfs.go"
[class]{}-[func]{levelOrder}
/* 层序遍历 */
func levelOrder(root *TreeNode) []any {
// 初始化队列,加入根节点
queue := list.New()
queue.PushBack(root)
// 初始化一个切片,用于保存遍历序列
nums := make([]any, 0)
for queue.Len() > 0 {
// 队列出队
node := queue.Remove(queue.Front()).(*TreeNode)
// 保存节点值
nums = append(nums, node.Val)
if node.Left != nil {
// 左子节点入队
queue.PushBack(node.Left)
}
if node.Right != nil {
// 右子节点入队
queue.PushBack(node.Right)
}
}
return nums
}
```
=== "Swift"
```swift title="binary_tree_bfs.swift"
[class]{}-[func]{levelOrder}
/* 层序遍历 */
func levelOrder(root: TreeNode) -> [Int] {
// 初始化队列,加入根节点
var queue: [TreeNode] = [root]
// 初始化一个列表,用于保存遍历序列
var list: [Int] = []
while !queue.isEmpty {
let node = queue.removeFirst() // 队列出队
list.append(node.val) // 保存节点值
if let left = node.left {
queue.append(left) // 左子节点入队
}
if let right = node.right {
queue.append(right) // 右子节点入队
}
}
return list
}
```
=== "JS"
```javascript title="binary_tree_bfs.js"
[class]{}-[func]{levelOrder}
/* 层序遍历 */
function levelOrder(root) {
// 初始化队列,加入根节点
const queue = [root];
// 初始化一个列表,用于保存遍历序列
const list = [];
while (queue.length) {
let node = queue.shift(); // 队列出队
list.push(node.val); // 保存节点值
if (node.left) queue.push(node.left); // 左子节点入队
if (node.right) queue.push(node.right); // 右子节点入队
}
return list;
}
```
=== "TS"
```typescript title="binary_tree_bfs.ts"
[class]{}-[func]{levelOrder}
/* 层序遍历 */
function levelOrder(root: TreeNode | null): number[] {
// 初始化队列,加入根节点
const queue = [root];
// 初始化一个列表,用于保存遍历序列
const list: number[] = [];
while (queue.length) {
let node = queue.shift() as TreeNode; // 队列出队
list.push(node.val); // 保存节点值
if (node.left) {
queue.push(node.left); // 左子节点入队
}
if (node.right) {
queue.push(node.right); // 右子节点入队
}
}
return list;
}
```
=== "Dart"
```dart title="binary_tree_bfs.dart"
[class]{}-[func]{levelOrder}
/* 层序遍历 */
List<int> levelOrder(TreeNode? root) {
// 初始化队列,加入根节点
Queue<TreeNode?> queue = Queue();
queue.add(root);
// 初始化一个列表,用于保存遍历序列
List<int> res = [];
while (queue.isNotEmpty) {
TreeNode? node = queue.removeFirst(); // 队列出队
res.add(node!.val); // 保存节点值
if (node.left != null) queue.add(node.left); // 左子节点入队
if (node.right != null) queue.add(node.right); // 右子节点入队
}
return res;
}
```
=== "Rust"
```rust title="binary_tree_bfs.rs"
[class]{}-[func]{level_order}
/* 层序遍历 */
fn level_order(root: &Rc<RefCell<TreeNode>>) -> Vec<i32> {
// 初始化队列,加入根结点
let mut que = VecDeque::new();
que.push_back(Rc::clone(&root));
// 初始化一个列表,用于保存遍历序列
let mut vec = Vec::new();
while let Some(node) = que.pop_front() { // 队列出队
vec.push(node.borrow().val); // 保存结点值
if let Some(left) = node.borrow().left.as_ref() {
que.push_back(Rc::clone(left)); // 左子结点入队
}
if let Some(right) = node.borrow().right.as_ref() {
que.push_back(Rc::clone(right)); // 右子结点入队
};
}
vec
}
```
=== "C"
```c title="binary_tree_bfs.c"
[class]{}-[func]{levelOrder}
/* 层序遍历 */
int *levelOrder(TreeNode *root, int *size) {
/* 辅助队列 */
int front, rear;
int index, *arr;
TreeNode *node;
TreeNode **queue;
/* 辅助队列 */
queue = (TreeNode **)malloc(sizeof(TreeNode *) * MAX_NODE_SIZE);
// 队列指针
front = 0, rear = 0;
// 加入根节点
queue[rear++] = root;
// 初始化一个列表,用于保存遍历序列
/* 辅助数组 */
arr = (int *)malloc(sizeof(int) * MAX_NODE_SIZE);
// 数组指针
index = 0;
while (front < rear) {
// 队列出队
node = queue[front++];
// 保存节点值
arr[index++] = node->val;
if (node->left != NULL) {
// 左子节点入队
queue[rear++] = node->left;
}
if (node->right != NULL) {
// 右子节点入队
queue[rear++] = node->right;
}
}
// 更新数组长度的值
*size = index;
arr = realloc(arr, sizeof(int) * (*size));
// 释放辅助数组空间
free(queue);
return arr;
}
```
=== "Zig"
```zig title="binary_tree_bfs.zig"
[class]{}-[func]{levelOrder}
// 层序遍历
fn levelOrder(comptime T: type, mem_allocator: std.mem.Allocator, root: *inc.TreeNode(T)) !std.ArrayList(T) {
// 初始化队列,加入根节点
const L = std.TailQueue(*inc.TreeNode(T));
var queue = L{};
var root_node = try mem_allocator.create(L.Node);
root_node.data = root;
queue.append(root_node);
// 初始化一个列表,用于保存遍历序列
var list = std.ArrayList(T).init(std.heap.page_allocator);
while (queue.len > 0) {
var queue_node = queue.popFirst().?; // 队列出队
var node = queue_node.data;
try list.append(node.val); // 保存节点值
if (node.left != null) {
var tmp_node = try mem_allocator.create(L.Node);
tmp_node.data = node.left.?;
queue.append(tmp_node); // 左子节点入队
}
if (node.right != null) {
var tmp_node = try mem_allocator.create(L.Node);
tmp_node.data = node.right.?;
queue.append(tmp_node); // 右子节点入队
}
}
return list;
}
```
### 2. &nbsp; 复杂度分析
@@ -116,121 +346,412 @@ comments: true
=== "Python"
```python title="binary_tree_dfs.py"
[class]{}-[func]{pre_order}
def pre_order(root: TreeNode | None):
"""前序遍历"""
if root is None:
return
# 访问优先级:根节点 -> 左子树 -> 右子树
res.append(root.val)
pre_order(root=root.left)
pre_order(root=root.right)
[class]{}-[func]{in_order}
def in_order(root: TreeNode | None):
"""中序遍历"""
if root is None:
return
# 访问优先级:左子树 -> 根节点 -> 右子树
in_order(root=root.left)
res.append(root.val)
in_order(root=root.right)
[class]{}-[func]{post_order}
def post_order(root: TreeNode | None):
"""后序遍历"""
if root is None:
return
# 访问优先级:左子树 -> 右子树 -> 根节点
post_order(root=root.left)
post_order(root=root.right)
res.append(root.val)
```
=== "C++"
```cpp title="binary_tree_dfs.cpp"
[class]{}-[func]{preOrder}
/* 前序遍历 */
void preOrder(TreeNode *root) {
if (root == nullptr)
return;
// 访问优先级:根节点 -> 左子树 -> 右子树
vec.push_back(root->val);
preOrder(root->left);
preOrder(root->right);
}
[class]{}-[func]{inOrder}
/* 中序遍历 */
void inOrder(TreeNode *root) {
if (root == nullptr)
return;
// 访问优先级:左子树 -> 根节点 -> 右子树
inOrder(root->left);
vec.push_back(root->val);
inOrder(root->right);
}
[class]{}-[func]{postOrder}
/* 后序遍历 */
void postOrder(TreeNode *root) {
if (root == nullptr)
return;
// 访问优先级:左子树 -> 右子树 -> 根节点
postOrder(root->left);
postOrder(root->right);
vec.push_back(root->val);
}
```
=== "Java"
```java title="binary_tree_dfs.java"
[class]{binary_tree_dfs}-[func]{preOrder}
/* 前序遍历 */
void preOrder(TreeNode root) {
if (root == null)
return;
// 访问优先级:根节点 -> 左子树 -> 右子树
list.add(root.val);
preOrder(root.left);
preOrder(root.right);
}
[class]{binary_tree_dfs}-[func]{inOrder}
/* 中序遍历 */
void inOrder(TreeNode root) {
if (root == null)
return;
// 访问优先级:左子树 -> 根节点 -> 右子树
inOrder(root.left);
list.add(root.val);
inOrder(root.right);
}
[class]{binary_tree_dfs}-[func]{postOrder}
/* 后序遍历 */
void postOrder(TreeNode root) {
if (root == null)
return;
// 访问优先级:左子树 -> 右子树 -> 根节点
postOrder(root.left);
postOrder(root.right);
list.add(root.val);
}
```
=== "C#"
```csharp title="binary_tree_dfs.cs"
[class]{binary_tree_dfs}-[func]{preOrder}
/* 前序遍历 */
void preOrder(TreeNode? root) {
if (root == null) return;
// 访问优先级:根节点 -> 左子树 -> 右子树
list.Add(root.val);
preOrder(root.left);
preOrder(root.right);
}
[class]{binary_tree_dfs}-[func]{inOrder}
/* 中序遍历 */
void inOrder(TreeNode? root) {
if (root == null) return;
// 访问优先级:左子树 -> 根节点 -> 右子树
inOrder(root.left);
list.Add(root.val);
inOrder(root.right);
}
[class]{binary_tree_dfs}-[func]{postOrder}
/* 后序遍历 */
void postOrder(TreeNode? root) {
if (root == null) return;
// 访问优先级:左子树 -> 右子树 -> 根节点
postOrder(root.left);
postOrder(root.right);
list.Add(root.val);
}
```
=== "Go"
```go title="binary_tree_dfs.go"
[class]{}-[func]{preOrder}
/* 前序遍历 */
func preOrder(node *TreeNode) {
if node == nil {
return
}
// 访问优先级:根节点 -> 左子树 -> 右子树
nums = append(nums, node.Val)
preOrder(node.Left)
preOrder(node.Right)
}
[class]{}-[func]{inOrder}
/* 中序遍历 */
func inOrder(node *TreeNode) {
if node == nil {
return
}
// 访问优先级:左子树 -> 根节点 -> 右子树
inOrder(node.Left)
nums = append(nums, node.Val)
inOrder(node.Right)
}
[class]{}-[func]{postOrder}
/* 后序遍历 */
func postOrder(node *TreeNode) {
if node == nil {
return
}
// 访问优先级:左子树 -> 右子树 -> 根节点
postOrder(node.Left)
postOrder(node.Right)
nums = append(nums, node.Val)
}
```
=== "Swift"
```swift title="binary_tree_dfs.swift"
[class]{}-[func]{preOrder}
/* 前序遍历 */
func preOrder(root: TreeNode?) {
guard let root = root else {
return
}
// 访问优先级:根节点 -> 左子树 -> 右子树
list.append(root.val)
preOrder(root: root.left)
preOrder(root: root.right)
}
[class]{}-[func]{inOrder}
/* 中序遍历 */
func inOrder(root: TreeNode?) {
guard let root = root else {
return
}
// 访问优先级:左子树 -> 根节点 -> 右子树
inOrder(root: root.left)
list.append(root.val)
inOrder(root: root.right)
}
[class]{}-[func]{postOrder}
/* 后序遍历 */
func postOrder(root: TreeNode?) {
guard let root = root else {
return
}
// 访问优先级:左子树 -> 右子树 -> 根节点
postOrder(root: root.left)
postOrder(root: root.right)
list.append(root.val)
}
```
=== "JS"
```javascript title="binary_tree_dfs.js"
[class]{}-[func]{preOrder}
/* 前序遍历 */
function preOrder(root) {
if (root === null) return;
// 访问优先级:根节点 -> 左子树 -> 右子树
list.push(root.val);
preOrder(root.left);
preOrder(root.right);
}
[class]{}-[func]{inOrder}
/* 中序遍历 */
function inOrder(root) {
if (root === null) return;
// 访问优先级:左子树 -> 根节点 -> 右子树
inOrder(root.left);
list.push(root.val);
inOrder(root.right);
}
[class]{}-[func]{postOrder}
/* 后序遍历 */
function postOrder(root) {
if (root === null) return;
// 访问优先级:左子树 -> 右子树 -> 根节点
postOrder(root.left);
postOrder(root.right);
list.push(root.val);
}
```
=== "TS"
```typescript title="binary_tree_dfs.ts"
[class]{}-[func]{preOrder}
/* 前序遍历 */
function preOrder(root: TreeNode | null): void {
if (root === null) {
return;
}
// 访问优先级:根节点 -> 左子树 -> 右子树
list.push(root.val);
preOrder(root.left);
preOrder(root.right);
}
[class]{}-[func]{inOrder}
/* 中序遍历 */
function inOrder(root: TreeNode | null): void {
if (root === null) {
return;
}
// 访问优先级:左子树 -> 根节点 -> 右子树
inOrder(root.left);
list.push(root.val);
inOrder(root.right);
}
[class]{}-[func]{postOrder}
/* 后序遍历 */
function postOrder(root: TreeNode | null): void {
if (root === null) {
return;
}
// 访问优先级:左子树 -> 右子树 -> 根节点
postOrder(root.left);
postOrder(root.right);
list.push(root.val);
}
```
=== "Dart"
```dart title="binary_tree_dfs.dart"
[class]{}-[func]{preOrder}
/* 前序遍历 */
void preOrder(TreeNode? node) {
if (node == null) return;
// 访问优先级:根节点 -> 左子树 -> 右子树
list.add(node.val);
preOrder(node.left);
preOrder(node.right);
}
[class]{}-[func]{inOrder}
/* 中序遍历 */
void inOrder(TreeNode? node) {
if (node == null) return;
// 访问优先级:左子树 -> 根节点 -> 右子树
inOrder(node.left);
list.add(node.val);
inOrder(node.right);
}
[class]{}-[func]{postOrder}
/* 后序遍历 */
void postOrder(TreeNode? node) {
if (node == null) return;
// 访问优先级:左子树 -> 右子树 -> 根节点
postOrder(node.left);
postOrder(node.right);
list.add(node.val);
}
```
=== "Rust"
```rust title="binary_tree_dfs.rs"
[class]{}-[func]{pre_order}
/* 前序遍历 */
fn pre_order(root: Option<&Rc<RefCell<TreeNode>>>) -> Vec<i32> {
let mut result = vec![];
[class]{}-[func]{in_order}
if let Some(node) = root {
// 访问优先级:根结点 -> 左子树 -> 右子树
result.push(node.borrow().val);
result.append(&mut pre_order(node.borrow().left.as_ref()));
result.append(&mut pre_order(node.borrow().right.as_ref()));
}
result
}
[class]{}-[func]{post_order}
/* 中序遍历 */
fn in_order(root: Option<&Rc<RefCell<TreeNode>>>) -> Vec<i32> {
let mut result = vec![];
if let Some(node) = root {
// 访问优先级:左子树 -> 根结点 -> 右子树
result.append(&mut in_order(node.borrow().left.as_ref()));
result.push(node.borrow().val);
result.append(&mut in_order(node.borrow().right.as_ref()));
}
result
}
/* 后序遍历 */
fn post_order(root: Option<&Rc<RefCell<TreeNode>>>) -> Vec<i32> {
let mut result = vec![];
if let Some(node) = root {
// 访问优先级:左子树 -> 右子树 -> 根结点
result.append(&mut post_order(node.borrow().left.as_ref()));
result.append(&mut post_order(node.borrow().right.as_ref()));
result.push(node.borrow().val);
}
result
}
```
=== "C"
```c title="binary_tree_dfs.c"
[class]{}-[func]{preOrder}
/* 前序遍历 */
void preOrder(TreeNode *root, int *size) {
if (root == NULL)
return;
// 访问优先级:根节点 -> 左子树 -> 右子树
arr[(*size)++] = root->val;
preOrder(root->left, size);
preOrder(root->right, size);
}
[class]{}-[func]{inOrder}
/* 中序遍历 */
void inOrder(TreeNode *root, int *size) {
if (root == NULL)
return;
// 访问优先级:左子树 -> 根节点 -> 右子树
inOrder(root->left, size);
arr[(*size)++] = root->val;
inOrder(root->right, size);
}
[class]{}-[func]{postOrder}
/* 后序遍历 */
void postOrder(TreeNode *root, int *size) {
if (root == NULL)
return;
// 访问优先级:左子树 -> 右子树 -> 根节点
postOrder(root->left, size);
postOrder(root->right, size);
arr[(*size)++] = root->val;
}
```
=== "Zig"
```zig title="binary_tree_dfs.zig"
[class]{}-[func]{preOrder}
// 前序遍历
fn preOrder(comptime T: type, root: ?*inc.TreeNode(T)) !void {
if (root == null) return;
// 访问优先级:根节点 -> 左子树 -> 右子树
try list.append(root.?.val);
try preOrder(T, root.?.left);
try preOrder(T, root.?.right);
}
[class]{}-[func]{inOrder}
// 中序遍历
fn inOrder(comptime T: type, root: ?*inc.TreeNode(T)) !void {
if (root == null) return;
// 访问优先级:左子树 -> 根节点 -> 右子树
try inOrder(T, root.?.left);
try list.append(root.?.val);
try inOrder(T, root.?.right);
}
[class]{}-[func]{postOrder}
// 后序遍历
fn postOrder(comptime T: type, root: ?*inc.TreeNode(T)) !void {
if (root == null) return;
// 访问优先级:左子树 -> 右子树 -> 根节点
try postOrder(T, root.?.left);
try postOrder(T, root.?.right);
try list.append(root.?.val);
}
```
!!! note