Add ru version (#1865)

* Add Russian docs site baseline

* Add Russian localized codebase

* Polish Russian code wording

* Update ru code translation.

* Update code translation and chapter covers.

* Fix pythontutor extraction.

* Add README and landing page.

* placeholder of profiles

* Use figures of English version

* Remove chapter paperbook
This commit is contained in:
Yudong Jin
2026-03-28 04:24:07 +08:00
committed by GitHub
parent 2ca570cc33
commit 772183705e
1958 changed files with 108186 additions and 0 deletions

View File

@@ -0,0 +1,6 @@
{
"tabWidth": 4,
"useTabs": false,
"semi": true,
"singleQuote": true
}

View File

@@ -0,0 +1,97 @@
/**
* File: array.js
* Created Time: 2022-11-27
* Author: IsChristina (christinaxia77@foxmail.com)
*/
/* Случайный доступ к элементу */
function randomAccess(nums) {
// Случайным образом выбрать число из интервала [0, nums.length)
const random_index = Math.floor(Math.random() * nums.length);
// Получить и вернуть случайный элемент
const random_num = nums[random_index];
return random_num;
}
/* Увеличить длину массива */
// Обратите внимание: Array в JavaScript — это динамический массив, его можно расширять напрямую
// Для удобства обучения в этой функции Array рассматривается как массив неизменяемой длины
function extend(nums, enlarge) {
// Инициализировать массив увеличенной длины
const res = new Array(nums.length + enlarge).fill(0);
// Скопировать все элементы исходного массива в новый массив
for (let i = 0; i < nums.length; i++) {
res[i] = nums[i];
}
// Вернуть новый массив после расширения
return res;
}
/* Вставить элемент num по индексу index в массив */
function insert(nums, num, index) {
// Сдвинуть элемент с индексом index и все последующие элементы на одну позицию назад
for (let i = nums.length - 1; i > index; i--) {
nums[i] = nums[i - 1];
}
// Присвоить num элементу по индексу index
nums[index] = num;
}
/* Удалить элемент по индексу index */
function remove(nums, index) {
// Сдвинуть все элементы после индекса index на одну позицию вперед
for (let i = index; i < nums.length - 1; i++) {
nums[i] = nums[i + 1];
}
}
/* Обход массива */
function traverse(nums) {
let count = 0;
// Обход массива по индексам
for (let i = 0; i < nums.length; i++) {
count += nums[i];
}
// Непосредственно обходить элементы массива
for (const num of nums) {
count += num;
}
}
/* Найти заданный элемент в массиве */
function find(nums, target) {
for (let i = 0; i < nums.length; i++) {
if (nums[i] === target) return i;
}
return -1;
}
/* Driver Code */
/* Инициализация массива */
const arr = new Array(5).fill(0);
console.log('Массив arr =', arr);
let nums = [1, 3, 2, 5, 4];
console.log('Массив nums =', nums);
/* Случайный доступ */
let random_num = randomAccess(nums);
console.log('Случайный элемент из nums =', random_num);
/* Расширение длины */
nums = extend(nums, 3);
console.log('После увеличения длины массива до 8 nums =', nums);
/* Вставка элемента */
insert(nums, 6, 3);
console.log('После вставки числа 6 по индексу 3 nums =', nums);
/* Удаление элемента */
remove(nums, 2);
console.log('После удаления элемента по индексу 2 nums =', nums);
/* Обход массива */
traverse(nums);
/* Поиск элемента */
let index = find(nums, 3);
console.log('Поиск элемента 3 в nums: индекс =', index);

View File

@@ -0,0 +1,82 @@
/**
* File: linked_list.js
* Created Time: 2022-12-12
* Author: IsChristina (christinaxia77@foxmail.com), Justin (xiefahit@gmail.com)
*/
const { printLinkedList } = require('../modules/PrintUtil');
const { ListNode } = require('../modules/ListNode');
/* Вставить узел P после узла n0 в связном списке */
function insert(n0, P) {
const n1 = n0.next;
P.next = n1;
n0.next = P;
}
/* Удалить первый узел после узла n0 в связном списке */
function remove(n0) {
if (!n0.next) return;
// n0 -> P -> n1
const P = n0.next;
const n1 = P.next;
n0.next = n1;
}
/* Доступ к узлу связного списка по индексу index */
function access(head, index) {
for (let i = 0; i < index; i++) {
if (!head) {
return null;
}
head = head.next;
}
return head;
}
/* Найти в связном списке первый узел со значением target */
function find(head, target) {
let index = 0;
while (head !== null) {
if (head.val === target) {
return index;
}
head = head.next;
index += 1;
}
return -1;
}
/* Driver Code */
/* Инициализация связного списка */
// Инициализация всех узлов
const n0 = new ListNode(1);
const n1 = new ListNode(3);
const n2 = new ListNode(2);
const n3 = new ListNode(5);
const n4 = new ListNode(4);
// Построить ссылки между узлами
n0.next = n1;
n1.next = n2;
n2.next = n3;
n3.next = n4;
console.log('Исходный связный список');
printLinkedList(n0);
/* Вставка узла */
insert(n0, new ListNode(0));
console.log('Связный список после вставки узла');
printLinkedList(n0);
/* Удаление узла */
remove(n0);
console.log('Связный список после удаления узла');
printLinkedList(n0);
/* Доступ к узлу */
const node = access(n0, 3);
console.log('Значение узла по индексу 3 в связном списке = ' + node.val);
/* Поиск узла */
const index = find(n0, 2);
console.log('Индекс узла со значением 2 в связном списке = ' + index);

View File

@@ -0,0 +1,57 @@
/**
* File: list.js
* Created Time: 2022-12-12
* Author: Justin (xiefahit@gmail.com)
*/
/* Инициализация списка */
const nums = [1, 3, 2, 5, 4];
console.log(`Список nums = ${nums}`);
/* Доступ к элементу */
const num = nums[1];
console.log(`Элемент по индексу 1: num = ${num}`);
/* Обновление элемента */
nums[1] = 0;
console.log(`После обновления элемента по индексу 1 до 0 nums = ${nums}`);
/* Очистить список */
nums.length = 0;
console.log(`После очистки списка nums = ${nums}`);
/* Добавление элемента в конец */
nums.push(1);
nums.push(3);
nums.push(2);
nums.push(5);
nums.push(4);
console.log(`После добавления элементов nums = ${nums}`);
/* Вставка элемента в середину */
nums.splice(3, 0, 6);
console.log(`После вставки числа 6 по индексу 3 nums = ${nums}`);
/* Удаление элемента */
nums.splice(3, 1);
console.log(`После удаления элемента по индексу 3 nums = ${nums}`);
/* Обходить список по индексам */
let count = 0;
for (let i = 0; i < nums.length; i++) {
count += nums[i];
}
/* Непосредственно обходить элементы списка */
count = 0;
for (const x of nums) {
count += x;
}
/* Объединить два списка */
const nums1 = [6, 8, 7, 10, 9];
nums.push(...nums1);
console.log(`После конкатенации списка nums1 к nums nums = ${nums}`);
/* Отсортировать список */
nums.sort((a, b) => a - b);
console.log(`После сортировки списка nums = ${nums}`);

View File

@@ -0,0 +1,141 @@
/**
* File: my_list.js
* Created Time: 2022-12-12
* Author: Justin (xiefahit@gmail.com)
*/
/* Класс списка */
class MyList {
#arr = new Array(); // Массив (для хранения элементов списка)
#capacity = 10; // Вместимость списка
#size = 0; // Длина списка (текущее число элементов)
#extendRatio = 2; // Коэффициент увеличения списка при каждом расширении
/* Конструктор */
constructor() {
this.#arr = new Array(this.#capacity);
}
/* Получить длину списка (текущее число элементов) */
size() {
return this.#size;
}
/* Получить вместимость списка */
capacity() {
return this.#capacity;
}
/* Доступ к элементу */
get(index) {
// Если индекс выходит за границы, выбрасывается исключение; далее аналогично
if (index < 0 || index >= this.#size) throw new Error('индекс выходит за границы');
return this.#arr[index];
}
/* Обновление элемента */
set(index, num) {
if (index < 0 || index >= this.#size) throw new Error('индекс выходит за границы');
this.#arr[index] = num;
}
/* Добавление элемента в конец */
add(num) {
// Если длина равна вместимости, требуется расширение
if (this.#size === this.#capacity) {
this.extendCapacity();
}
// Добавить новый элемент в конец списка
this.#arr[this.#size] = num;
this.#size++;
}
/* Вставка элемента в середину */
insert(index, num) {
if (index < 0 || index >= this.#size) throw new Error('индекс выходит за границы');
// При превышении вместимости по числу элементов запускается расширение
if (this.#size === this.#capacity) {
this.extendCapacity();
}
// Сдвинуть элемент с индексом index и все следующие элементы на одну позицию назад
for (let j = this.#size - 1; j >= index; j--) {
this.#arr[j + 1] = this.#arr[j];
}
// Обновить число элементов
this.#arr[index] = num;
this.#size++;
}
/* Удаление элемента */
remove(index) {
if (index < 0 || index >= this.#size) throw new Error('индекс выходит за границы');
let num = this.#arr[index];
// Сдвинуть все элементы после индекса index на одну позицию вперед
for (let j = index; j < this.#size - 1; j++) {
this.#arr[j] = this.#arr[j + 1];
}
// Обновить число элементов
this.#size--;
// Вернуть удаленный элемент
return num;
}
/* Расширение списка */
extendCapacity() {
// Создать новый массив длиной в extendRatio раз больше исходного и скопировать в него исходный массив
this.#arr = this.#arr.concat(
new Array(this.capacity() * (this.#extendRatio - 1))
);
// Обновить вместимость списка
this.#capacity = this.#arr.length;
}
/* Преобразовать список в массив */
toArray() {
let size = this.size();
// Преобразовывать только элементы списка в пределах фактической длины
const arr = new Array(size);
for (let i = 0; i < size; i++) {
arr[i] = this.get(i);
}
return arr;
}
}
/* Driver Code */
/* Инициализация списка */
const nums = new MyList();
/* Добавление элемента в конец */
nums.add(1);
nums.add(3);
nums.add(2);
nums.add(5);
nums.add(4);
console.log(
`Список nums = ${nums.toArray()}, вместимость = ${nums.capacity()}, длина = ${nums.size()}`
);
/* Вставка элемента в середину */
nums.insert(3, 6);
console.log(`После вставки числа 6 по индексу 3 nums = ${nums.toArray()}`);
/* Удаление элемента */
nums.remove(3);
console.log(`После удаления элемента по индексу 3 nums = ${nums.toArray()}`);
/* Доступ к элементу */
const num = nums.get(1);
console.log(`Элемент по индексу 1: num = ${num}`);
/* Обновление элемента */
nums.set(1, 0);
console.log(`После обновления элемента по индексу 1 до 0 nums = ${nums.toArray()}`);
/* Проверка механизма расширения */
for (let i = 0; i < 10; i++) {
// При i = 5 длина списка превысит его вместимость, и в этот момент сработает механизм расширения
nums.add(i);
}
console.log(
`Список nums после увеличения вместимости = ${nums.toArray()}, вместимость = ${nums.capacity()}, длина = ${nums.size()}`
);

View File

@@ -0,0 +1,55 @@
/**
* File: n_queens.js
* Created Time: 2023-05-13
* Author: Justin (xiefahit@gmail.com)
*/
/* Алгоритм бэктрекинга: n ферзей */
function backtrack(row, n, state, res, cols, diags1, diags2) {
// Когда все строки уже обработаны, записать решение
if (row === n) {
res.push(state.map((row) => row.slice()));
return;
}
// Обойти все столбцы
for (let col = 0; col < n; col++) {
// Вычислить главную и побочную диагонали, соответствующие этой клетке
const diag1 = row - col + n - 1;
const diag2 = row + col;
// Отсечение: в столбце, главной диагонали и побочной диагонали этой клетки не должно быть ферзей
if (!cols[col] && !diags1[diag1] && !diags2[diag2]) {
// Попытка: поставить ферзя в эту клетку
state[row][col] = 'Q';
cols[col] = diags1[diag1] = diags2[diag2] = true;
// Перейти к размещению следующей строки
backtrack(row + 1, n, state, res, cols, diags1, diags2);
// Откат: восстановить эту клетку как пустую
state[row][col] = '#';
cols[col] = diags1[diag1] = diags2[diag2] = false;
}
}
}
/* Решить задачу о n ферзях */
function nQueens(n) {
// Инициализировать доску размера n*n, где 'Q' обозначает ферзя, а '#' — пустую клетку
const state = Array.from({ length: n }, () => Array(n).fill('#'));
const cols = Array(n).fill(false); // Отмечать, есть ли ферзь в столбце
const diags1 = Array(2 * n - 1).fill(false); // Отмечать наличие ферзя на главной диагонали
const diags2 = Array(2 * n - 1).fill(false); // Отмечать наличие ферзя на побочной диагонали
const res = [];
backtrack(0, n, state, res, cols, diags1, diags2);
return res;
}
// Driver Code
const n = 4;
const res = nQueens(n);
console.log(`Размер входной доски = ${n}`);
console.log(`Количество способов расстановки ферзей: ${res.length}`);
res.forEach((state) => {
console.log('--------------------');
state.forEach((row) => console.log(row));
});

View File

@@ -0,0 +1,42 @@
/**
* File: permutations_i.js
* Created Time: 2023-05-13
* Author: Justin (xiefahit@gmail.com)
*/
/* Алгоритм бэктрекинга: все перестановки I */
function backtrack(state, choices, selected, res) {
// Когда длина состояния равна числу элементов, записать решение
if (state.length === choices.length) {
res.push([...state]);
return;
}
// Перебор всех вариантов выбора
choices.forEach((choice, i) => {
// Отсечение: нельзя выбирать один и тот же элемент повторно
if (!selected[i]) {
// Попытка: сделать выбор и обновить состояние
selected[i] = true;
state.push(choice);
// Перейти к следующему выбору
backtrack(state, choices, selected, res);
// Откат: отменить выбор и восстановить предыдущее состояние
selected[i] = false;
state.pop();
}
});
}
/* Все перестановки I */
function permutationsI(nums) {
const res = [];
backtrack([], nums, Array(nums.length).fill(false), res);
return res;
}
// Driver Code
const nums = [1, 2, 3];
const res = permutationsI(nums);
console.log(`Входной массив nums = ${JSON.stringify(nums)}`);
console.log(`Все перестановки res = ${JSON.stringify(res)}`);

View File

@@ -0,0 +1,44 @@
/**
* File: permutations_ii.js
* Created Time: 2023-05-13
* Author: Justin (xiefahit@gmail.com)
*/
/* Алгоритм бэктрекинга: все перестановки II */
function backtrack(state, choices, selected, res) {
// Когда длина состояния равна числу элементов, записать решение
if (state.length === choices.length) {
res.push([...state]);
return;
}
// Перебор всех вариантов выбора
const duplicated = new Set();
choices.forEach((choice, i) => {
// Отсечение: нельзя выбирать один и тот же элемент повторно и нельзя повторно выбирать равные элементы
if (!selected[i] && !duplicated.has(choice)) {
// Попытка: сделать выбор и обновить состояние
duplicated.add(choice); // Записать значения уже выбранных элементов
selected[i] = true;
state.push(choice);
// Перейти к следующему выбору
backtrack(state, choices, selected, res);
// Откат: отменить выбор и восстановить предыдущее состояние
selected[i] = false;
state.pop();
}
});
}
/* Все перестановки II */
function permutationsII(nums) {
const res = [];
backtrack([], nums, Array(nums.length).fill(false), res);
return res;
}
// Driver Code
const nums = [1, 2, 2];
const res = permutationsII(nums);
console.log(`Входной массив nums = ${JSON.stringify(nums)}`);
console.log(`Все перестановки res = ${JSON.stringify(res)}`);

View File

@@ -0,0 +1,33 @@
/**
* File: preorder_traversal_i_compact.js
* Created Time: 2023-05-09
* Author: Justin (xiefahit@gmail.com)
*/
const { arrToTree } = require('../modules/TreeNode');
const { printTree } = require('../modules/PrintUtil');
/* Предварительный обход: пример 1 */
function preOrder(root, res) {
if (root === null) {
return;
}
if (root.val === 7) {
// Записать решение
res.push(root);
}
preOrder(root.left, res);
preOrder(root.right, res);
}
// Driver Code
const root = arrToTree([1, 7, 3, 4, 5, 6, 7]);
console.log('\nИнициализация двоичного дерева');
printTree(root);
// Предварительный обход
const res = [];
preOrder(root, res);
console.log('\nВсе узлы со значением 7');
console.log(res.map((node) => node.val));

View File

@@ -0,0 +1,40 @@
/**
* File: preorder_traversal_ii_compact.js
* Created Time: 2023-05-09
* Author: Justin (xiefahit@gmail.com)
*/
const { arrToTree } = require('../modules/TreeNode');
const { printTree } = require('../modules/PrintUtil');
/* Предварительный обход: пример 2 */
function preOrder(root, path, res) {
if (root === null) {
return;
}
// Попытка
path.push(root);
if (root.val === 7) {
// Записать решение
res.push([...path]);
}
preOrder(root.left, path, res);
preOrder(root.right, path, res);
// Откат
path.pop();
}
// Driver Code
const root = arrToTree([1, 7, 3, 4, 5, 6, 7]);
console.log('\nИнициализация двоичного дерева');
printTree(root);
// Предварительный обход
const path = [];
const res = [];
preOrder(root, path, res);
console.log('\nВсе пути от корня к узлу 7');
res.forEach((path) => {
console.log(path.map((node) => node.val));
});

View File

@@ -0,0 +1,41 @@
/**
* File: preorder_traversal_iii_compact.js
* Created Time: 2023-05-09
* Author: Justin (xiefahit@gmail.com)
*/
const { arrToTree } = require('../modules/TreeNode');
const { printTree } = require('../modules/PrintUtil');
/* Предварительный обход: пример 3 */
function preOrder(root, path, res) {
// Отсечение
if (root === null || root.val === 3) {
return;
}
// Попытка
path.push(root);
if (root.val === 7) {
// Записать решение
res.push([...path]);
}
preOrder(root.left, path, res);
preOrder(root.right, path, res);
// Откат
path.pop();
}
// Driver Code
const root = arrToTree([1, 7, 3, 4, 5, 6, 7]);
console.log('\nИнициализация двоичного дерева');
printTree(root);
// Предварительный обход
const path = [];
const res = [];
preOrder(root, path, res);
console.log('\nВсе пути от корня к узлу 7, не содержащие узлов со значением 3');
res.forEach((path) => {
console.log(path.map((node) => node.val));
});

View File

@@ -0,0 +1,68 @@
/**
* File: preorder_traversal_iii_template.js
* Created Time: 2023-05-09
* Author: Justin (xiefahit@gmail.com)
*/
const { arrToTree } = require('../modules/TreeNode');
const { printTree } = require('../modules/PrintUtil');
/* Проверить, является ли текущее состояние решением */
function isSolution(state) {
return state && state[state.length - 1]?.val === 7;
}
/* Записать решение */
function recordSolution(state, res) {
res.push([...state]);
}
/* Проверить, допустим ли этот выбор в текущем состоянии */
function isValid(state, choice) {
return choice !== null && choice.val !== 3;
}
/* Обновить состояние */
function makeChoice(state, choice) {
state.push(choice);
}
/* Восстановить состояние */
function undoChoice(state) {
state.pop();
}
/* Алгоритм бэктрекинга: пример 3 */
function backtrack(state, choices, res) {
// Проверить, является ли текущее состояние решением
if (isSolution(state)) {
// Записать решение
recordSolution(state, res);
}
// Перебор всех вариантов выбора
for (const choice of choices) {
// Отсечение: проверить допустимость выбора
if (isValid(state, choice)) {
// Попытка: сделать выбор и обновить состояние
makeChoice(state, choice);
// Перейти к следующему выбору
backtrack(state, [choice.left, choice.right], res);
// Откат: отменить выбор и восстановить предыдущее состояние
undoChoice(state);
}
}
}
// Driver Code
const root = arrToTree([1, 7, 3, 4, 5, 6, 7]);
console.log('\nИнициализация двоичного дерева');
printTree(root);
// Алгоритм бэктрекинга
const res = [];
backtrack([], [root], res);
console.log('\nВсе пути от корня к узлу 7, в которых путь не содержит узлов со значением 3');
res.forEach((path) => {
console.log(path.map((node) => node.val));
});

View File

@@ -0,0 +1,46 @@
/**
* File: subset_sum_i.js
* Created Time: 2023-07-30
* Author: yuan0221 (yl1452491917@gmail.com)
*/
/* Алгоритм бэктрекинга: сумма подмножеств I */
function backtrack(state, target, choices, start, res) {
// Если сумма подмножества равна target, записать решение
if (target === 0) {
res.push([...state]);
return;
}
// Обойти все варианты выбора
// Отсечение 2: начинать обход с start, чтобы избежать генерации повторяющихся подмножеств
for (let i = start; i < choices.length; i++) {
// Отсечение 1: если сумма подмножества превышает target, немедленно завершить цикл
// Это связано с тем, что массив уже отсортирован, следующие элементы больше, и сумма подмножества точно превысит target
if (target - choices[i] < 0) {
break;
}
// Попытка: сделать выбор и обновить target и start
state.push(choices[i]);
// Перейти к следующему выбору
backtrack(state, target - choices[i], choices, i, res);
// Откат: отменить выбор и восстановить предыдущее состояние
state.pop();
}
}
/* Решить задачу суммы подмножеств I */
function subsetSumI(nums, target) {
const state = []; // Состояние (подмножество)
nums.sort((a, b) => a - b); // Отсортировать nums
const start = 0; // Стартовая вершина обхода
const res = []; // Список результатов (список подмножеств)
backtrack(state, target, nums, start, res);
return res;
}
/* Driver Code */
const nums = [3, 4, 5];
const target = 9;
const res = subsetSumI(nums, target);
console.log(`Входной массив nums = ${JSON.stringify(nums)}, target = ${target}`);
console.log(`Все подмножества с суммой ${target}: res = ${JSON.stringify(res)}`);

View File

@@ -0,0 +1,44 @@
/**
* File: subset_sum_i_naive.js
* Created Time: 2023-07-30
* Author: yuan0221 (yl1452491917@gmail.com)
*/
/* Алгоритм бэктрекинга: сумма подмножеств I */
function backtrack(state, target, total, choices, res) {
// Если сумма подмножества равна target, записать решение
if (total === target) {
res.push([...state]);
return;
}
// Перебор всех вариантов выбора
for (let i = 0; i < choices.length; i++) {
// Отсечение: если сумма подмножества превышает target, пропустить этот выбор
if (total + choices[i] > target) {
continue;
}
// Попытка: сделать выбор и обновить элемент и total
state.push(choices[i]);
// Перейти к следующему выбору
backtrack(state, target, total + choices[i], choices, res);
// Откат: отменить выбор и восстановить предыдущее состояние
state.pop();
}
}
/* Решить задачу суммы подмножеств I (с повторяющимися подмножествами) */
function subsetSumINaive(nums, target) {
const state = []; // Состояние (подмножество)
const total = 0; // Сумма подмножеств
const res = []; // Список результатов (список подмножеств)
backtrack(state, target, total, nums, res);
return res;
}
/* Driver Code */
const nums = [3, 4, 5];
const target = 9;
const res = subsetSumINaive(nums, target);
console.log(`Входной массив nums = ${JSON.stringify(nums)}, target = ${target}`);
console.log(`Все подмножества с суммой ${target}: res = ${JSON.stringify(res)}`);
console.log('Обратите внимание: результат этого метода содержит повторяющиеся множества');

View File

@@ -0,0 +1,51 @@
/**
* File: subset_sum_ii.js
* Created Time: 2023-07-30
* Author: yuan0221 (yl1452491917@gmail.com)
*/
/* Алгоритм бэктрекинга: сумма подмножеств II */
function backtrack(state, target, choices, start, res) {
// Если сумма подмножества равна target, записать решение
if (target === 0) {
res.push([...state]);
return;
}
// Обойти все варианты выбора
// Отсечение 2: начинать обход с start, чтобы избежать генерации повторяющихся подмножеств
// Отсечение 3: начинать обход с start, чтобы избежать повторного выбора одного и того же элемента
for (let i = start; i < choices.length; i++) {
// Отсечение 1: если сумма подмножества превышает target, немедленно завершить цикл
// Это связано с тем, что массив уже отсортирован, следующие элементы больше, и сумма подмножества точно превысит target
if (target - choices[i] < 0) {
break;
}
// Отсечение 4: если этот элемент равен элементу слева, значит ветвь поиска повторяется, ее нужно сразу пропустить
if (i > start && choices[i] === choices[i - 1]) {
continue;
}
// Попытка: сделать выбор и обновить target и start
state.push(choices[i]);
// Перейти к следующему выбору
backtrack(state, target - choices[i], choices, i + 1, res);
// Откат: отменить выбор и восстановить предыдущее состояние
state.pop();
}
}
/* Решить задачу суммы подмножеств II */
function subsetSumII(nums, target) {
const state = []; // Состояние (подмножество)
nums.sort((a, b) => a - b); // Отсортировать nums
const start = 0; // Стартовая вершина обхода
const res = []; // Список результатов (список подмножеств)
backtrack(state, target, nums, start, res);
return res;
}
/* Driver Code */
const nums = [4, 4, 5];
const target = 9;
const res = subsetSumII(nums, target);
console.log(`Входной массив nums = ${JSON.stringify(nums)}, target = ${target}`);
console.log(`Все подмножества с суммой ${target}: res = ${JSON.stringify(res)}`);

View File

@@ -0,0 +1,70 @@
/**
* File: iteration.js
* Created Time: 2023-08-28
* Author: Gaofer Chou (gaofer-chou@qq.com)
*/
/* Цикл for */
function forLoop(n) {
let res = 0;
// Циклическое суммирование 1, 2, ..., n-1, n
for (let i = 1; i <= n; i++) {
res += i;
}
return res;
}
/* Цикл while */
function whileLoop(n) {
let res = 0;
let i = 1; // Инициализация условной переменной
// Циклическое суммирование 1, 2, ..., n-1, n
while (i <= n) {
res += i;
i++; // Обновить условную переменную
}
return res;
}
/* Цикл while (двойное обновление) */
function whileLoopII(n) {
let res = 0;
let i = 1; // Инициализация условной переменной
// Циклическое суммирование 1, 4, 10, ...
while (i <= n) {
res += i;
// Обновить условную переменную
i++;
i *= 2;
}
return res;
}
/* Двойной цикл for */
function nestedForLoop(n) {
let res = '';
// Цикл по i = 1, 2, ..., n-1, n
for (let i = 1; i <= n; i++) {
// Цикл по j = 1, 2, ..., n-1, n
for (let j = 1; j <= n; j++) {
res += `(${i}, ${j}), `;
}
}
return res;
}
/* Driver Code */
const n = 5;
let res;
res = forLoop(n);
console.log(`Результат суммирования в цикле for res = ${res}`);
res = whileLoop(n);
console.log(`Результат суммирования в цикле while res = ${res}`);
res = whileLoopII(n);
console.log(`Результат суммирования в цикле while (двойное обновление) res = ${res}`);
const resStr = nestedForLoop(n);
console.log(`Результат обхода в двойном цикле for ${resStr}`);

View File

@@ -0,0 +1,69 @@
/**
* File: recursion.js
* Created Time: 2023-08-28
* Author: Gaofer Chou (gaofer-chou@qq.com)
*/
/* Рекурсия */
function recur(n) {
// Условие завершения
if (n === 1) return 1;
// Рекурсия: рекурсивный вызов
const res = recur(n - 1);
// Возврат: вернуть результат
return n + res;
}
/* Имитация рекурсии итерацией */
function forLoopRecur(n) {
// Использовать явный стек для имитации системного стека вызовов
const stack = [];
let res = 0;
// Рекурсия: рекурсивный вызов
for (let i = n; i > 0; i--) {
// Имитировать «рекурсию» с помощью операции помещения в стек
stack.push(i);
}
// Возврат: вернуть результат
while (stack.length) {
// Имитировать «возврат» с помощью операции извлечения из стека
res += stack.pop();
}
// res = 1+2+3+...+n
return res;
}
/* Хвостовая рекурсия */
function tailRecur(n, res) {
// Условие завершения
if (n === 0) return res;
// Хвостовой рекурсивный вызов
return tailRecur(n - 1, res + n);
}
/* Последовательность Фибоначчи: рекурсия */
function fib(n) {
// Условие завершения: f(1) = 0, f(2) = 1
if (n === 1 || n === 2) return n - 1;
// Рекурсивный вызов f(n) = f(n-1) + f(n-2)
const res = fib(n - 1) + fib(n - 2);
// Вернуть результат f(n)
return res;
}
/* Driver Code */
const n = 5;
let res;
res = recur(n);
console.log(`Результат суммирования в рекурсивной функции res = ${res}`);
res = forLoopRecur(n);
console.log(`Результат суммирования при имитации рекурсии итерацией res = ${res}`);
res = tailRecur(n, 0);
console.log(`Результат суммирования в хвостовой рекурсии res = ${res}`);
res = fib(n);
console.log(`Член последовательности Фибоначчи с номером ${n} = ${res}`);

View File

@@ -0,0 +1,103 @@
/**
* File: space_complexity.js
* Created Time: 2023-02-05
* Author: Justin (xiefahit@gmail.com)
*/
const { ListNode } = require('../modules/ListNode');
const { TreeNode } = require('../modules/TreeNode');
const { printTree } = require('../modules/PrintUtil');
/* Функция */
function constFunc() {
// Выполнить некоторые операции
return 0;
}
/* Постоянная сложность */
function constant(n) {
// Константы, переменные и объекты занимают O(1) памяти
const a = 0;
const b = 0;
const nums = new Array(10000);
const node = new ListNode(0);
// Переменные в цикле занимают O(1) памяти
for (let i = 0; i < n; i++) {
const c = 0;
}
// Функции в цикле занимают O(1) памяти
for (let i = 0; i < n; i++) {
constFunc();
}
}
/* Линейная сложность */
function linear(n) {
// Массив длины n занимает O(n) памяти
const nums = new Array(n);
// Список длины n занимает O(n) памяти
const nodes = [];
for (let i = 0; i < n; i++) {
nodes.push(new ListNode(i));
}
// Хеш-таблица длины n занимает O(n) памяти
const map = new Map();
for (let i = 0; i < n; i++) {
map.set(i, i.toString());
}
}
/* Линейная сложность (рекурсивная реализация) */
function linearRecur(n) {
console.log(`Рекурсия n = ${n}`);
if (n === 1) return;
linearRecur(n - 1);
}
/* Квадратичная сложность */
function quadratic(n) {
// Матрица занимает O(n^2) памяти
const numMatrix = Array(n)
.fill(null)
.map(() => Array(n).fill(null));
// Двумерный список занимает O(n^2) памяти
const numList = [];
for (let i = 0; i < n; i++) {
const tmp = [];
for (let j = 0; j < n; j++) {
tmp.push(0);
}
numList.push(tmp);
}
}
/* Квадратичная сложность (рекурсивная реализация) */
function quadraticRecur(n) {
if (n <= 0) return 0;
const nums = new Array(n);
console.log(`В рекурсии n = ${n} длина nums = ${nums.length}`);
return quadraticRecur(n - 1);
}
/* Экспоненциальная сложность (построение полного двоичного дерева) */
function buildTree(n) {
if (n === 0) return null;
const root = new TreeNode(0);
root.left = buildTree(n - 1);
root.right = buildTree(n - 1);
return root;
}
/* Driver Code */
const n = 5;
// Постоянная сложность
constant(n);
// Линейная сложность
linear(n);
linearRecur(n);
// Квадратичная сложность
quadratic(n);
quadraticRecur(n);
// Экспоненциальная сложность
const root = buildTree(n);
printTree(root);

View File

@@ -0,0 +1,155 @@
/**
* File: time_complexity.js
* Created Time: 2023-01-02
* Author: RiverTwilight (contact@rene.wang)
*/
/* Постоянная сложность */
function constant(n) {
let count = 0;
const size = 100000;
for (let i = 0; i < size; i++) count++;
return count;
}
/* Линейная сложность */
function linear(n) {
let count = 0;
for (let i = 0; i < n; i++) count++;
return count;
}
/* Линейная сложность (обход массива) */
function arrayTraversal(nums) {
let count = 0;
// Число итераций пропорционально длине массива
for (let i = 0; i < nums.length; i++) {
count++;
}
return count;
}
/* Квадратичная сложность */
function quadratic(n) {
let count = 0;
// Число итераций квадратично зависит от размера данных n
for (let i = 0; i < n; i++) {
for (let j = 0; j < n; j++) {
count++;
}
}
return count;
}
/* Квадратичная сложность (пузырьковая сортировка) */
function bubbleSort(nums) {
let count = 0; // Счетчик
// Внешний цикл: неотсортированный диапазон [0, i]
for (let i = nums.length - 1; i > 0; i--) {
// Внутренний цикл: переместить максимальный элемент неотсортированного диапазона [0, i] в его правый конец
for (let j = 0; j < i; j++) {
if (nums[j] > nums[j + 1]) {
// Поменять местами nums[j] и nums[j + 1]
let tmp = nums[j];
nums[j] = nums[j + 1];
nums[j + 1] = tmp;
count += 3; // Обмен элементов включает 3 элементарные операции
}
}
}
return count;
}
/* Экспоненциальная сложность (итеративная реализация) */
function exponential(n) {
let count = 0,
base = 1;
// На каждом шаге клетка делится надвое, образуя последовательность 1, 2, 4, 8, ..., 2^(n-1)
for (let i = 0; i < n; i++) {
for (let j = 0; j < base; j++) {
count++;
}
base *= 2;
}
// count = 1 + 2 + 4 + 8 + .. + 2^(n-1) = 2^n - 1
return count;
}
/* Экспоненциальная сложность (рекурсивная реализация) */
function expRecur(n) {
if (n === 1) return 1;
return expRecur(n - 1) + expRecur(n - 1) + 1;
}
/* Логарифмическая сложность (итеративная реализация) */
function logarithmic(n) {
let count = 0;
while (n > 1) {
n = n / 2;
count++;
}
return count;
}
/* Логарифмическая сложность (рекурсивная реализация) */
function logRecur(n) {
if (n <= 1) return 0;
return logRecur(n / 2) + 1;
}
/* Линейно-логарифмическая сложность */
function linearLogRecur(n) {
if (n <= 1) return 1;
let count = linearLogRecur(n / 2) + linearLogRecur(n / 2);
for (let i = 0; i < n; i++) {
count++;
}
return count;
}
/* Факториальная сложность (рекурсивная реализация) */
function factorialRecur(n) {
if (n === 0) return 1;
let count = 0;
// Из одного получается n
for (let i = 0; i < n; i++) {
count += factorialRecur(n - 1);
}
return count;
}
/* Driver Code */
// Можно изменить n и запустить программу, чтобы увидеть, как меняется число операций при разных сложностях
const n = 8;
console.log('Размер входных данных n = ' + n);
let count = constant(n);
console.log('Число операций константной сложности = ' + count);
count = linear(n);
console.log('Число операций линейной сложности = ' + count);
count = arrayTraversal(new Array(n));
console.log('Число операций линейной сложности (обход массива) = ' + count);
count = quadratic(n);
console.log('Число операций квадратичной сложности = ' + count);
let nums = new Array(n);
for (let i = 0; i < n; i++) nums[i] = n - i; // [n,n-1,...,2,1]
count = bubbleSort(nums);
console.log('Число операций квадратичной сложности (пузырьковая сортировка) = ' + count);
count = exponential(n);
console.log('Число операций экспоненциальной сложности (итеративная реализация) = ' + count);
count = expRecur(n);
console.log('Число операций экспоненциальной сложности (рекурсивная реализация) = ' + count);
count = logarithmic(n);
console.log('Число операций логарифмической сложности (итеративная реализация) = ' + count);
count = logRecur(n);
console.log('Число операций логарифмической сложности (рекурсивная реализация) = ' + count);
count = linearLogRecur(n);
console.log('Число операций линейно-логарифмической сложности (рекурсивная реализация) = ' + count);
count = factorialRecur(n);
console.log('Число операций факториальной сложности (рекурсивная реализация) = ' + count);

View File

@@ -0,0 +1,43 @@
/**
* File: worst_best_time_complexity.js
* Created Time: 2023-01-05
* Author: RiverTwilight (contact@rene.wang)
*/
/* Создать массив с элементами { 1, 2, ..., n } в случайном порядке */
function randomNumbers(n) {
const nums = Array(n);
// Создать массив nums = { 1, 2, 3, ..., n }
for (let i = 0; i < n; i++) {
nums[i] = i + 1;
}
// Случайно перемешать элементы массива
for (let i = 0; i < n; i++) {
const r = Math.floor(Math.random() * (i + 1));
const temp = nums[i];
nums[i] = nums[r];
nums[r] = temp;
}
return nums;
}
/* Найти индекс числа 1 в массиве nums */
function findOne(nums) {
for (let i = 0; i < nums.length; i++) {
// Когда элемент 1 находится в начале массива, достигается лучшая временная сложность O(1)
// Когда элемент 1 находится в конце массива, достигается худшая временная сложность O(n)
if (nums[i] === 1) {
return i;
}
}
return -1;
}
/* Driver Code */
for (let i = 0; i < 10; i++) {
const n = 100;
const nums = randomNumbers(n);
const index = findOne(nums);
console.log('\nМассив [1, 2, ..., n] после перемешивания = [' + nums.join(', ') + ']');
console.log('Индекс числа 1 = ' + index);
}

View File

@@ -0,0 +1,39 @@
/**
* File: binary_search_recur.js
* Created Time: 2023-07-30
* Author: yuan0221 (yl1452491917@gmail.com)
*/
/* Бинарный поиск: задача f(i, j) */
function dfs(nums, target, i, j) {
// Если интервал пуст, целевой элемент отсутствует, вернуть -1
if (i > j) {
return -1;
}
// Вычислить индекс середины m
const m = i + ((j - i) >> 1);
if (nums[m] < target) {
// Рекурсивная подзадача f(m+1, j)
return dfs(nums, target, m + 1, j);
} else if (nums[m] > target) {
// Рекурсивная подзадача f(i, m-1)
return dfs(nums, target, i, m - 1);
} else {
// Целевой элемент найден, вернуть его индекс
return m;
}
}
/* Бинарный поиск */
function binarySearch(nums, target) {
const n = nums.length;
// Решить задачу f(0, n-1)
return dfs(nums, target, 0, n - 1);
}
/* Driver Code */
const target = 6;
const nums = [1, 3, 6, 8, 12, 15, 23, 26, 31, 35];
// Бинарный поиск (двусторонне замкнутый интервал)
const index = binarySearch(nums, target);
console.log(`Индекс целевого элемента 6 = ${index}`);

View File

@@ -0,0 +1,44 @@
/**
* File: build_tree.js
* Created Time: 2023-07-30
* Author: yuan0221 (yl1452491917@gmail.com)
*/
const { printTree } = require('../modules/PrintUtil');
const { TreeNode } = require('../modules/TreeNode');
/* Построить двоичное дерево: разделяй и властвуй */
function dfs(preorder, inorderMap, i, l, r) {
// Завершить при пустом диапазоне поддерева
if (r - l < 0) return null;
// Инициализировать корневой узел
const root = new TreeNode(preorder[i]);
// Найти m, чтобы разделить левое и правое поддеревья
const m = inorderMap.get(preorder[i]);
// Подзадача: построить левое поддерево
root.left = dfs(preorder, inorderMap, i + 1, l, m - 1);
// Подзадача: построить правое поддерево
root.right = dfs(preorder, inorderMap, i + 1 + m - l, m + 1, r);
// Вернуть корневой узел
return root;
}
/* Построить двоичное дерево */
function buildTree(preorder, inorder) {
// Инициализировать хеш-таблицу для хранения соответствия элементов inorder их индексам
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;
}
/* Driver Code */
const preorder = [3, 9, 2, 1, 7];
const inorder = [9, 3, 1, 2, 7];
console.log('Предварительный обход = ' + JSON.stringify(preorder));
console.log('Симметричный обход = ' + JSON.stringify(inorder));
const root = buildTree(preorder, inorder);
console.log('Построенное двоичное дерево:');
printTree(root);

View File

@@ -0,0 +1,52 @@
/**
* File: hanota.js
* Created Time: 2023-07-30
* Author: yuan0221 (yl1452491917@gmail.com)
*/
/* Переместить один диск */
function move(src, tar) {
// Снять диск с вершины src
const pan = src.pop();
// Положить диск на вершину tar
tar.push(pan);
}
/* Решить задачу Ханойской башни f(i) */
function dfs(i, src, buf, tar) {
// Если в src остался только один диск, сразу переместить его в tar
if (i === 1) {
move(src, tar);
return;
}
// Подзадача f(i-1): переместить верхние i-1 дисков из src в buf с помощью tar
dfs(i - 1, src, tar, buf);
// Подзадача f(1): переместить оставшийся один диск из src в tar
move(src, tar);
// Подзадача f(i-1): переместить верхние i-1 дисков из buf в tar с помощью src
dfs(i - 1, buf, src, tar);
}
/* Решить задачу Ханойской башни */
function solveHanota(A, B, C) {
const n = A.length;
// Переместить верхние n дисков из A в C с помощью B
dfs(n, A, B, C);
}
/* Driver Code */
// Хвост списка соответствует вершине столбца
const A = [5, 4, 3, 2, 1];
const B = [];
const C = [];
console.log('Исходное состояние:');
console.log(`A = ${JSON.stringify(A)}`);
console.log(`B = ${JSON.stringify(B)}`);
console.log(`C = ${JSON.stringify(C)}`);
solveHanota(A, B, C);
console.log('После завершения перемещения дисков:');
console.log(`A = ${JSON.stringify(A)}`);
console.log(`B = ${JSON.stringify(B)}`);
console.log(`C = ${JSON.stringify(C)}`);

View File

@@ -0,0 +1,34 @@
/**
* File: climbing_stairs_backtrack.js
* Created Time: 2023-07-26
* Author: yuan0221 (yl1452491917@gmail.com)
*/
/* Бэктрекинг */
function backtrack(choices, state, n, res) {
// Когда подъем достигает n-й ступени, число вариантов увеличивается на 1
if (state === n) res.set(0, res.get(0) + 1);
// Перебор всех вариантов выбора
for (const choice of choices) {
// Отсечение: нельзя выходить за n-ю ступень
if (state + choice > n) continue;
// Попытка: сделать выбор и обновить состояние
backtrack(choices, state + choice, n, res);
// Откат
}
}
/* Подъем по лестнице: бэктрекинг */
function climbingStairsBacktrack(n) {
const choices = [1, 2]; // Можно подняться на 1 или 2 ступени
const state = 0; // Начать подъем с 0-й ступени
const res = new Map();
res.set(0, 0); // Использовать res[0] для хранения числа решений
backtrack(choices, state, n, res);
return res.get(0);
}
/* Driver Code */
const n = 9;
const res = climbingStairsBacktrack(n);
console.log(`Количество способов подняться по лестнице из ${n} ступеней = ${res}`);

View File

@@ -0,0 +1,30 @@
/**
* File: climbing_stairs_constraint_dp.js
* Created Time: 2023-08-23
* Author: Gaofer Chou (gaofer-chou@qq.com)
*/
/* Подъем по лестнице с ограничениями: динамическое программирование */
function climbingStairsConstraintDP(n) {
if (n === 1 || n === 2) {
return 1;
}
// Инициализация таблицы dp для хранения решений подзадач
const dp = Array.from(new Array(n + 1), () => new Array(3));
// Начальное состояние: заранее задать решения наименьших подзадач
dp[1][1] = 1;
dp[1][2] = 0;
dp[2][1] = 0;
dp[2][2] = 1;
// Переход состояний: постепенное решение больших подзадач через меньшие
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];
}
/* Driver Code */
const n = 9;
const res = climbingStairsConstraintDP(n);
console.log(`Количество способов подняться по лестнице из ${n} ступеней = ${res}`);

View File

@@ -0,0 +1,24 @@
/**
* File: climbing_stairs_dfs.js
* Created Time: 2023-07-26
* Author: yuan0221 (yl1452491917@gmail.com)
*/
/* Поиск */
function dfs(i) {
// dp[1] и dp[2] уже известны, вернуть их
if (i === 1 || i === 2) return i;
// dp[i] = dp[i-1] + dp[i-2]
const count = dfs(i - 1) + dfs(i - 2);
return count;
}
/* Подъем по лестнице: поиск */
function climbingStairsDFS(n) {
return dfs(n);
}
/* Driver Code */
const n = 9;
const res = climbingStairsDFS(n);
console.log(`Количество способов подняться по лестнице из ${n} ступеней = ${res}`);

View File

@@ -0,0 +1,30 @@
/**
* File: climbing_stairs_dfs_mem.js
* Created Time: 2023-07-26
* Author: yuan0221 (yl1452491917@gmail.com)
*/
/* Поиск с мемоизацией */
function dfs(i, mem) {
// dp[1] и dp[2] уже известны, вернуть их
if (i === 1 || i === 2) return i;
// Если запись dp[i] существует, сразу вернуть ее
if (mem[i] != -1) return mem[i];
// dp[i] = dp[i-1] + dp[i-2]
const count = dfs(i - 1, mem) + dfs(i - 2, mem);
// Сохранить dp[i]
mem[i] = count;
return count;
}
/* Подъем по лестнице: поиск с мемоизацией */
function climbingStairsDFSMem(n) {
// mem[i] хранит число способов подняться на i-ю ступень, -1 означает отсутствие записи
const mem = new Array(n + 1).fill(-1);
return dfs(n, mem);
}
/* Driver Code */
const n = 9;
const res = climbingStairsDFSMem(n);
console.log(`Количество способов подняться по лестнице из ${n} ступеней = ${res}`);

View File

@@ -0,0 +1,40 @@
/**
* File: climbing_stairs_dp.js
* Created Time: 2023-07-26
* Author: yuan0221 (yl1452491917@gmail.com)
*/
/* Подъем по лестнице: динамическое программирование */
function climbingStairsDP(n) {
if (n === 1 || n === 2) return n;
// Инициализация таблицы dp для хранения решений подзадач
const dp = new Array(n + 1).fill(-1);
// Начальное состояние: заранее задать решения наименьших подзадач
dp[1] = 1;
dp[2] = 2;
// Переход состояний: постепенное решение больших подзадач через меньшие
for (let i = 3; i <= n; i++) {
dp[i] = dp[i - 1] + dp[i - 2];
}
return dp[n];
}
/* Подъем по лестнице: динамическое программирование с оптимизацией памяти */
function climbingStairsDPComp(n) {
if (n === 1 || n === 2) return n;
let a = 1,
b = 2;
for (let i = 3; i <= n; i++) {
const tmp = b;
b = a + b;
a = tmp;
}
return b;
}
/* Driver Code */
const n = 9;
let res = climbingStairsDP(n);
console.log(`Количество способов подняться по лестнице из ${n} ступеней = ${res}`);
res = climbingStairsDPComp(n);
console.log(`Количество способов подняться по лестнице из ${n} ступеней = ${res}`);

View File

@@ -0,0 +1,66 @@
/**
* File: coin_change.js
* Created Time: 2023-08-23
* Author: Gaofer Chou (gaofer-chou@qq.com)
*/
/* Размен монет: динамическое программирование */
function coinChangeDP(coins, amt) {
const n = coins.length;
const MAX = amt + 1;
// Инициализация таблицы dp
const dp = Array.from({ length: n + 1 }, () =>
Array.from({ length: amt + 1 }, () => 0)
);
// Переход состояний: первая строка и первый столбец
for (let a = 1; a <= amt; a++) {
dp[0][a] = MAX;
}
// Переход состояний: остальные строки и столбцы
for (let i = 1; i <= n; i++) {
for (let a = 1; a <= amt; a++) {
if (coins[i - 1] > a) {
// Если целевая сумма превышена, монету i не выбирать
dp[i][a] = dp[i - 1][a];
} else {
// Меньшее из двух решений: не брать или взять монету i
dp[i][a] = Math.min(dp[i - 1][a], dp[i][a - coins[i - 1]] + 1);
}
}
}
return dp[n][amt] !== MAX ? dp[n][amt] : -1;
}
/* Размен монет: динамическое программирование с оптимизацией памяти */
function coinChangeDPComp(coins, amt) {
const n = coins.length;
const MAX = amt + 1;
// Инициализация таблицы dp
const dp = Array.from({ length: amt + 1 }, () => MAX);
dp[0] = 0;
// Переход состояний
for (let i = 1; i <= n; i++) {
for (let a = 1; a <= amt; a++) {
if (coins[i - 1] > a) {
// Если целевая сумма превышена, монету i не выбирать
dp[a] = dp[a];
} else {
// Меньшее из двух решений: не брать или взять монету i
dp[a] = Math.min(dp[a], dp[a - coins[i - 1]] + 1);
}
}
}
return dp[amt] !== MAX ? dp[amt] : -1;
}
/* Driver Code */
const coins = [1, 2, 5];
const amt = 4;
// Динамическое программирование
let res = coinChangeDP(coins, amt);
console.log(`Минимальное число монет для набора целевой суммы = ${res}`);
// Динамическое программирование с оптимизацией памяти
res = coinChangeDPComp(coins, amt);
console.log(`Минимальное число монет для набора целевой суммы = ${res}`);

View File

@@ -0,0 +1,64 @@
/**
* File: coin_change_ii.js
* Created Time: 2023-08-23
* Author: Gaofer Chou (gaofer-chou@qq.com)
*/
/* Размен монет II: динамическое программирование */
function coinChangeIIDP(coins, amt) {
const n = coins.length;
// Инициализация таблицы dp
const dp = Array.from({ length: n + 1 }, () =>
Array.from({ length: amt + 1 }, () => 0)
);
// Инициализация первого столбца
for (let i = 0; i <= n; i++) {
dp[i][0] = 1;
}
// Переход состояний
for (let i = 1; i <= n; i++) {
for (let a = 1; a <= amt; a++) {
if (coins[i - 1] > a) {
// Если целевая сумма превышена, монету i не выбирать
dp[i][a] = dp[i - 1][a];
} else {
// Сумма двух решений: не брать или взять монету i
dp[i][a] = dp[i - 1][a] + dp[i][a - coins[i - 1]];
}
}
}
return dp[n][amt];
}
/* Размен монет II: динамическое программирование с оптимизацией памяти */
function coinChangeIIDPComp(coins, amt) {
const n = coins.length;
// Инициализация таблицы dp
const dp = Array.from({ length: amt + 1 }, () => 0);
dp[0] = 1;
// Переход состояний
for (let i = 1; i <= n; i++) {
for (let a = 1; a <= amt; a++) {
if (coins[i - 1] > a) {
// Если целевая сумма превышена, монету i не выбирать
dp[a] = dp[a];
} else {
// Сумма двух решений: не брать или взять монету i
dp[a] = dp[a] + dp[a - coins[i - 1]];
}
}
}
return dp[amt];
}
/* Driver Code */
const coins = [1, 2, 5];
const amt = 5;
// Динамическое программирование
let res = coinChangeIIDP(coins, amt);
console.log(`Количество комбинаций монет для набора целевой суммы = ${res}`);
// Динамическое программирование с оптимизацией памяти
res = coinChangeIIDPComp(coins, amt);
console.log(`Количество комбинаций монет для набора целевой суммы = ${res}`);

View File

@@ -0,0 +1,135 @@
/**
* File: edit_distance.js
* Created Time: 2023-08-23
* Author: Gaofer Chou (gaofer-chou@qq.com)
*/
/* Редакционное расстояние: полный перебор */
function editDistanceDFS(s, t, i, j) {
// Если s и t пусты, вернуть 0
if (i === 0 && j === 0) return 0;
// Если s пусто, вернуть длину t
if (i === 0) return j;
// Если t пусто, вернуть длину s
if (j === 0) return i;
// Если два символа равны, сразу пропустить их
if (s.charAt(i - 1) === t.charAt(j - 1))
return editDistanceDFS(s, t, i - 1, j - 1);
// Минимальное число шагов редактирования = минимальное число шагов для вставки, удаления и замены + 1
const insert = editDistanceDFS(s, t, i, j - 1);
const del = editDistanceDFS(s, t, i - 1, j);
const replace = editDistanceDFS(s, t, i - 1, j - 1);
// Вернуть минимальное число шагов редактирования
return Math.min(insert, del, replace) + 1;
}
/* Редакционное расстояние: поиск с мемоизацией */
function editDistanceDFSMem(s, t, mem, i, j) {
// Если s и t пусты, вернуть 0
if (i === 0 && j === 0) return 0;
// Если s пусто, вернуть длину t
if (i === 0) return j;
// Если t пусто, вернуть длину s
if (j === 0) return i;
// Если запись уже есть, сразу вернуть ее
if (mem[i][j] !== -1) return mem[i][j];
// Если два символа равны, сразу пропустить их
if (s.charAt(i - 1) === t.charAt(j - 1))
return editDistanceDFSMem(s, t, mem, i - 1, j - 1);
// Минимальное число шагов редактирования = минимальное число шагов для вставки, удаления и замены + 1
const insert = editDistanceDFSMem(s, t, mem, i, j - 1);
const del = editDistanceDFSMem(s, t, mem, i - 1, j);
const replace = editDistanceDFSMem(s, t, mem, i - 1, j - 1);
// Сохранить и вернуть минимальное число шагов редактирования
mem[i][j] = Math.min(insert, del, replace) + 1;
return mem[i][j];
}
/* Редакционное расстояние: динамическое программирование */
function editDistanceDP(s, t) {
const n = s.length,
m = t.length;
const dp = Array.from({ length: n + 1 }, () => new Array(m + 1).fill(0));
// Переход состояний: первая строка и первый столбец
for (let i = 1; i <= n; i++) {
dp[i][0] = i;
}
for (let j = 1; j <= m; j++) {
dp[0][j] = j;
}
// Переход состояний: остальные строки и столбцы
for (let i = 1; i <= n; i++) {
for (let j = 1; j <= m; j++) {
if (s.charAt(i - 1) === t.charAt(j - 1)) {
// Если два символа равны, сразу пропустить их
dp[i][j] = dp[i - 1][j - 1];
} else {
// Минимальное число шагов редактирования = минимальное число шагов для вставки, удаления и замены + 1
dp[i][j] =
Math.min(dp[i][j - 1], dp[i - 1][j], dp[i - 1][j - 1]) + 1;
}
}
}
return dp[n][m];
}
/* Редакционное расстояние: динамическое программирование с оптимизацией памяти */
function editDistanceDPComp(s, t) {
const n = s.length,
m = t.length;
const dp = new Array(m + 1).fill(0);
// Переход состояний: первая строка
for (let j = 1; j <= m; j++) {
dp[j] = j;
}
// Переход состояний: остальные строки
for (let i = 1; i <= n; i++) {
// Переход состояний: первый столбец
let leftup = dp[0]; // Временно сохранить dp[i-1, j-1]
dp[0] = i;
// Переход состояний: остальные столбцы
for (let j = 1; j <= m; j++) {
const temp = dp[j];
if (s.charAt(i - 1) === t.charAt(j - 1)) {
// Если два символа равны, сразу пропустить их
dp[j] = leftup;
} else {
// Минимальное число шагов редактирования = минимальное число шагов для вставки, удаления и замены + 1
dp[j] = Math.min(dp[j - 1], dp[j], leftup) + 1;
}
leftup = temp; // Обновить до значения dp[i-1, j-1] для следующей итерации
}
}
return dp[m];
}
const s = 'bag';
const t = 'pack';
const n = s.length,
m = t.length;
// Полный перебор
let res = editDistanceDFS(s, t, n, m);
console.log(`Чтобы преобразовать ${s} в ${t}, нужно минимум ${res} шагов`);
// Поиск с мемоизацией
const mem = Array.from(new Array(n + 1), () => new Array(m + 1).fill(-1));
res = editDistanceDFSMem(s, t, mem, n, m);
console.log(`Чтобы преобразовать ${s} в ${t}, нужно минимум ${res} шагов`);
// Динамическое программирование
res = editDistanceDP(s, t);
console.log(`Чтобы преобразовать ${s} в ${t}, нужно минимум ${res} шагов`);
// Динамическое программирование с оптимизацией памяти
res = editDistanceDPComp(s, t);
console.log(`Чтобы преобразовать ${s} в ${t}, нужно минимум ${res} шагов`);

View File

@@ -0,0 +1,113 @@
/**
* File: knapsack.js
* Created Time: 2023-08-23
* Author: Gaofer Chou (gaofer-chou@qq.com)
*/
/* Рюкзак 0-1: полный перебор */
function knapsackDFS(wgt, val, i, c) {
// Если все предметы уже рассмотрены или в рюкзаке не осталось места, вернуть стоимость 0
if (i === 0 || c === 0) {
return 0;
}
// Если вместимость рюкзака превышена, можно только не класть предмет в рюкзак
if (wgt[i - 1] > c) {
return knapsackDFS(wgt, val, i - 1, c);
}
// Вычислить максимальную стоимость для случаев, когда предмет i не кладут и кладут
const no = knapsackDFS(wgt, val, i - 1, c);
const yes = knapsackDFS(wgt, val, i - 1, c - wgt[i - 1]) + val[i - 1];
// Вернуть вариант с большей стоимостью из двух возможных
return Math.max(no, yes);
}
/* Рюкзак 0-1: поиск с мемоизацией */
function knapsackDFSMem(wgt, val, mem, i, c) {
// Если все предметы уже рассмотрены или в рюкзаке не осталось места, вернуть стоимость 0
if (i === 0 || c === 0) {
return 0;
}
// Если запись уже есть, вернуть сразу
if (mem[i][c] !== -1) {
return mem[i][c];
}
// Если вместимость рюкзака превышена, можно только не класть предмет в рюкзак
if (wgt[i - 1] > c) {
return knapsackDFSMem(wgt, val, mem, i - 1, c);
}
// Вычислить максимальную стоимость для случаев, когда предмет i не кладут и кладут
const no = knapsackDFSMem(wgt, val, mem, i - 1, c);
const yes =
knapsackDFSMem(wgt, val, mem, i - 1, c - wgt[i - 1]) + val[i - 1];
// Сохранить и вернуть вариант с большей стоимостью из двух решений
mem[i][c] = Math.max(no, yes);
return mem[i][c];
}
/* Рюкзак 0-1: динамическое программирование */
function knapsackDP(wgt, val, cap) {
const n = wgt.length;
// Инициализация таблицы dp
const dp = Array(n + 1)
.fill(0)
.map(() => Array(cap + 1).fill(0));
// Переход состояний
for (let i = 1; i <= n; i++) {
for (let c = 1; c <= cap; c++) {
if (wgt[i - 1] > c) {
// Если вместимость рюкзака превышена, предмет i не выбирать
dp[i][c] = dp[i - 1][c];
} else {
// Большее из двух решений: не брать или взять предмет i
dp[i][c] = Math.max(
dp[i - 1][c],
dp[i - 1][c - wgt[i - 1]] + val[i - 1]
);
}
}
}
return dp[n][cap];
}
/* Рюкзак 0-1: динамическое программирование с оптимизацией памяти */
function knapsackDPComp(wgt, val, cap) {
const n = wgt.length;
// Инициализация таблицы dp
const dp = Array(cap + 1).fill(0);
// Переход состояний
for (let i = 1; i <= n; i++) {
// Обход в обратном порядке
for (let c = cap; c >= 1; c--) {
if (wgt[i - 1] <= c) {
// Большее из двух решений: не брать или взять предмет i
dp[c] = Math.max(dp[c], dp[c - wgt[i - 1]] + val[i - 1]);
}
}
}
return dp[cap];
}
/* Driver Code */
const wgt = [10, 20, 30, 40, 50];
const val = [50, 120, 150, 210, 240];
const cap = 50;
const n = wgt.length;
// Полный перебор
let res = knapsackDFS(wgt, val, n, cap);
console.log(`Максимальная стоимость предметов без превышения вместимости рюкзака = ${res}`);
// Поиск с мемоизацией
const mem = Array.from({ length: n + 1 }, () =>
Array.from({ length: cap + 1 }, () => -1)
);
res = knapsackDFSMem(wgt, val, mem, n, cap);
console.log(`Максимальная стоимость предметов без превышения вместимости рюкзака = ${res}`);
// Динамическое программирование
res = knapsackDP(wgt, val, cap);
console.log(`Максимальная стоимость предметов без превышения вместимости рюкзака = ${res}`);
// Динамическое программирование с оптимизацией памяти
res = knapsackDPComp(wgt, val, cap);
console.log(`Максимальная стоимость предметов без превышения вместимости рюкзака = ${res}`);

View File

@@ -0,0 +1,49 @@
/**
* File: min_cost_climbing_stairs_dp.js
* Created Time: 2023-08-23
* Author: Gaofer Chou (gaofer-chou@qq.com)
*/
/* Минимальная стоимость подъема по лестнице: динамическое программирование */
function minCostClimbingStairsDP(cost) {
const n = cost.length - 1;
if (n === 1 || n === 2) {
return cost[n];
}
// Инициализация таблицы dp для хранения решений подзадач
const dp = new Array(n + 1);
// Начальное состояние: заранее задать решения наименьших подзадач
dp[1] = cost[1];
dp[2] = cost[2];
// Переход состояний: постепенное решение больших подзадач через меньшие
for (let i = 3; i <= n; i++) {
dp[i] = Math.min(dp[i - 1], dp[i - 2]) + cost[i];
}
return dp[n];
}
/* Минимальная стоимость подъема по лестнице: динамическое программирование с оптимизацией памяти */
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;
}
/* Driver Code */
const cost = [0, 1, 10, 1, 1, 1, 10, 1, 1, 10, 1];
console.log('Список стоимостей ступеней =', cost);
let res = minCostClimbingStairsDP(cost);
console.log(`Минимальная стоимость подъема по лестнице = ${res}`);
res = minCostClimbingStairsDPComp(cost);
console.log(`Минимальная стоимость подъема по лестнице = ${res}`);

View File

@@ -0,0 +1,121 @@
/**
* File: min_path_sum.js
* Created Time: 2023-08-23
* Author: Gaofer Chou (gaofer-chou@qq.com)
*/
/* Минимальная сумма пути: полный перебор */
function minPathSumDFS(grid, i, j) {
// Если это верхняя левая ячейка, завершить поиск
if (i === 0 && j === 0) {
return grid[0][0];
}
// Если индексы строки или столбца выходят за границы, вернуть стоимость +∞
if (i < 0 || j < 0) {
return Infinity;
}
// Вычислить минимальную стоимость пути из левого верхнего угла до (i-1, j) и (i, j-1)
const up = minPathSumDFS(grid, i - 1, j);
const left = minPathSumDFS(grid, i, j - 1);
// Вернуть минимальную стоимость пути из левого верхнего угла до (i, j)
return Math.min(left, up) + grid[i][j];
}
/* Минимальная сумма пути: поиск с мемоизацией */
function minPathSumDFSMem(grid, mem, i, j) {
// Если это верхняя левая ячейка, завершить поиск
if (i === 0 && j === 0) {
return grid[0][0];
}
// Если индексы строки или столбца выходят за границы, вернуть стоимость +∞
if (i < 0 || j < 0) {
return Infinity;
}
// Если запись уже есть, вернуть сразу
if (mem[i][j] !== -1) {
return mem[i][j];
}
// Минимальная стоимость пути для левой и верхней ячеек
const up = minPathSumDFSMem(grid, mem, i - 1, j);
const left = minPathSumDFSMem(grid, mem, i, j - 1);
// Сохранить и вернуть минимальную стоимость пути из левого верхнего угла до (i, j)
mem[i][j] = Math.min(left, up) + grid[i][j];
return mem[i][j];
}
/* Минимальная сумма пути: динамическое программирование */
function minPathSumDP(grid) {
const n = grid.length,
m = grid[0].length;
// Инициализация таблицы dp
const dp = Array.from({ length: n }, () =>
Array.from({ length: m }, () => 0)
);
dp[0][0] = grid[0][0];
// Переход состояний: первая строка
for (let j = 1; j < m; j++) {
dp[0][j] = dp[0][j - 1] + grid[0][j];
}
// Переход состояний: первый столбец
for (let i = 1; i < n; i++) {
dp[i][0] = dp[i - 1][0] + grid[i][0];
}
// Переход состояний: остальные строки и столбцы
for (let i = 1; i < n; i++) {
for (let j = 1; j < m; j++) {
dp[i][j] = Math.min(dp[i][j - 1], dp[i - 1][j]) + grid[i][j];
}
}
return dp[n - 1][m - 1];
}
/* Минимальная сумма пути: динамическое программирование с оптимизацией памяти */
function minPathSumDPComp(grid) {
const n = grid.length,
m = grid[0].length;
// Инициализация таблицы dp
const dp = new Array(m);
// Переход состояний: первая строка
dp[0] = grid[0][0];
for (let j = 1; j < m; j++) {
dp[j] = dp[j - 1] + grid[0][j];
}
// Переход состояний: остальные строки
for (let i = 1; i < n; i++) {
// Переход состояний: первый столбец
dp[0] = dp[0] + grid[i][0];
// Переход состояний: остальные столбцы
for (let j = 1; j < m; j++) {
dp[j] = Math.min(dp[j - 1], dp[j]) + grid[i][j];
}
}
return dp[m - 1];
}
/* Driver Code */
const grid = [
[1, 3, 1, 5],
[2, 2, 4, 2],
[5, 3, 2, 1],
[4, 3, 5, 2],
];
const n = grid.length,
m = grid[0].length;
// Полный перебор
let res = minPathSumDFS(grid, n - 1, m - 1);
console.log(`Минимальная сумма пути из левого верхнего угла в правый нижний = ${res}`);
// Поиск с мемоизацией
const mem = Array.from({ length: n }, () =>
Array.from({ length: m }, () => -1)
);
res = minPathSumDFSMem(grid, mem, n - 1, m - 1);
console.log(`Минимальная сумма пути из левого верхнего угла в правый нижний = ${res}`);
// Динамическое программирование
res = minPathSumDP(grid);
console.log(`Минимальная сумма пути из левого верхнего угла в правый нижний = ${res}`);
// Динамическое программирование с оптимизацией памяти
res = minPathSumDPComp(grid);
console.log(`Минимальная сумма пути из левого верхнего угла в правый нижний = ${res}`);

View File

@@ -0,0 +1,63 @@
/**
* File: unbounded_knapsack.js
* Created Time: 2023-08-23
* Author: Gaofer Chou (gaofer-chou@qq.com)
*/
/* Полный рюкзак: динамическое программирование */
function unboundedKnapsackDP(wgt, val, cap) {
const n = wgt.length;
// Инициализация таблицы dp
const dp = Array.from({ length: n + 1 }, () =>
Array.from({ length: cap + 1 }, () => 0)
);
// Переход состояний
for (let i = 1; i <= n; i++) {
for (let c = 1; c <= cap; c++) {
if (wgt[i - 1] > c) {
// Если вместимость рюкзака превышена, предмет i не выбирать
dp[i][c] = dp[i - 1][c];
} else {
// Большее из двух решений: не брать или взять предмет i
dp[i][c] = Math.max(
dp[i - 1][c],
dp[i][c - wgt[i - 1]] + val[i - 1]
);
}
}
}
return dp[n][cap];
}
/* Полный рюкзак: динамическое программирование с оптимизацией памяти */
function unboundedKnapsackDPComp(wgt, val, cap) {
const n = wgt.length;
// Инициализация таблицы dp
const dp = Array.from({ length: cap + 1 }, () => 0);
// Переход состояний
for (let i = 1; i <= n; i++) {
for (let c = 1; c <= cap; c++) {
if (wgt[i - 1] > c) {
// Если вместимость рюкзака превышена, предмет i не выбирать
dp[c] = dp[c];
} else {
// Большее из двух решений: не брать или взять предмет i
dp[c] = Math.max(dp[c], dp[c - wgt[i - 1]] + val[i - 1]);
}
}
}
return dp[cap];
}
/* Driver Code */
const wgt = [1, 2, 3];
const val = [5, 11, 15];
const cap = 4;
// Динамическое программирование
let res = unboundedKnapsackDP(wgt, val, cap);
console.log(`Максимальная стоимость предметов без превышения вместимости рюкзака = ${res}`);
// Динамическое программирование с оптимизацией памяти
res = unboundedKnapsackDPComp(wgt, val, cap);
console.log(`Максимальная стоимость предметов без превышения вместимости рюкзака = ${res}`);

View File

@@ -0,0 +1,142 @@
/**
* File: graph_adjacency_list.js
* Created Time: 2023-02-09
* Author: Justin (xiefahit@gmail.com)
*/
const { Vertex } = require('../modules/Vertex');
/* Класс неориентированного графа на основе списка смежности */
class GraphAdjList {
// Список смежности, где key — вершина, а value — все смежные ей вершины
adjList;
/* Конструктор */
constructor(edges) {
this.adjList = new Map();
// Добавить все вершины и ребра
for (const edge of edges) {
this.addVertex(edge[0]);
this.addVertex(edge[1]);
this.addEdge(edge[0], edge[1]);
}
}
/* Получить число вершин */
size() {
return this.adjList.size;
}
/* Добавление ребра */
addEdge(vet1, vet2) {
if (
!this.adjList.has(vet1) ||
!this.adjList.has(vet2) ||
vet1 === vet2
) {
throw new Error('Illegal Argument Exception');
}
// Добавить ребро vet1 - vet2
this.adjList.get(vet1).push(vet2);
this.adjList.get(vet2).push(vet1);
}
/* Удаление ребра */
removeEdge(vet1, vet2) {
if (
!this.adjList.has(vet1) ||
!this.adjList.has(vet2) ||
vet1 === vet2 ||
this.adjList.get(vet1).indexOf(vet2) === -1
) {
throw new Error('Illegal Argument Exception');
}
// Удалить ребро vet1 - vet2
this.adjList.get(vet1).splice(this.adjList.get(vet1).indexOf(vet2), 1);
this.adjList.get(vet2).splice(this.adjList.get(vet2).indexOf(vet1), 1);
}
/* Добавление вершины */
addVertex(vet) {
if (this.adjList.has(vet)) return;
// Добавить новый список в список смежности
this.adjList.set(vet, []);
}
/* Удаление вершины */
removeVertex(vet) {
if (!this.adjList.has(vet)) {
throw new Error('Illegal Argument Exception');
}
// Удалить из списка смежности список, соответствующий вершине vet
this.adjList.delete(vet);
// Обойти списки других вершин и удалить все ребра, содержащие vet
for (const set of this.adjList.values()) {
const index = set.indexOf(vet);
if (index > -1) {
set.splice(index, 1);
}
}
}
/* Вывести список смежности */
print() {
console.log('Список смежности =');
for (const [key, value] of this.adjList) {
const tmp = [];
for (const vertex of value) {
tmp.push(vertex.val);
}
console.log(key.val + ': ' + tmp.join());
}
}
}
if (require.main === module) {
/* Driver Code */
/* Инициализация неориентированного графа */
const v0 = new Vertex(1),
v1 = new Vertex(3),
v2 = new Vertex(2),
v3 = new Vertex(5),
v4 = new Vertex(4);
const edges = [
[v0, v1],
[v1, v2],
[v2, v3],
[v0, v3],
[v2, v4],
[v3, v4],
];
const graph = new GraphAdjList(edges);
console.log('\nГраф после инициализации');
graph.print();
/* Добавление ребра */
// Вершины 1 и 2 соответствуют v0 и v2
graph.addEdge(v0, v2);
console.log('\nГраф после добавления ребра 1-2');
graph.print();
/* Удаление ребра */
// Вершины 1 и 3 соответствуют v0 и v1
graph.removeEdge(v0, v1);
console.log('\nГраф после удаления ребра 1-3');
graph.print();
/* Добавление вершины */
const v5 = new Vertex(6);
graph.addVertex(v5);
console.log('\nГраф после добавления вершины 6');
graph.print();
/* Удаление вершины */
// Вершина 3 соответствует v1
graph.removeVertex(v1);
console.log('\nГраф после удаления вершины 3');
graph.print();
}
module.exports = {
GraphAdjList,
};

View File

@@ -0,0 +1,132 @@
/**
* File: graph_adjacency_matrix.js
* Created Time: 2023-02-09
* Author: Zhuo Qinyue (1403450829@qq.com)
*/
/* Класс неориентированного графа на основе матрицы смежности */
class GraphAdjMat {
vertices; // Список вершин: элементы представляют «значения вершин», а индексы — «индексы вершин»
adjMat; // Матрица смежности, где индексы строк и столбцов соответствуют «индексам вершин»
/* Конструктор */
constructor(vertices, edges) {
this.vertices = [];
this.adjMat = [];
// Добавление вершины
for (const val of vertices) {
this.addVertex(val);
}
// Добавить ребра
// Обратите внимание: элементы edges представляют собой индексы вершин, то есть соответствуют индексам элементов vertices
for (const e of edges) {
this.addEdge(e[0], e[1]);
}
}
/* Получить число вершин */
size() {
return this.vertices.length;
}
/* Добавление вершины */
addVertex(val) {
const n = this.size();
// Добавить значение новой вершины в список вершин
this.vertices.push(val);
// Добавить строку в матрицу смежности
const newRow = [];
for (let j = 0; j < n; j++) {
newRow.push(0);
}
this.adjMat.push(newRow);
// Добавить столбец в матрицу смежности
for (const row of this.adjMat) {
row.push(0);
}
}
/* Удаление вершины */
removeVertex(index) {
if (index >= this.size()) {
throw new RangeError('Index Out Of Bounds Exception');
}
// Удалить вершину с индексом index из списка вершин
this.vertices.splice(index, 1);
// Удалить строку с индексом index из матрицы смежности
this.adjMat.splice(index, 1);
// Удалить столбец с индексом index из матрицы смежности
for (const row of this.adjMat) {
row.splice(index, 1);
}
}
/* Добавление ребра */
// Параметры i и j соответствуют индексам элементов vertices
addEdge(i, j) {
// Обработка выхода индекса за границы и случая равенства
if (i < 0 || j < 0 || i >= this.size() || j >= this.size() || i === j) {
throw new RangeError('Index Out Of Bounds Exception');
}
// В неориентированном графе матрица смежности симметрична относительно главной диагонали, то есть выполняется (i, j) === (j, i)
this.adjMat[i][j] = 1;
this.adjMat[j][i] = 1;
}
/* Удаление ребра */
// Параметры i и j соответствуют индексам элементов vertices
removeEdge(i, j) {
// Обработка выхода индекса за границы и случая равенства
if (i < 0 || j < 0 || i >= this.size() || j >= this.size() || i === j) {
throw new RangeError('Index Out Of Bounds Exception');
}
this.adjMat[i][j] = 0;
this.adjMat[j][i] = 0;
}
/* Вывести матрицу смежности */
print() {
console.log('Список вершин = ', this.vertices);
console.log('Матрица смежности =', this.adjMat);
}
}
/* Driver Code */
/* Инициализация неориентированного графа */
// Обратите внимание: элементы edges представляют индексы вершин, то есть соответствуют индексам элементов vertices
const vertices = [1, 3, 2, 5, 4];
const edges = [
[0, 1],
[1, 2],
[2, 3],
[0, 3],
[2, 4],
[3, 4],
];
const graph = new GraphAdjMat(vertices, edges);
console.log('\nГраф после инициализации');
graph.print();
/* Добавление ребра */
// Индексы вершин 1 и 2 равны 0 и 2 соответственно
graph.addEdge(0, 2);
console.log('\nГраф после добавления ребра 1-2');
graph.print();
/* Удаление ребра */
// Индексы вершин 1 и 3 равны 0 и 1 соответственно
graph.removeEdge(0, 1);
console.log('\nГраф после удаления ребра 1-3');
graph.print();
/* Добавление вершины */
graph.addVertex(6);
console.log('\nГраф после добавления вершины 6');
graph.print();
/* Удаление вершины */
// Индекс вершины 3 равен 1
graph.removeVertex(1);
console.log('\nГраф после удаления вершины 3');
graph.print();

View File

@@ -0,0 +1,61 @@
/**
* File: graph_bfs.js
* Created Time: 2023-02-21
* Author: Zhuo Qinyue (1403450829@qq.com)
*/
const { GraphAdjList } = require('./graph_adjacency_list');
const { Vertex } = require('../modules/Vertex');
/* Обход в ширину */
// Использовать список смежности для представления графа, чтобы получить все смежные вершины заданной вершины
function graphBFS(graph, startVet) {
// Последовательность обхода вершин
const res = [];
// Хеш-множество для хранения уже посещенных вершин
const visited = new Set();
visited.add(startVet);
// Очередь используется для реализации BFS
const que = [startVet];
// Начиная с вершины vet, продолжать цикл, пока не будут посещены все вершины
while (que.length) {
const vet = que.shift(); // Извлечь головную вершину из очереди
res.push(vet); // Отметить посещенную вершину
// Обойти все смежные вершины данной вершины
for (const adjVet of graph.adjList.get(vet) ?? []) {
if (visited.has(adjVet)) {
continue; // Пропустить уже посещенную вершину
}
que.push(adjVet); // Помещать в очередь только непосещенные вершины
visited.add(adjVet); // Отметить эту вершину как посещенную
}
}
// Вернуть последовательность обхода вершин
return res;
}
/* Driver Code */
/* Инициализация неориентированного графа */
const v = Vertex.valsToVets([0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]);
const edges = [
[v[0], v[1]],
[v[0], v[3]],
[v[1], v[2]],
[v[1], v[4]],
[v[2], v[5]],
[v[3], v[4]],
[v[3], v[6]],
[v[4], v[5]],
[v[4], v[7]],
[v[5], v[8]],
[v[6], v[7]],
[v[7], v[8]],
];
const graph = new GraphAdjList(edges);
console.log('\nГраф после инициализации');
graph.print();
/* Обход в ширину */
const res = graphBFS(graph, v[0]);
console.log('\nПоследовательность вершин при обходе в ширину (BFS)');
console.log(Vertex.vetsToVals(res));

View File

@@ -0,0 +1,54 @@
/**
* File: graph_dfs.js
* Created Time: 2023-02-21
* Author: Zhuo Qinyue (1403450829@qq.com)
*/
const { Vertex } = require('../modules/Vertex');
const { GraphAdjList } = require('./graph_adjacency_list');
/* Обход в глубину */
// Использовать список смежности для представления графа, чтобы получить все смежные вершины заданной вершины
function dfs(graph, visited, res, vet) {
res.push(vet); // Отметить посещенную вершину
visited.add(vet); // Отметить эту вершину как посещенную
// Обойти все смежные вершины данной вершины
for (const adjVet of graph.adjList.get(vet)) {
if (visited.has(adjVet)) {
continue; // Пропустить уже посещенную вершину
}
// Рекурсивно обходить смежные вершины
dfs(graph, visited, res, adjVet);
}
}
/* Обход в глубину */
// Использовать список смежности для представления графа, чтобы получить все смежные вершины заданной вершины
function graphDFS(graph, startVet) {
// Последовательность обхода вершин
const res = [];
// Хеш-множество для хранения уже посещенных вершин
const visited = new Set();
dfs(graph, visited, res, startVet);
return res;
}
/* Driver Code */
/* Инициализация неориентированного графа */
const v = Vertex.valsToVets([0, 1, 2, 3, 4, 5, 6]);
const edges = [
[v[0], v[1]],
[v[0], v[3]],
[v[1], v[2]],
[v[2], v[5]],
[v[4], v[5]],
[v[5], v[6]],
];
const graph = new GraphAdjList(edges);
console.log('\nГраф после инициализации');
graph.print();
/* Обход в глубину */
const res = graphDFS(graph, v[0]);
console.log('\nПоследовательность вершин при обходе в глубину (DFS)');
console.log(Vertex.vetsToVals(res));

View File

@@ -0,0 +1,48 @@
/**
* File: coin_change_greedy.js
* Created Time: 2023-09-02
* Author: Justin (xiefahit@gmail.com)
*/
/* Размен монет: жадный алгоритм */
function coinChangeGreedy(coins, amt) {
// Предположить, что массив coins упорядочен
let i = coins.length - 1;
let count = 0;
// Циклически выполнять жадный выбор, пока не останется суммы
while (amt > 0) {
// Найти монету, которая меньше остатка суммы и наиболее к нему близка
while (i > 0 && coins[i] > amt) {
i--;
}
// Выбрать coins[i]
amt -= coins[i];
count++;
}
// Если допустимое решение не найдено, вернуть -1
return amt === 0 ? count : -1;
}
/* Driver Code */
// Жадный подход: гарантирует нахождение глобально оптимального решения
let coins = [1, 5, 10, 20, 50, 100];
let amt = 186;
let res = coinChangeGreedy(coins, amt);
console.log(`\ncoins = ${coins}, amt = ${amt}`);
console.log(`Минимальное число монет для набора суммы ${amt} = ${res}`);
// Жадный подход: не гарантирует нахождение глобально оптимального решения
coins = [1, 20, 50];
amt = 60;
res = coinChangeGreedy(coins, amt);
console.log(`\ncoins = ${coins}, amt = ${amt}`);
console.log(`Минимальное число монет для набора суммы ${amt} = ${res}`);
console.log('На самом деле минимум равен 3: 20 + 20 + 20');
// Жадный подход: не гарантирует нахождение глобально оптимального решения
coins = [1, 49, 50];
amt = 98;
res = coinChangeGreedy(coins, amt);
console.log(`\ncoins = ${coins}, amt = ${amt}`);
console.log(`Минимальное число монет для набора суммы ${amt} = ${res}`);
console.log('На самом деле минимум равен 2: 49 + 49');

View File

@@ -0,0 +1,46 @@
/**
* File: fractional_knapsack.js
* Created Time: 2023-09-02
* Author: Justin (xiefahit@gmail.com)
*/
/* Предмет */
class Item {
constructor(w, v) {
this.w = w; // Вес предмета
this.v = v; // Стоимость предмета
}
}
/* Дробный рюкзак: жадный алгоритм */
function fractionalKnapsack(wgt, val, cap) {
// Создать список предметов с двумя свойствами: вес и стоимость
const items = wgt.map((w, i) => new Item(w, val[i]));
// Отсортировать по удельной стоимости item.v / item.w в порядке убывания
items.sort((a, b) => b.v / b.w - a.v / a.w);
// Циклический жадный выбор
let res = 0;
for (const item of items) {
if (item.w <= cap) {
// Если оставшейся вместимости достаточно, положить в рюкзак текущий предмет целиком
res += item.v;
cap -= item.w;
} else {
// Если оставшейся вместимости недостаточно, положить в рюкзак часть текущего предмета
res += (item.v / item.w) * cap;
// Свободной вместимости больше не осталось, поэтому выйти из цикла
break;
}
}
return res;
}
/* Driver Code */
const wgt = [10, 20, 30, 40, 50];
const val = [50, 120, 150, 210, 240];
const cap = 50;
const n = wgt.length;
// Жадный алгоритм
const res = fractionalKnapsack(wgt, val, cap);
console.log(`Максимальная стоимость предметов без превышения вместимости рюкзака = ${res}`);

View File

@@ -0,0 +1,34 @@
/**
* File: max_capacity.js
* Created Time: 2023-09-02
* Author: Justin (xiefahit@gmail.com)
*/
/* Максимальная вместимость: жадный алгоритм */
function maxCapacity(ht) {
// Инициализировать i и j так, чтобы они располагались по двум концам массива
let i = 0,
j = ht.length - 1;
// Начальная максимальная вместимость равна 0
let res = 0;
// Выполнять жадный выбор в цикле, пока две доски не встретятся
while (i < j) {
// Обновить максимальную вместимость
const cap = Math.min(ht[i], ht[j]) * (j - i);
res = Math.max(res, cap);
// Сдвигать внутрь более короткую сторону
if (ht[i] < ht[j]) {
i += 1;
} else {
j -= 1;
}
}
return res;
}
/* Driver Code */
const ht = [3, 8, 5, 2, 7, 7, 3, 4];
// Жадный алгоритм
const res = maxCapacity(ht);
console.log(`Максимальная вместимость = ${res}`);

View File

@@ -0,0 +1,33 @@
/**
* File: max_product_cutting.js
* Created Time: 2023-09-02
* Author: Justin (xiefahit@gmail.com)
*/
/* Максимальное произведение разрезания: жадный алгоритм */
function maxProductCutting(n) {
// Когда n <= 3, обязательно нужно выделить одну 1
if (n <= 3) {
return 1 * (n - 1);
}
// Жадно выделить множители 3, где a — число троек, а b — остаток
let a = Math.floor(n / 3);
let b = n % 3;
if (b === 1) {
// Если остаток равен 1, преобразовать одну пару 1 * 3 в 2 * 2
return Math.pow(3, a - 1) * 2 * 2;
}
if (b === 2) {
// Если остаток равен 2, ничего не делать
return Math.pow(3, a) * 2;
}
// Если остаток равен 0, ничего не делать
return Math.pow(3, a);
}
/* Driver Code */
let n = 58;
// Жадный алгоритм
let res = maxProductCutting(n);
console.log(`Максимальное произведение после разрезания = ${res}`);

View File

@@ -0,0 +1,128 @@
/**
* File: array_hash_map.js
* Created Time: 2022-12-26
* Author: Justin (xiefahit@gmail.com)
*/
/* Пара ключ-значение Number -> String */
class Pair {
constructor(key, val) {
this.key = key;
this.val = val;
}
}
/* Хеш-таблица на основе массива */
class ArrayHashMap {
#buckets;
constructor() {
// Инициализировать массив, содержащий 100 корзин
this.#buckets = new Array(100).fill(null);
}
/* Хеш-функция */
#hashFunc(key) {
return key % 100;
}
/* Операция поиска */
get(key) {
let index = this.#hashFunc(key);
let pair = this.#buckets[index];
if (pair === null) return null;
return pair.val;
}
/* Операция добавления */
set(key, val) {
let index = this.#hashFunc(key);
this.#buckets[index] = new Pair(key, val);
}
/* Операция удаления */
delete(key) {
let index = this.#hashFunc(key);
// Присвоить null, что означает удаление
this.#buckets[index] = null;
}
/* Получить все пары ключ-значение */
entries() {
let arr = [];
for (let i = 0; i < this.#buckets.length; i++) {
if (this.#buckets[i]) {
arr.push(this.#buckets[i]);
}
}
return arr;
}
/* Получить все ключи */
keys() {
let arr = [];
for (let i = 0; i < this.#buckets.length; i++) {
if (this.#buckets[i]) {
arr.push(this.#buckets[i].key);
}
}
return arr;
}
/* Получить все значения */
values() {
let arr = [];
for (let i = 0; i < this.#buckets.length; i++) {
if (this.#buckets[i]) {
arr.push(this.#buckets[i].val);
}
}
return arr;
}
/* Вывести хеш-таблицу */
print() {
let pairSet = this.entries();
for (const pair of pairSet) {
console.info(`${pair.key} -> ${pair.val}`);
}
}
}
/* Driver Code */
/* Инициализация хеш-таблицы */
const map = new ArrayHashMap();
/* Операция добавления */
// Добавить пару (key, value) в хеш-таблицу
map.set(12836, 'Сяо Ха');
map.set(15937, 'Сяо Ло');
map.set(16750, 'Сяо Суань');
map.set(13276, 'Сяо Фа');
map.set(10583, 'Сяо Я');
console.info('\nПосле добавления хеш-таблица имеет вид\nКлюч -> Значение');
map.print();
/* Операция поиска */
// Ввести в хеш-таблицу ключ key и получить значение value
let name = map.get(15937);
console.info('\nПо номеру 15937 найдено имя ' + name);
/* Операция удаления */
// Удалить пару (key, value) из хеш-таблицы
map.delete(10583);
console.info('\nПосле удаления 10583 хеш-таблица имеет вид\nКлюч -> Значение');
map.print();
/* Обход хеш-таблицы */
console.info('\nОтдельный обход пар ключ-значение');
for (const pair of map.entries()) {
if (!pair) continue;
console.info(pair.key + ' -> ' + pair.val);
}
console.info('\nОтдельный обход ключей');
for (const key of map.keys()) {
console.info(key);
}
console.info('\nОтдельный обход значений');
for (const val of map.values()) {
console.info(val);
}

View File

@@ -0,0 +1,44 @@
/**
* File: hash_map.js
* Created Time: 2022-12-26
* Author: Justin (xiefahit@gmail.com)
*/
/* Driver Code */
/* Инициализация хеш-таблицы */
const map = new Map();
/* Операция добавления */
// Добавить пару (key, value) в хеш-таблицу
map.set(12836, 'Сяо Ха');
map.set(15937, 'Сяо Ло');
map.set(16750, 'Сяо Суань');
map.set(13276, 'Сяо Фа');
map.set(10583, 'Сяо Я');
console.info('\nПосле добавления хеш-таблица имеет вид\nКлюч -> Значение');
console.info(map);
/* Операция поиска */
// Ввести в хеш-таблицу ключ key и получить значение value
let name = map.get(15937);
console.info('\nПо номеру 15937 найдено имя ' + name);
/* Операция удаления */
// Удалить пару (key, value) из хеш-таблицы
map.delete(10583);
console.info('\nПосле удаления 10583 хеш-таблица имеет вид\nКлюч -> Значение');
console.info(map);
/* Обход хеш-таблицы */
console.info('\nОтдельный обход пар ключ-значение');
for (const [k, v] of map.entries()) {
console.info(k + ' -> ' + v);
}
console.info('\nОтдельный обход ключей');
for (const k of map.keys()) {
console.info(k);
}
console.info('\nОтдельный обход значений');
for (const v of map.values()) {
console.info(v);
}

View File

@@ -0,0 +1,142 @@
/**
* File: hash_map_chaining.js
* Created Time: 2023-08-06
* Author: yuan0221 (yl1452491917@gmail.com)
*/
/* Пара ключ-значение Number -> String */
class Pair {
constructor(key, val) {
this.key = key;
this.val = val;
}
}
/* Хеш-таблица с цепочками */
class HashMapChaining {
#size; // Число пар ключ-значение
#capacity; // Вместимость хеш-таблицы
#loadThres; // Порог коэффициента загрузки для запуска расширения
#extendRatio; // Коэффициент расширения
#buckets; // Массив корзин
/* Конструктор */
constructor() {
this.#size = 0;
this.#capacity = 4;
this.#loadThres = 2.0 / 3.0;
this.#extendRatio = 2;
this.#buckets = new Array(this.#capacity).fill(null).map((x) => []);
}
/* Хеш-функция */
#hashFunc(key) {
return key % this.#capacity;
}
/* Коэффициент загрузки */
#loadFactor() {
return this.#size / this.#capacity;
}
/* Операция поиска */
get(key) {
const index = this.#hashFunc(key);
const bucket = this.#buckets[index];
// Обойти корзину; если найден key, вернуть соответствующее val
for (const pair of bucket) {
if (pair.key === key) {
return pair.val;
}
}
// Если key не найден, вернуть null
return null;
}
/* Операция добавления */
put(key, val) {
// Когда коэффициент загрузки превышает порог, выполнить расширение
if (this.#loadFactor() > this.#loadThres) {
this.#extend();
}
const index = this.#hashFunc(key);
const bucket = this.#buckets[index];
// Обойти корзину; если встретился указанный key, обновить соответствующее val и вернуть
for (const pair of bucket) {
if (pair.key === key) {
pair.val = val;
return;
}
}
// Если такого key нет, добавить пару ключ-значение в конец
const pair = new Pair(key, val);
bucket.push(pair);
this.#size++;
}
/* Операция удаления */
remove(key) {
const index = this.#hashFunc(key);
let bucket = this.#buckets[index];
// Обойти корзину и удалить из нее пару ключ-значение
for (let i = 0; i < bucket.length; i++) {
if (bucket[i].key === key) {
bucket.splice(i, 1);
this.#size--;
break;
}
}
}
/* Расширить хеш-таблицу */
#extend() {
// Временно сохранить исходную хеш-таблицу
const bucketsTmp = this.#buckets;
// Инициализация новой хеш-таблицы после расширения
this.#capacity *= this.#extendRatio;
this.#buckets = new Array(this.#capacity).fill(null).map((x) => []);
this.#size = 0;
// Перенести пары ключ-значение из исходной хеш-таблицы в новую
for (const bucket of bucketsTmp) {
for (const pair of bucket) {
this.put(pair.key, pair.val);
}
}
}
/* Вывести хеш-таблицу */
print() {
for (const bucket of this.#buckets) {
let res = [];
for (const pair of bucket) {
res.push(pair.key + ' -> ' + pair.val);
}
console.log(res);
}
}
}
/* Driver Code */
/* Инициализация хеш-таблицы */
const map = new HashMapChaining();
/* Операция добавления */
// Добавить пару (key, value) в хеш-таблицу
map.put(12836, 'Сяо Ха');
map.put(15937, 'Сяо Ло');
map.put(16750, 'Сяо Суань');
map.put(13276, 'Сяо Фа');
map.put(10583, 'Сяо Я');
console.log('\nПосле добавления хеш-таблица имеет вид\nКлюч -> Значение');
map.print();
/* Операция поиска */
// Ввести в хеш-таблицу ключ key и получить значение value
const name = map.get(13276);
console.log('\nДля номера 13276 найдено имя ' + name);
/* Операция удаления */
// Удалить пару (key, value) из хеш-таблицы
map.remove(12836);
console.log('\nПосле удаления 12836 хеш-таблица имеет вид\nКлюч -> Значение');
map.print();

View File

@@ -0,0 +1,177 @@
/**
* File: hashMapOpenAddressing.js
* Created Time: 2023-06-13
* Author: yuan0221 (yl1452491917@gmail.com), krahets (krahets@163.com)
*/
/* Пара ключ-значение Number -> String */
class Pair {
constructor(key, val) {
this.key = key;
this.val = val;
}
}
/* Хеш-таблица с открытой адресацией */
class HashMapOpenAddressing {
#size; // Число пар ключ-значение
#capacity; // Вместимость хеш-таблицы
#loadThres; // Порог коэффициента загрузки для запуска расширения
#extendRatio; // Коэффициент расширения
#buckets; // Массив корзин
#TOMBSTONE; // Удалить метку
/* Конструктор */
constructor() {
this.#size = 0; // Число пар ключ-значение
this.#capacity = 4; // Вместимость хеш-таблицы
this.#loadThres = 2.0 / 3.0; // Порог коэффициента загрузки для запуска расширения
this.#extendRatio = 2; // Коэффициент расширения
this.#buckets = Array(this.#capacity).fill(null); // Массив корзин
this.#TOMBSTONE = new Pair(-1, '-1'); // Удалить метку
}
/* Хеш-функция */
#hashFunc(key) {
return key % this.#capacity;
}
/* Коэффициент загрузки */
#loadFactor() {
return this.#size / this.#capacity;
}
/* Найти индекс корзины, соответствующий key */
#findBucket(key) {
let index = this.#hashFunc(key);
let firstTombstone = -1;
// Выполнять линейное пробирование и завершить при встрече с пустой корзиной
while (this.#buckets[index] !== null) {
// Если встретился key, вернуть соответствующий индекс корзины
if (this.#buckets[index].key === key) {
// Если ранее встретилась метка удаления, переместить пару ключ-значение на этот индекс
if (firstTombstone !== -1) {
this.#buckets[firstTombstone] = this.#buckets[index];
this.#buckets[index] = this.#TOMBSTONE;
return firstTombstone; // Вернуть индекс корзины после перемещения
}
return index; // Вернуть индекс корзины
}
// Записать первую встретившуюся метку удаления
if (
firstTombstone === -1 &&
this.#buckets[index] === this.#TOMBSTONE
) {
firstTombstone = index;
}
// Вычислить индекс корзины; при выходе за конец вернуться к началу
index = (index + 1) % this.#capacity;
}
// Если key не существует, вернуть индекс точки добавления
return firstTombstone === -1 ? index : firstTombstone;
}
/* Операция поиска */
get(key) {
// Найти индекс корзины, соответствующий key
const index = this.#findBucket(key);
// Если пара ключ-значение найдена, вернуть соответствующее val
if (
this.#buckets[index] !== null &&
this.#buckets[index] !== this.#TOMBSTONE
) {
return this.#buckets[index].val;
}
// Если пары ключ-значение не существует, вернуть null
return null;
}
/* Операция добавления */
put(key, val) {
// Когда коэффициент загрузки превышает порог, выполнить расширение
if (this.#loadFactor() > this.#loadThres) {
this.#extend();
}
// Найти индекс корзины, соответствующий key
const index = this.#findBucket(key);
// Если пара ключ-значение найдена, перезаписать val и вернуть
if (
this.#buckets[index] !== null &&
this.#buckets[index] !== this.#TOMBSTONE
) {
this.#buckets[index].val = val;
return;
}
// Если пары ключ-значение нет, добавить ее
this.#buckets[index] = new Pair(key, val);
this.#size++;
}
/* Операция удаления */
remove(key) {
// Найти индекс корзины, соответствующий key
const index = this.#findBucket(key);
// Если пара ключ-значение найдена, заменить ее меткой удаления
if (
this.#buckets[index] !== null &&
this.#buckets[index] !== this.#TOMBSTONE
) {
this.#buckets[index] = this.#TOMBSTONE;
this.#size--;
}
}
/* Расширить хеш-таблицу */
#extend() {
// Временно сохранить исходную хеш-таблицу
const bucketsTmp = this.#buckets;
// Инициализация новой хеш-таблицы после расширения
this.#capacity *= this.#extendRatio;
this.#buckets = Array(this.#capacity).fill(null);
this.#size = 0;
// Перенести пары ключ-значение из исходной хеш-таблицы в новую
for (const pair of bucketsTmp) {
if (pair !== null && pair !== this.#TOMBSTONE) {
this.put(pair.key, pair.val);
}
}
}
/* Вывести хеш-таблицу */
print() {
for (const pair of this.#buckets) {
if (pair === null) {
console.log('null');
} else if (pair === this.#TOMBSTONE) {
console.log('TOMBSTONE');
} else {
console.log(pair.key + ' -> ' + pair.val);
}
}
}
}
/* Driver Code */
// Инициализация хеш-таблицы
const hashmap = new HashMapOpenAddressing();
// Операция добавления
// Добавить пару (key, val) в хеш-таблицу
hashmap.put(12836, 'Сяо Ха');
hashmap.put(15937, 'Сяо Ло');
hashmap.put(16750, 'Сяо Суань');
hashmap.put(13276, 'Сяо Фа');
hashmap.put(10583, 'Сяо Я');
console.log('\nПосле добавления хеш-таблица имеет вид\nКлюч -> Значение');
hashmap.print();
// Операция поиска
// Передать ключ key в хеш-таблицу и получить значение val
const name = hashmap.get(13276);
console.log('\nДля номера 13276 найдено имя ' + name);
// Операция удаления
// Удалить пару (key, val) из хеш-таблицы
hashmap.remove(16750);
console.log('\nПосле удаления 16750 хеш-таблица имеет вид\nКлюч -> Значение');
hashmap.print();

View File

@@ -0,0 +1,60 @@
/**
* File: simple_hash.js
* Created Time: 2023-08-06
* Author: yuan0221 (yl1452491917@gmail.com)
*/
/* Аддитивное хеширование */
function addHash(key) {
let hash = 0;
const MODULUS = 1000000007;
for (const c of key) {
hash = (hash + c.charCodeAt(0)) % MODULUS;
}
return hash;
}
/* Мультипликативное хеширование */
function mulHash(key) {
let hash = 0;
const MODULUS = 1000000007;
for (const c of key) {
hash = (31 * hash + c.charCodeAt(0)) % MODULUS;
}
return hash;
}
/* XOR-хеширование */
function xorHash(key) {
let hash = 0;
const MODULUS = 1000000007;
for (const c of key) {
hash ^= c.charCodeAt(0);
}
return hash % MODULUS;
}
/* Хеширование с циклическим сдвигом */
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;
}
/* Driver Code */
const key = 'Hello Algo';
let hash = addHash(key);
console.log('Хеш-сумма сложением = ' + hash);
hash = mulHash(key);
console.log('Хеш-сумма умножением = ' + hash);
hash = xorHash(key);
console.log('Хеш-сумма XOR = ' + hash);
hash = rotHash(key);
console.log('Хеш-сумма с циклическим сдвигом = ' + hash);

View File

@@ -0,0 +1,158 @@
/**
* File: my_heap.js
* Created Time: 2023-02-06
* Author: what-is-me (whatisme@outlook.jp)
*/
const { printHeap } = require('../modules/PrintUtil');
/* Класс максимальной кучи */
class MaxHeap {
#maxHeap;
/* Конструктор, создающий пустую кучу или строящий кучу по входному списку */
constructor(nums) {
// Добавить элементы списка в кучу без изменений
this.#maxHeap = nums === undefined ? [] : [...nums];
// Выполнить heapify для всех узлов, кроме листовых
for (let i = this.#parent(this.size() - 1); i >= 0; i--) {
this.#siftDown(i);
}
}
/* Получить индекс левого дочернего узла */
#left(i) {
return 2 * i + 1;
}
/* Получить индекс правого дочернего узла */
#right(i) {
return 2 * i + 2;
}
/* Получить индекс родительского узла */
#parent(i) {
return Math.floor((i - 1) / 2); // Округление вниз при делении
}
/* Поменять элементы местами */
#swap(i, j) {
const tmp = this.#maxHeap[i];
this.#maxHeap[i] = this.#maxHeap[j];
this.#maxHeap[j] = tmp;
}
/* Получение размера кучи */
size() {
return this.#maxHeap.length;
}
/* Проверка, пуста ли куча */
isEmpty() {
return this.size() === 0;
}
/* Доступ к элементу на вершине кучи */
peek() {
return this.#maxHeap[0];
}
/* Добавление элемента в кучу */
push(val) {
// Добавление узла
this.#maxHeap.push(val);
// Просеивание снизу вверх
this.#siftUp(this.size() - 1);
}
/* Начиная с узла i, выполнить просеивание снизу вверх */
#siftUp(i) {
while (true) {
// Получение родительского узла для узла i
const p = this.#parent(i);
// Завершить heapify, когда «корневой узел уже пройден» или «узел не требует исправления»
if (p < 0 || this.#maxHeap[i] <= this.#maxHeap[p]) break;
// Поменять два узла местами
this.#swap(i, p);
// Циклическое просеивание вверх
i = p;
}
}
/* Извлечение элемента из кучи */
pop() {
// Обработка пустого случая
if (this.isEmpty()) throw new Error('куча пуста');
// Поменять корневой узел с самым правым листом местами (поменять первый и последний элементы)
this.#swap(0, this.size() - 1);
// Удаление узла
const val = this.#maxHeap.pop();
// Просеивание сверху вниз
this.#siftDown(0);
// Вернуть элемент с вершины кучи
return val;
}
/* Начиная с узла i, выполнить просеивание сверху вниз */
#siftDown(i) {
while (true) {
// Определить узел с максимальным значением среди i, l и r и обозначить его как ma
const l = this.#left(i),
r = this.#right(i);
let ma = i;
if (l < this.size() && this.#maxHeap[l] > this.#maxHeap[ma]) ma = l;
if (r < this.size() && this.#maxHeap[r] > this.#maxHeap[ma]) ma = r;
// Если узел i уже максимален или индексы l и r вне границ, дальнейшее просеивание не требуется, выйти
if (ma === i) break;
// Поменять два узла местами
this.#swap(i, ma);
// Циклическое просеивание вниз
i = ma;
}
}
/* Вывести кучу (двоичное дерево) */
print() {
printHeap(this.#maxHeap);
}
/* Извлечь элементы из кучи */
getMaxHeap() {
return this.#maxHeap;
}
}
/* Driver Code */
if (require.main === module) {
/* Инициализация максимальной кучи */
const maxHeap = new MaxHeap([9, 8, 6, 6, 7, 5, 2, 1, 4, 3, 6, 2]);
console.log('\nПосле построения кучи из входного списка');
maxHeap.print();
/* Получение элемента с вершины кучи */
let peek = maxHeap.peek();
console.log(`\nЭлемент на вершине кучи = ${peek}`);
/* Добавление элемента в кучу */
let val = 7;
maxHeap.push(val);
console.log(`\nПосле добавления элемента ${val} в кучу`);
maxHeap.print();
/* Извлечение элемента с вершины кучи */
peek = maxHeap.pop();
console.log(`\nПосле извлечения элемента вершины кучи ${peek}`);
maxHeap.print();
/* Получение размера кучи */
let size = maxHeap.size();
console.log(`\nКоличество элементов в куче = ${size}`);
/* Проверка, пуста ли куча */
let isEmpty = maxHeap.isEmpty();
console.log(`\nПуста ли куча: ${isEmpty}`);
}
module.exports = {
MaxHeap,
};

View File

@@ -0,0 +1,58 @@
/**
* File: top_k.js
* Created Time: 2023-08-13
* Author: Justin (xiefahit@gmail.com)
*/
const { MaxHeap } = require('./my_heap');
/* Добавление элемента в кучу */
function pushMinHeap(maxHeap, val) {
// Инвертировать знак элемента
maxHeap.push(-val);
}
/* Извлечение элемента из кучи */
function popMinHeap(maxHeap) {
// Инвертировать знак элемента
return -maxHeap.pop();
}
/* Доступ к элементу на вершине кучи */
function peekMinHeap(maxHeap) {
// Инвертировать знак элемента
return -maxHeap.peek();
}
/* Извлечь элементы из кучи */
function getMinHeap(maxHeap) {
// Инвертировать знак элемента
return maxHeap.getMaxHeap().map((num) => -num);
}
/* Найти k наибольших элементов массива с помощью кучи */
function topKHeap(nums, k) {
// Инициализация минимальной кучи
// Обратите внимание: мы инвертируем все элементы кучи, чтобы с помощью максимальной кучи имитировать минимальную
const maxHeap = new MaxHeap([]);
// Поместить первые k элементов массива в кучу
for (let i = 0; i < k; i++) {
pushMinHeap(maxHeap, nums[i]);
}
// Начиная с элемента k+1, поддерживать длину кучи равной k
for (let i = k; i < nums.length; i++) {
// Если текущий элемент больше элемента на вершине кучи, извлечь вершину кучи и добавить текущий элемент в кучу
if (nums[i] > peekMinHeap(maxHeap)) {
popMinHeap(maxHeap);
pushMinHeap(maxHeap, nums[i]);
}
}
// Вернуть элементы кучи
return getMinHeap(maxHeap);
}
/* Driver Code */
const nums = [1, 7, 6, 3, 2];
const k = 3;
const res = topKHeap(nums, k);
console.log(`Наибольшие ${k} элементов`, res);

View File

@@ -0,0 +1,60 @@
/**
* File: binary_search.js
* Created Time: 2022-12-22
* Author: JoseHung (szhong@link.cuhk.edu.hk)
*/
/* Бинарный поиск (двусторонне замкнутый интервал) */
function binarySearch(nums, target) {
// Инициализировать двусторонне замкнутый интервал [0, n-1], то есть i и j указывают на первый и последний элементы массива соответственно
let i = 0,
j = nums.length - 1;
// Цикл завершается, когда диапазон поиска пуст (при i > j диапазон пуст)
while (i <= j) {
// Вычислить индекс середины m, используя parseInt() для округления вниз
const m = parseInt(i + (j - i) / 2);
if (nums[m] < target)
// Это означает, что target находится в интервале [m+1, j]
i = m + 1;
else if (nums[m] > target)
// Это означает, что target находится в интервале [i, m-1]
j = m - 1;
else return m; // Целевой элемент найден, вернуть его индекс
}
// Целевой элемент не найден, вернуть -1
return -1;
}
/* Бинарный поиск (лево замкнутый, право открытый интервал) */
function binarySearchLCRO(nums, target) {
// Инициализировать лево замкнутый, право открытый интервал [0, n), то есть i и j указывают на первый элемент массива и позицию сразу за последним элементом соответственно
let i = 0,
j = nums.length;
// Цикл завершается, когда диапазон поиска пуст (при i = j диапазон пуст)
while (i < j) {
// Вычислить индекс середины m, используя parseInt() для округления вниз
const m = parseInt(i + (j - i) / 2);
if (nums[m] < target)
// Это означает, что target находится в интервале [m+1, j)
i = m + 1;
else if (nums[m] > target)
// Это означает, что target находится в интервале [i, m)
j = m;
// Целевой элемент найден, вернуть его индекс
else return m;
}
// Целевой элемент не найден, вернуть -1
return -1;
}
/* Driver Code */
const target = 6;
const nums = [1, 3, 6, 8, 12, 15, 23, 26, 31, 35];
/* Бинарный поиск (двусторонне замкнутый интервал) */
let index = binarySearch(nums, target);
console.log('Индекс целевого элемента 6 = ' + index);
/* Бинарный поиск (лево замкнутый, право открытый интервал) */
index = binarySearchLCRO(nums, target);
console.log('Индекс целевого элемента 6 = ' + index);

View File

@@ -0,0 +1,45 @@
/**
* File: binary_search_edge.js
* Created Time: 2023-08-22
* Author: Gaofer Chou (gaofer-chou@qq.com)
*/
const { binarySearchInsertion } = require('./binary_search_insertion.js');
/* Бинарный поиск самого левого target */
function binarySearchLeftEdge(nums, target) {
// Эквивалентно поиску точки вставки target
const i = binarySearchInsertion(nums, target);
// target не найден, вернуть -1
if (i === nums.length || nums[i] !== target) {
return -1;
}
// Найти target и вернуть индекс i
return i;
}
/* Бинарный поиск самого правого target */
function binarySearchRightEdge(nums, target) {
// Преобразовать задачу в поиск самого левого target + 1
const i = binarySearchInsertion(nums, target + 1);
// j указывает на самый правый target, а i — на первый элемент больше target
const j = i - 1;
// target не найден, вернуть -1
if (j === -1 || nums[j] !== target) {
return -1;
}
// Найти target и вернуть индекс j
return j;
}
/* Driver Code */
// Массив с повторяющимися элементами
const nums = [1, 3, 6, 6, 6, 6, 6, 10, 12, 15];
console.log('\nМассив nums = ' + nums);
// Бинарный поиск левой и правой границы
for (const target of [6, 7]) {
let index = binarySearchLeftEdge(nums, target);
console.log('Индекс самого левого элемента ' + target + ' равен ' + index);
index = binarySearchRightEdge(nums, target);
console.log('Индекс самого правого элемента ' + target + ' равен ' + index);
}

View File

@@ -0,0 +1,64 @@
/**
* File: binary_search_insertion.js
* Created Time: 2023-08-22
* Author: Gaofer Chou (gaofer-chou@qq.com)
*/
/* Бинарный поиск точки вставки (без повторяющихся элементов) */
function binarySearchInsertionSimple(nums, target) {
let i = 0,
j = nums.length - 1; // Инициализировать двусторонне замкнутый интервал [0, n-1]
while (i <= j) {
const m = Math.floor(i + (j - i) / 2); // Вычислить индекс середины m, используя Math.floor() для округления вниз
if (nums[m] < target) {
i = m + 1; // target находится в интервале [m+1, j]
} else if (nums[m] > target) {
j = m - 1; // target находится в интервале [i, m-1]
} else {
return m; // Найти target и вернуть точку вставки m
}
}
// target не найден, вернуть точку вставки i
return i;
}
/* Бинарный поиск точки вставки (с повторяющимися элементами) */
function binarySearchInsertion(nums, target) {
let i = 0,
j = nums.length - 1; // Инициализировать двусторонне замкнутый интервал [0, n-1]
while (i <= j) {
const m = Math.floor(i + (j - i) / 2); // Вычислить индекс середины m, используя Math.floor() для округления вниз
if (nums[m] < target) {
i = m + 1; // target находится в интервале [m+1, j]
} else if (nums[m] > target) {
j = m - 1; // target находится в интервале [i, m-1]
} else {
j = m - 1; // Первый элемент меньше target находится в интервале [i, m-1]
}
}
// Вернуть точку вставки i
return i;
}
/* Driver Code */
// Массив без повторяющихся элементов
let nums = [1, 3, 6, 8, 12, 15, 23, 26, 31, 35];
console.log('\nМассив nums = ' + nums);
// Бинарный поиск точки вставки
for (const target of [6, 9]) {
const index = binarySearchInsertionSimple(nums, target);
console.log('Индекс позиции вставки элемента ' + target + ' равен ' + index);
}
// Массив с повторяющимися элементами
nums = [1, 3, 6, 6, 6, 6, 6, 10, 12, 15];
console.log('\nМассив nums = ' + nums);
// Бинарный поиск точки вставки
for (const target of [2, 6, 20]) {
const index = binarySearchInsertion(nums, target);
console.log('Индекс позиции вставки элемента ' + target + ' равен ' + index);
}
module.exports = {
binarySearchInsertion,
};

View File

@@ -0,0 +1,45 @@
/**
* File: hashing_search.js
* Created Time: 2022-12-29
* Author: Zhuo Qinyue (1403450829@qq.com)
*/
const { arrToLinkedList } = require('../modules/ListNode');
/* Хеш-поиск (массив) */
function hashingSearchArray(map, target) {
// key хеш-таблицы: целевой элемент, value: индекс
// Если такого key нет в хеш-таблице, вернуть -1
return map.has(target) ? map.get(target) : -1;
}
/* Хеш-поиск (связный список) */
function hashingSearchLinkedList(map, target) {
// key хеш-таблицы: значение целевого узла, value: объект узла
// Если такого key нет в хеш-таблице, вернуть null
return map.has(target) ? map.get(target) : null;
}
/* Driver Code */
const target = 3;
/* Хеш-поиск (массив) */
const nums = [1, 5, 3, 2, 4, 7, 5, 9, 10, 8];
// Инициализация хеш-таблицы
const map = new Map();
for (let i = 0; i < nums.length; i++) {
map.set(nums[i], i); // key: элемент, value: индекс
}
const index = hashingSearchArray(map, target);
console.log('Индекс целевого элемента 3 = ' + index);
/* Хеш-поиск (связный список) */
let head = arrToLinkedList(nums);
// Инициализация хеш-таблицы
const map1 = new Map();
while (head != null) {
map1.set(head.val, head); // key: значение узла, value: узел
head = head.next;
}
const node = hashingSearchLinkedList(map1, target);
console.log('Объект узла со значением 3 =', node);

View File

@@ -0,0 +1,47 @@
/**
* File: linear_search.js
* Created Time: 2022-12-22
* Author: JoseHung (szhong@link.cuhk.edu.hk)
*/
const { ListNode, arrToLinkedList } = require('../modules/ListNode');
/* Линейный поиск (массив) */
function linearSearchArray(nums, target) {
// Обход массива
for (let i = 0; i < nums.length; i++) {
// Целевой элемент найден, вернуть его индекс
if (nums[i] === target) {
return i;
}
}
// Целевой элемент не найден, вернуть -1
return -1;
}
/* Линейный поиск (связный список) */
function linearSearchLinkedList(head, target) {
// Обойти связный список
while (head) {
// Найти целевой узел и вернуть его
if (head.val === target) {
return head;
}
head = head.next;
}
// Целевой узел не найден, вернуть null
return null;
}
/* Driver Code */
const target = 3;
/* Выполнить линейный поиск в массиве */
const nums = [1, 5, 3, 2, 4, 7, 5, 9, 10, 8];
const index = linearSearchArray(nums, target);
console.log('Индекс целевого элемента 3 = ' + index);
/* Выполнить линейный поиск в связном списке */
const head = arrToLinkedList(nums);
const node = linearSearchLinkedList(head, target);
console.log('Объект узла со значением 3 = ', node);

View File

@@ -0,0 +1,46 @@
/**
* File: two_sum.js
* Created Time: 2022-12-15
* Author: gyt95 (gytkwan@gmail.com)
*/
/* Метод 1: полный перебор */
function twoSumBruteForce(nums, target) {
const n = nums.length;
// Два вложенных цикла, временная сложность 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 [];
}
/* Метод 2: вспомогательная хеш-таблица */
function twoSumHashTable(nums, target) {
// Вспомогательная хеш-таблица, пространственная сложность O(n)
let m = {};
// Один цикл, временная сложность 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 [];
}
/* Driver Code */
// Метод 1
const nums = [2, 7, 11, 15],
target = 13;
let res = twoSumBruteForce(nums, target);
console.log('Результат метода 1 res = ', res);
// Метод 2
res = twoSumHashTable(nums, target);
console.log('Результат метода 2 res = ', res);

View File

@@ -0,0 +1,49 @@
/**
* File: bubble_sort.js
* Created Time: 2022-12-01
* Author: IsChristina (christinaxia77@foxmail.com)
*/
/* Пузырьковая сортировка */
function bubbleSort(nums) {
// Внешний цикл: неотсортированный диапазон [0, i]
for (let i = nums.length - 1; i > 0; i--) {
// Внутренний цикл: переместить максимальный элемент неотсортированного диапазона [0, i] в его правый конец
for (let j = 0; j < i; j++) {
if (nums[j] > nums[j + 1]) {
// Поменять местами nums[j] и nums[j + 1]
let tmp = nums[j];
nums[j] = nums[j + 1];
nums[j + 1] = tmp;
}
}
}
}
/* Пузырьковая сортировка (оптимизация флагом) */
function bubbleSortWithFlag(nums) {
// Внешний цикл: неотсортированный диапазон [0, i]
for (let i = nums.length - 1; i > 0; i--) {
let flag = false; // Инициализировать флаг
// Внутренний цикл: переместить максимальный элемент неотсортированного диапазона [0, i] в его правый конец
for (let j = 0; j < i; j++) {
if (nums[j] > nums[j + 1]) {
// Поменять местами nums[j] и nums[j + 1]
let tmp = nums[j];
nums[j] = nums[j + 1];
nums[j + 1] = tmp;
flag = true; // Записать обмен элементов
}
}
if (!flag) break; // На этой итерации «всплытия» не было ни одного обмена, сразу выйти
}
}
/* Driver Code */
const nums = [4, 1, 3, 1, 5, 2];
bubbleSort(nums);
console.log('После пузырьковой сортировки nums =', nums);
const nums1 = [4, 1, 3, 1, 5, 2];
bubbleSortWithFlag(nums1);
console.log('После пузырьковой сортировки nums =', nums1);

View File

@@ -0,0 +1,39 @@
/**
* File: bucket_sort.js
* Created Time: 2023-04-08
* Author: Justin (xiefahit@gmail.com)
*/
/* Сортировка корзинами */
function bucketSort(nums) {
// Инициализировать k = n/2 корзин, предполагая распределение 2 элементов в каждую корзину
const k = nums.length / 2;
const buckets = [];
for (let i = 0; i < k; i++) {
buckets.push([]);
}
// 1. Распределить элементы массива по корзинам
for (const num of nums) {
// Входные данные лежат в диапазоне [0, 1); использовать num * k для отображения в диапазон индексов [0, k-1]
const i = Math.floor(num * k);
// Добавить num в корзину i
buckets[i].push(num);
}
// 2. Выполнить сортировку внутри каждой корзины
for (const bucket of buckets) {
// Использовать встроенную функцию сортировки; ее также можно заменить другим алгоритмом сортировки
bucket.sort((a, b) => a - b);
}
// 3. Обойти корзины и объединить результаты
let i = 0;
for (const bucket of buckets) {
for (const num of bucket) {
nums[i++] = num;
}
}
}
/* Driver Code */
const nums = [0.49, 0.96, 0.82, 0.09, 0.57, 0.43, 0.91, 0.75, 0.15, 0.37];
bucketSort(nums);
console.log('После сортировки корзинами nums =', nums);

View File

@@ -0,0 +1,65 @@
/**
* File: counting_sort.js
* Created Time: 2023-04-08
* Author: Justin (xiefahit@gmail.com)
*/
/* Сортировка подсчетом */
// Простая реализация, не подходит для сортировки объектов
function countingSortNaive(nums) {
// 1. Найти максимальный элемент массива m
let m = Math.max(...nums);
// 2. Подсчитать число появлений каждой цифры
// counter[num] обозначает число появлений num
const counter = new Array(m + 1).fill(0);
for (const num of nums) {
counter[num]++;
}
// 3. Обойти counter и заполнить исходный массив nums элементами
let i = 0;
for (let num = 0; num < m + 1; num++) {
for (let j = 0; j < counter[num]; j++, i++) {
nums[i] = num;
}
}
}
/* Сортировка подсчетом */
// Полная реализация, позволяет сортировать объекты и является стабильной сортировкой
function countingSort(nums) {
// 1. Найти максимальный элемент массива m
let m = Math.max(...nums);
// 2. Подсчитать число появлений каждой цифры
// counter[num] обозначает число появлений num
const counter = new Array(m + 1).fill(0);
for (const num of nums) {
counter[num]++;
}
// 3. Вычислить префиксные суммы counter и преобразовать «число появлений» в «конечный индекс»
// То есть counter[num]-1 — это индекс последнего появления num в res
for (let i = 0; i < m; i++) {
counter[i + 1] += counter[i];
}
// 4. Обойти nums в обратном порядке и поместить элементы в результирующий массив res
// Инициализировать массив res для хранения результата
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; // Поместить num по соответствующему индексу
counter[num]--; // Уменьшить префиксную сумму на 1, чтобы получить индекс следующего размещения num
}
// Перезаписать исходный массив nums массивом результата res
for (let i = 0; i < n; i++) {
nums[i] = res[i];
}
}
/* Driver Code */
const nums = [1, 0, 1, 2, 0, 4, 0, 2, 2, 4];
countingSortNaive(nums);
console.log('После сортировки подсчетом (объекты не поддерживаются) nums =', nums);
const nums1 = [1, 0, 1, 2, 0, 4, 0, 2, 2, 4];
countingSort(nums1);
console.log('После сортировки подсчетом nums1 =', nums1);

View File

@@ -0,0 +1,49 @@
/**
* File: heap_sort.js
* Created Time: 2023-06-04
* Author: Justin (xiefahit@gmail.com)
*/
/* Длина кучи равна n; начиная с узла i, выполнить просеивание сверху вниз */
function siftDown(nums, n, i) {
while (true) {
// Определить узел с максимальным значением среди i, l и r и обозначить его как 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;
}
// Если узел i уже максимален или индексы l и r вне границ, дальнейшее просеивание не требуется, выйти
if (ma === i) {
break;
}
// Поменять два узла местами
[nums[i], nums[ma]] = [nums[ma], nums[i]];
// Циклическое просеивание вниз
i = ma;
}
}
/* Сортировка кучей */
function heapSort(nums) {
// Построение кучи: выполнить heapify для всех узлов, кроме листовых
for (let i = Math.floor(nums.length / 2) - 1; i >= 0; i--) {
siftDown(nums, nums.length, i);
}
// Извлекать максимальный элемент из кучи в течение n-1 итераций
for (let i = nums.length - 1; i > 0; i--) {
// Поменять корневой узел с самым правым листом местами (поменять первый и последний элементы)
[nums[0], nums[i]] = [nums[i], nums[0]];
// Начиная с корневого узла, выполнить просеивание сверху вниз
siftDown(nums, i, 0);
}
}
/* Driver Code */
const nums = [4, 1, 3, 1, 5, 2];
heapSort(nums);
console.log('После сортировки кучей nums =', nums);

View File

@@ -0,0 +1,25 @@
/**
* File: insertion_sort.js
* Created Time: 2022-12-01
* Author: IsChristina (christinaxia77@foxmail.com)
*/
/* Сортировка вставками */
function insertionSort(nums) {
// Внешний цикл: отсортированный диапазон [0, i-1]
for (let i = 1; i < nums.length; i++) {
let base = nums[i],
j = i - 1;
// Внутренний цикл: вставить base в правильную позицию отсортированного диапазона [0, i-1]
while (j >= 0 && nums[j] > base) {
nums[j + 1] = nums[j]; // Сдвинуть nums[j] на одну позицию вправо
j--;
}
nums[j + 1] = base; // Поместить base в правильную позицию
}
}
/* Driver Code */
const nums = [4, 1, 3, 1, 5, 2];
insertionSort(nums);
console.log('После сортировки вставками nums =', nums);

View File

@@ -0,0 +1,52 @@
/**
* File: merge_sort.js
* Created Time: 2022-12-01
* Author: IsChristina (christinaxia77@foxmail.com)
*/
/* Объединить левый и правый подмассивы */
function merge(nums, left, mid, right) {
// Диапазон левого подмассива: [left, mid], диапазон правого подмассива: [mid+1, right]
// Создать временный массив tmp для хранения результата слияния
const tmp = new Array(right - left + 1);
// Инициализировать начальные индексы левого и правого подмассивов
let i = left,
j = mid + 1,
k = 0;
// Пока в левом и правом подмассивах еще есть элементы, сравнивать их и копировать меньший во временный массив
while (i <= mid && j <= right) {
if (nums[i] <= nums[j]) {
tmp[k++] = nums[i++];
} else {
tmp[k++] = nums[j++];
}
}
// Скопировать оставшиеся элементы левого и правого подмассивов во временный массив
while (i <= mid) {
tmp[k++] = nums[i++];
}
while (j <= right) {
tmp[k++] = nums[j++];
}
// Скопировать элементы временного массива tmp обратно в соответствующий диапазон исходного массива nums
for (k = 0; k < tmp.length; k++) {
nums[left + k] = tmp[k];
}
}
/* Сортировка слиянием */
function mergeSort(nums, left, right) {
// Условие завершения
if (left >= right) return; // Завершить рекурсию, когда длина подмассива равна 1
// Этап разбиения
let mid = Math.floor(left + (right - left) / 2); // Вычислить середину
mergeSort(nums, left, mid); // Рекурсивно обработать левый подмассив
mergeSort(nums, mid + 1, right); // Рекурсивно обработать правый подмассив
// Этап слияния
merge(nums, left, mid, right);
}
/* Driver Code */
const nums = [7, 3, 2, 6, 0, 1, 5, 4];
mergeSort(nums, 0, nums.length - 1);
console.log('После сортировки слиянием nums =', nums);

View File

@@ -0,0 +1,161 @@
/**
* File: quick_sort.js
* Created Time: 2022-12-01
* Author: IsChristina (christinaxia77@foxmail.com)
*/
/* Класс быстрой сортировки */
class QuickSort {
/* Обмен элементов */
swap(nums, i, j) {
let tmp = nums[i];
nums[i] = nums[j];
nums[j] = tmp;
}
/* Разбиение с опорными указателями */
partition(nums, left, right) {
// Взять nums[left] в качестве опорного элемента
let i = left,
j = right;
while (i < j) {
while (i < j && nums[j] >= nums[left]) {
j -= 1; // Идти справа налево в поисках первого элемента меньше опорного
}
while (i < j && nums[i] <= nums[left]) {
i += 1; // Идти слева направо в поисках первого элемента больше опорного
}
// Обмен элементов
this.swap(nums, i, j); // Поменять эти два элемента местами
}
this.swap(nums, i, left); // Переместить опорный элемент на границу двух подмассивов
return i; // Вернуть индекс опорного элемента
}
/* Быстрая сортировка */
quickSort(nums, left, right) {
// Завершить рекурсию, когда длина подмассива равна 1
if (left >= right) return;
// Разбиение с опорными указателями
const pivot = this.partition(nums, left, right);
// Рекурсивно обработать левый и правый подмассивы
this.quickSort(nums, left, pivot - 1);
this.quickSort(nums, pivot + 1, right);
}
}
/* Класс быстрой сортировки (оптимизация медианным опорным элементом) */
class QuickSortMedian {
/* Обмен элементов */
swap(nums, i, j) {
let tmp = nums[i];
nums[i] = nums[j];
nums[j] = tmp;
}
/* Выбрать медиану из трех кандидатов */
medianThree(nums, left, mid, right) {
let l = nums[left],
m = nums[mid],
r = nums[right];
// m находится между l и r
if ((l <= m && m <= r) || (r <= m && m <= l)) return mid;
// l находится между m и r
if ((m <= l && l <= r) || (r <= l && l <= m)) return left;
return right;
}
/* Разбиение с опорными указателями (медиана трех) */
partition(nums, left, right) {
// Выбрать медиану из трех кандидатов
let med = this.medianThree(
nums,
left,
Math.floor((left + right) / 2),
right
);
// Переместить медиану в крайний левый элемент массива
this.swap(nums, left, med);
// Взять nums[left] в качестве опорного элемента
let i = left,
j = right;
while (i < j) {
while (i < j && nums[j] >= nums[left]) j--; // Идти справа налево в поисках первого элемента меньше опорного
while (i < j && nums[i] <= nums[left]) i++; // Идти слева направо в поисках первого элемента больше опорного
this.swap(nums, i, j); // Поменять эти два элемента местами
}
this.swap(nums, i, left); // Переместить опорный элемент на границу двух подмассивов
return i; // Вернуть индекс опорного элемента
}
/* Быстрая сортировка */
quickSort(nums, left, right) {
// Завершить рекурсию, когда длина подмассива равна 1
if (left >= right) return;
// Разбиение с опорными указателями
const pivot = this.partition(nums, left, right);
// Рекурсивно обработать левый и правый подмассивы
this.quickSort(nums, left, pivot - 1);
this.quickSort(nums, pivot + 1, right);
}
}
/* Класс быстрой сортировки (оптимизация глубины рекурсии) */
class QuickSortTailCall {
/* Обмен элементов */
swap(nums, i, j) {
let tmp = nums[i];
nums[i] = nums[j];
nums[j] = tmp;
}
/* Разбиение с опорными указателями */
partition(nums, left, right) {
// Взять nums[left] в качестве опорного элемента
let i = left,
j = right;
while (i < j) {
while (i < j && nums[j] >= nums[left]) j--; // Идти справа налево в поисках первого элемента меньше опорного
while (i < j && nums[i] <= nums[left]) i++; // Идти слева направо в поисках первого элемента больше опорного
this.swap(nums, i, j); // Поменять эти два элемента местами
}
this.swap(nums, i, left); // Переместить опорный элемент на границу двух подмассивов
return i; // Вернуть индекс опорного элемента
}
/* Быстрая сортировка (оптимизация глубины рекурсии) */
quickSort(nums, left, right) {
// Завершить, когда длина подмассива равна 1
while (left < right) {
// Операция разбиения с опорными указателями
let pivot = this.partition(nums, left, right);
// Выполнить быструю сортировку для более короткого из двух подмассивов
if (pivot - left < right - pivot) {
this.quickSort(nums, left, pivot - 1); // Рекурсивно отсортировать левый подмассив
left = pivot + 1; // Оставшийся неотсортированный диапазон: [pivot + 1, right]
} else {
this.quickSort(nums, pivot + 1, right); // Рекурсивно отсортировать правый подмассив
right = pivot - 1; // Оставшийся неотсортированный диапазон: [left, pivot - 1]
}
}
}
}
/* Driver Code */
/* Быстрая сортировка */
const nums = [2, 4, 1, 0, 3, 5];
const quickSort = new QuickSort();
quickSort.quickSort(nums, 0, nums.length - 1);
console.log('После быстрой сортировки nums =', nums);
/* Быстрая сортировка (оптимизация медианным опорным элементом) */
const nums1 = [2, 4, 1, 0, 3, 5];
const quickSortMedian = new QuickSortMedian();
quickSortMedian.quickSort(nums1, 0, nums1.length - 1);
console.log('После быстрой сортировки (оптимизация медианным опорным элементом) nums =', nums1);
/* Быстрая сортировка (оптимизация глубины рекурсии) */
const nums2 = [2, 4, 1, 0, 3, 5];
const quickSortTailCall = new QuickSortTailCall();
quickSortTailCall.quickSort(nums2, 0, nums2.length - 1);
console.log('После быстрой сортировки (оптимизация глубины рекурсии) nums =', nums2);

View File

@@ -0,0 +1,61 @@
/**
* File: radix_sort.js
* Created Time: 2023-04-08
* Author: Justin (xiefahit@gmail.com)
*/
/* Получить k-й разряд элемента num, где exp = 10^(k-1) */
function digit(num, exp) {
// Передача exp вместо k позволяет избежать повторного дорогостоящего вычисления степени
return Math.floor(num / exp) % 10;
}
/* Сортировка подсчетом (сортировка по k-му разряду nums) */
function countingSortDigit(nums, exp) {
// Разряды десятичной системы лежат в диапазоне 0~9, поэтому нужен массив корзин длины 10
const counter = new Array(10).fill(0);
const n = nums.length;
// Подсчитать число появлений каждой цифры от 0 до 9
for (let i = 0; i < n; i++) {
const d = digit(nums[i], exp); // Получить k-й разряд nums[i], обозначив его как d
counter[d]++; // Подсчитать число появлений цифры d
}
// Вычислить префиксные суммы и преобразовать «число появлений» в «индекс массива»
for (let i = 1; i < 10; i++) {
counter[i] += counter[i - 1];
}
// Выполняя обратный проход, заполнить res элементами по статистике в корзинах
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; // Получить индекс j цифры d в массиве
res[j] = nums[i]; // Поместить текущий элемент по индексу j
counter[d]--; // Уменьшить количество d на 1
}
// Перезаписать исходный массив nums результатом
for (let i = 0; i < n; i++) {
nums[i] = res[i];
}
}
/* Поразрядная сортировка */
function radixSort(nums) {
// Получить максимальный элемент массива, чтобы определить максимальное число разрядов
let m = Math.max(... nums);
// Проходить разряды от младшего к старшему
for (let exp = 1; exp <= m; exp *= 10) {
// Выполнить сортировку подсчетом по k-му разряду элементов массива
// k = 1 -> exp = 1
// k = 2 -> exp = 10
// то есть exp = 10^(k-1)
countingSortDigit(nums, exp);
}
}
/* Driver Code */
const nums = [
10546151, 35663510, 42865989, 34862445, 81883077, 88906420, 72429244,
30524779, 82060337, 63832996,
];
radixSort(nums);
console.log('После поразрядной сортировки nums =', nums);

View File

@@ -0,0 +1,27 @@
/**
* File: selection_sort.js
* Created Time: 2023-06-04
* Author: Justin (xiefahit@gmail.com)
*/
/* Сортировка выбором */
function selectionSort(nums) {
let n = nums.length;
// Внешний цикл: неотсортированный диапазон [i, n-1]
for (let i = 0; i < n - 1; i++) {
// Внутренний цикл: найти минимальный элемент в неотсортированном диапазоне
let k = i;
for (let j = i + 1; j < n; j++) {
if (nums[j] < nums[k]) {
k = j; // Записать индекс минимального элемента
}
}
// Поменять этот минимальный элемент местами с первым элементом неотсортированного диапазона
[nums[i], nums[k]] = [nums[k], nums[i]];
}
}
/* Driver Code */
const nums = [4, 1, 3, 1, 5, 2];
selectionSort(nums);
console.log('После сортировки выбором nums =', nums);

View File

@@ -0,0 +1,156 @@
/**
* File: array_deque.js
* Created Time: 2023-02-28
* Author: Zhuo Qinyue (1403450829@qq.com)
*/
/* Двусторонняя очередь на основе кольцевого массива */
class ArrayDeque {
#nums; // Массив для хранения элементов двусторонней очереди
#front; // Указатель head, указывающий на первый элемент очереди
#queSize; // Длина двусторонней очереди
/* Конструктор */
constructor(capacity) {
this.#nums = new Array(capacity);
this.#front = 0;
this.#queSize = 0;
}
/* Получить вместимость двусторонней очереди */
capacity() {
return this.#nums.length;
}
/* Получение длины двусторонней очереди */
size() {
return this.#queSize;
}
/* Проверка, пуста ли двусторонняя очередь */
isEmpty() {
return this.#queSize === 0;
}
/* Вычислить индекс в кольцевом массиве */
index(i) {
// С помощью операции взятия по модулю соединить начало и конец массива
// Когда i выходит за конец массива, он возвращается в начало
// Когда i выходит за начало массива, он возвращается в конец
return (i + this.capacity()) % this.capacity();
}
/* Добавление в голову очереди */
pushFirst(num) {
if (this.#queSize === this.capacity()) {
console.log('Двусторонняя очередь заполнена');
return;
}
// Указатель головы сдвигается на одну позицию влево
// С помощью операции взятия по модулю front после выхода за начало массива возвращается в хвост
this.#front = this.index(this.#front - 1);
// Добавить num в голову очереди
this.#nums[this.#front] = num;
this.#queSize++;
}
/* Добавление в хвост очереди */
pushLast(num) {
if (this.#queSize === this.capacity()) {
console.log('Двусторонняя очередь заполнена');
return;
}
// Вычислить указатель хвоста, указывающий на индекс хвоста + 1
const rear = this.index(this.#front + this.#queSize);
// Добавить num в хвост очереди
this.#nums[rear] = num;
this.#queSize++;
}
/* Извлечение из головы очереди */
popFirst() {
const num = this.peekFirst();
// Указатель головы сдвигается на одну позицию назад
this.#front = this.index(this.#front + 1);
this.#queSize--;
return num;
}
/* Извлечение из хвоста очереди */
popLast() {
const num = this.peekLast();
this.#queSize--;
return num;
}
/* Доступ к элементу в начале очереди */
peekFirst() {
if (this.isEmpty()) throw new Error('The Deque Is Empty.');
return this.#nums[this.#front];
}
/* Доступ к элементу в конце очереди */
peekLast() {
if (this.isEmpty()) throw new Error('The Deque Is Empty.');
// Вычислить индекс хвостового элемента
const last = this.index(this.#front + this.#queSize - 1);
return this.#nums[last];
}
/* Вернуть массив для вывода */
toArray() {
// Преобразовывать только элементы списка в пределах фактической длины
const res = [];
for (let i = 0, j = this.#front; i < this.#queSize; i++, j++) {
res[i] = this.#nums[this.index(j)];
}
return res;
}
}
/* Driver Code */
/* Инициализация двусторонней очереди */
const capacity = 5;
const deque = new ArrayDeque(capacity);
deque.pushLast(3);
deque.pushLast(2);
deque.pushLast(5);
console.log('Двусторонняя очередь deque = [' + deque.toArray() + ']');
/* Доступ к элементу */
const peekFirst = deque.peekFirst();
console.log('Первый элемент peekFirst = ' + peekFirst);
const peekLast = deque.peekLast();
console.log('Последний элемент peekLast = ' + peekLast);
/* Добавление элемента в очередь */
deque.pushLast(4);
console.log('После добавления элемента 4 в хвост deque = [' + deque.toArray() + ']');
deque.pushFirst(1);
console.log('После добавления элемента 1 в голову deque = [' + deque.toArray() + ']');
/* Извлечение элемента из очереди */
const popLast = deque.popLast();
console.log(
'Извлеченный из хвоста элемент = ' +
popLast +
', deque после извлечения из хвоста = [' +
deque.toArray() +
']'
);
const popFirst = deque.popFirst();
console.log(
'Извлеченный из головы элемент = ' +
popFirst +
', deque после извлечения из головы = [' +
deque.toArray() +
']'
);
/* Получение длины двусторонней очереди */
const size = deque.size();
console.log('Длина двусторонней очереди size = ' + size);
/* Проверка, пуста ли двусторонняя очередь */
const isEmpty = deque.isEmpty();
console.log('Пуста ли двусторонняя очередь = ' + isEmpty);

View File

@@ -0,0 +1,106 @@
/**
* File: array_queue.js
* Created Time: 2022-12-13
* Author: S-N-O-R-L-A-X (snorlax.xu@outlook.com)
*/
/* Очередь на основе кольцевого массива */
class ArrayQueue {
#nums; // Массив для хранения элементов очереди
#front = 0; // Указатель head, указывающий на первый элемент очереди
#queSize = 0; // Длина очереди
constructor(capacity) {
this.#nums = new Array(capacity);
}
/* Получить вместимость очереди */
get capacity() {
return this.#nums.length;
}
/* Получение длины очереди */
get size() {
return this.#queSize;
}
/* Проверка, пуста ли очередь */
isEmpty() {
return this.#queSize === 0;
}
/* Поместить в очередь */
push(num) {
if (this.size === this.capacity) {
console.log('Очередь заполнена');
return;
}
// Вычислить указатель хвоста, указывающий на индекс хвоста + 1
// С помощью операции взятия по модулю вернуть rear к началу после выхода за конец массива
const rear = (this.#front + this.size) % this.capacity;
// Добавить num в хвост очереди
this.#nums[rear] = num;
this.#queSize++;
}
/* Извлечь из очереди */
pop() {
const num = this.peek();
// Указатель head сдвигается на одну позицию назад; если он выходит за конец, то возвращается в начало массива
this.#front = (this.#front + 1) % this.capacity;
this.#queSize--;
return num;
}
/* Доступ к элементу в начале очереди */
peek() {
if (this.isEmpty()) throw new Error('очередь пуста');
return this.#nums[this.#front];
}
/* Вернуть Array */
toArray() {
// Преобразовывать только элементы списка в пределах фактической длины
const arr = new Array(this.size);
for (let i = 0, j = this.#front; i < this.size; i++, j++) {
arr[i] = this.#nums[j % this.capacity];
}
return arr;
}
}
/* Driver Code */
/* Инициализация очереди */
const capacity = 10;
const queue = new ArrayQueue(capacity);
/* Добавление элемента в очередь */
queue.push(1);
queue.push(3);
queue.push(2);
queue.push(5);
queue.push(4);
console.log('Очередь queue =', queue.toArray());
/* Доступ к элементу в начале очереди */
const peek = queue.peek();
console.log('Первый элемент peek = ' + peek);
/* Извлечение элемента из очереди */
const pop = queue.pop();
console.log('Извлеченный элемент pop = ' + pop + ', queue после извлечения =', queue.toArray());
/* Получение длины очереди */
const size = queue.size;
console.log('Длина очереди size = ' + size);
/* Проверка, пуста ли очередь */
const isEmpty = queue.isEmpty();
console.log('Пуста ли очередь = ' + isEmpty);
/* Проверка кольцевого массива */
for (let i = 0; i < 10; i++) {
queue.push(i);
queue.pop();
console.log('После ' + i + '-го раунда операций enqueue и dequeue queue =', queue.toArray());
}

View File

@@ -0,0 +1,75 @@
/**
* File: array_stack.js
* Created Time: 2022-12-09
* Author: S-N-O-R-L-A-X (snorlax.xu@outlook.com)
*/
/* Стек на основе массива */
class ArrayStack {
#stack;
constructor() {
this.#stack = [];
}
/* Получение длины стека */
get size() {
return this.#stack.length;
}
/* Проверка, пуст ли стек */
isEmpty() {
return this.#stack.length === 0;
}
/* Поместить в стек */
push(num) {
this.#stack.push(num);
}
/* Извлечь из стека */
pop() {
if (this.isEmpty()) throw new Error('стек пуст');
return this.#stack.pop();
}
/* Доступ к верхнему элементу стека */
top() {
if (this.isEmpty()) throw new Error('стек пуст');
return this.#stack[this.#stack.length - 1];
}
/* Вернуть Array */
toArray() {
return this.#stack;
}
}
/* Driver Code */
/* Инициализация стека */
const stack = new ArrayStack();
/* Помещение элемента в стек */
stack.push(1);
stack.push(3);
stack.push(2);
stack.push(5);
stack.push(4);
console.log('Стек stack = ');
console.log(stack.toArray());
/* Доступ к верхнему элементу стека */
const top = stack.top();
console.log('Верхний элемент top = ' + top);
/* Извлечение элемента из стека */
const pop = stack.pop();
console.log('Извлеченный элемент pop = ' + pop + ', stack после извлечения = ');
console.log(stack.toArray());
/* Получение длины стека */
const size = stack.size;
console.log('Длина стека size = ' + size);
/* Проверка на пустоту */
const isEmpty = stack.isEmpty();
console.log('Пуст ли стек = ' + isEmpty);

View File

@@ -0,0 +1,44 @@
/**
* File: deque.js
* Created Time: 2023-01-17
* Author: Zhuo Qinyue (1403450829@qq.com)
*/
/* Driver Code */
/* Инициализация двусторонней очереди */
// В JavaScript нет встроенной двусторонней очереди, поэтому Array можно использовать как двустороннюю очередь
const deque = [];
/* Добавление элемента в очередь */
deque.push(2);
deque.push(5);
deque.push(4);
// Обратите внимание: поскольку используется массив, временная сложность метода unshift() равна O(n)
deque.unshift(3);
deque.unshift(1);
console.log('Двусторонняя очередь deque = ', deque);
/* Доступ к элементу */
const peekFirst = deque[0];
console.log('Первый элемент peekFirst = ' + peekFirst);
const peekLast = deque[deque.length - 1];
console.log('Последний элемент peekLast = ' + peekLast);
/* Извлечение элемента из очереди */
// Обратите внимание: поскольку используется массив, временная сложность метода shift() равна O(n)
const popFront = deque.shift();
console.log(
'Извлеченный из головы элемент popFront = ' + popFront + ', deque после извлечения из головы = ' + deque
);
const popBack = deque.pop();
console.log(
'Извлеченный из хвоста элемент popBack = ' + popBack + ', deque после извлечения из хвоста = ' + deque
);
/* Получение длины двусторонней очереди */
const size = deque.length;
console.log('Длина двусторонней очереди size = ' + size);
/* Проверка, пуста ли двусторонняя очередь */
const isEmpty = size === 0;
console.log('Пуста ли двусторонняя очередь = ' + isEmpty);

View File

@@ -0,0 +1,167 @@
/**
* File: linkedlist_deque.js
* Created Time: 2023-02-04
* Author: Zhuo Qinyue (1403450829@qq.com)
*/
/* Узел двусвязного списка */
class ListNode {
prev; // Ссылка на узел-предшественник (указатель)
next; // Ссылка на узел-преемник (указатель)
val; // Значение узла
constructor(val) {
this.val = val;
this.next = null;
this.prev = null;
}
}
/* Двусторонняя очередь на основе двусвязного списка */
class LinkedListDeque {
#front; // Головной узел front
#rear; // Хвостовой узел rear
#queSize; // Длина двусторонней очереди
constructor() {
this.#front = null;
this.#rear = null;
this.#queSize = 0;
}
/* Операция добавления в хвост очереди */
pushLast(val) {
const node = new ListNode(val);
// Если связный список пуст, сделать так, чтобы и front, и rear указывали на node
if (this.#queSize === 0) {
this.#front = node;
this.#rear = node;
} else {
// Добавить node в хвост списка
this.#rear.next = node;
node.prev = this.#rear;
this.#rear = node; // Обновить хвостовой узел
}
this.#queSize++;
}
/* Операция добавления в голову очереди */
pushFirst(val) {
const node = new ListNode(val);
// Если связный список пуст, сделать так, чтобы и front, и rear указывали на node
if (this.#queSize === 0) {
this.#front = node;
this.#rear = node;
} else {
// Добавить node в голову списка
this.#front.prev = node;
node.next = this.#front;
this.#front = node; // Обновить головной узел
}
this.#queSize++;
}
/* Операция извлечения из хвоста очереди */
popLast() {
if (this.#queSize === 0) {
return null;
}
const value = this.#rear.val; // Сохранить значение хвостового узла
// Удалить хвостовой узел
let temp = this.#rear.prev;
if (temp !== null) {
temp.next = null;
this.#rear.prev = null;
}
this.#rear = temp; // Обновить хвостовой узел
this.#queSize--;
return value;
}
/* Операция извлечения из головы очереди */
popFirst() {
if (this.#queSize === 0) {
return null;
}
const value = this.#front.val; // Сохранить значение хвостового узла
// Удалить головной узел
let temp = this.#front.next;
if (temp !== null) {
temp.prev = null;
this.#front.next = null;
}
this.#front = temp; // Обновить головной узел
this.#queSize--;
return value;
}
/* Доступ к элементу в конце очереди */
peekLast() {
return this.#queSize === 0 ? null : this.#rear.val;
}
/* Доступ к элементу в начале очереди */
peekFirst() {
return this.#queSize === 0 ? null : this.#front.val;
}
/* Получение длины двусторонней очереди */
size() {
return this.#queSize;
}
/* Проверка, пуста ли двусторонняя очередь */
isEmpty() {
return this.#queSize === 0;
}
/* Вывести двустороннюю очередь */
print() {
const arr = [];
let temp = this.#front;
while (temp !== null) {
arr.push(temp.val);
temp = temp.next;
}
console.log('[' + arr.join(', ') + ']');
}
}
/* Driver Code */
/* Инициализация двусторонней очереди */
const linkedListDeque = new LinkedListDeque();
linkedListDeque.pushLast(3);
linkedListDeque.pushLast(2);
linkedListDeque.pushLast(5);
console.log('Двусторонняя очередь linkedListDeque = ');
linkedListDeque.print();
/* Доступ к элементу */
const peekFirst = linkedListDeque.peekFirst();
console.log('Первый элемент peekFirst = ' + peekFirst);
const peekLast = linkedListDeque.peekLast();
console.log('Последний элемент peekLast = ' + peekLast);
/* Добавление элемента в очередь */
linkedListDeque.pushLast(4);
console.log('После добавления элемента 4 в хвост linkedListDeque = ');
linkedListDeque.print();
linkedListDeque.pushFirst(1);
console.log('После добавления элемента 1 в голову linkedListDeque = ');
linkedListDeque.print();
/* Извлечение элемента из очереди */
const popLast = linkedListDeque.popLast();
console.log('Извлеченный из хвоста элемент = ' + popLast + ', linkedListDeque после извлечения из хвоста = ');
linkedListDeque.print();
const popFirst = linkedListDeque.popFirst();
console.log('Извлеченный из головы элемент = ' + popFirst + ', linkedListDeque после извлечения из головы = ');
linkedListDeque.print();
/* Получение длины двусторонней очереди */
const size = linkedListDeque.size();
console.log('Длина двусторонней очереди size = ' + size);
/* Проверка, пуста ли двусторонняя очередь */
const isEmpty = linkedListDeque.isEmpty();
console.log('Пуста ли двусторонняя очередь = ' + isEmpty);

View File

@@ -0,0 +1,99 @@
/**
* File: linkedlist_queue.js
* Created Time: 2022-12-20
* Author: S-N-O-R-L-A-X (snorlax.xu@outlook.com)
*/
const { ListNode } = require('../modules/ListNode');
/* Очередь на основе связного списка */
class LinkedListQueue {
#front; // Головной узел #front
#rear; // Хвостовой узел #rear
#queSize = 0;
constructor() {
this.#front = null;
this.#rear = null;
}
/* Получение длины очереди */
get size() {
return this.#queSize;
}
/* Проверка, пуста ли очередь */
isEmpty() {
return this.size === 0;
}
/* Поместить в очередь */
push(num) {
// Добавить num после хвостового узла
const node = new ListNode(num);
// Если очередь пуста, сделать так, чтобы и head, и tail указывали на этот узел
if (!this.#front) {
this.#front = node;
this.#rear = node;
// Если очередь не пуста, добавить этот узел после хвостового узла
} else {
this.#rear.next = node;
this.#rear = node;
}
this.#queSize++;
}
/* Извлечь из очереди */
pop() {
const num = this.peek();
// Удалить головной узел
this.#front = this.#front.next;
this.#queSize--;
return num;
}
/* Доступ к элементу в начале очереди */
peek() {
if (this.size === 0) throw new Error('очередь пуста');
return this.#front.val;
}
/* Преобразовать связный список в Array и вернуть */
toArray() {
let node = this.#front;
const res = new Array(this.size);
for (let i = 0; i < res.length; i++) {
res[i] = node.val;
node = node.next;
}
return res;
}
}
/* Driver Code */
/* Инициализация очереди */
const queue = new LinkedListQueue();
/* Добавление элемента в очередь */
queue.push(1);
queue.push(3);
queue.push(2);
queue.push(5);
queue.push(4);
console.log('Очередь queue = ' + queue.toArray());
/* Доступ к элементу в начале очереди */
const peek = queue.peek();
console.log('Первый элемент peek = ' + peek);
/* Извлечение элемента из очереди */
const pop = queue.pop();
console.log('Извлеченный элемент pop = ' + pop + ', queue после извлечения = ' + queue.toArray());
/* Получение длины очереди */
const size = queue.size;
console.log('Длина очереди size = ' + size);
/* Проверка, пуста ли очередь */
const isEmpty = queue.isEmpty();
console.log('Пуста ли очередь = ' + isEmpty);

View File

@@ -0,0 +1,88 @@
/**
* File: linkedlist_stack.js
* Created Time: 2022-12-22
* Author: S-N-O-R-L-A-X (snorlax.xu@outlook.com)
*/
const { ListNode } = require('../modules/ListNode');
/* Стек на основе связного списка */
class LinkedListStack {
#stackPeek; // Использовать головной узел как вершину стека
#stkSize = 0; // Длина стека
constructor() {
this.#stackPeek = null;
}
/* Получение длины стека */
get size() {
return this.#stkSize;
}
/* Проверка, пуст ли стек */
isEmpty() {
return this.size === 0;
}
/* Поместить в стек */
push(num) {
const node = new ListNode(num);
node.next = this.#stackPeek;
this.#stackPeek = node;
this.#stkSize++;
}
/* Извлечь из стека */
pop() {
const num = this.peek();
this.#stackPeek = this.#stackPeek.next;
this.#stkSize--;
return num;
}
/* Доступ к верхнему элементу стека */
peek() {
if (!this.#stackPeek) throw new Error('стек пуст');
return this.#stackPeek.val;
}
/* Преобразовать связный список в Array и вернуть */
toArray() {
let node = this.#stackPeek;
const res = new Array(this.size);
for (let i = res.length - 1; i >= 0; i--) {
res[i] = node.val;
node = node.next;
}
return res;
}
}
/* Driver Code */
/* Инициализация стека */
const stack = new LinkedListStack();
/* Помещение элемента в стек */
stack.push(1);
stack.push(3);
stack.push(2);
stack.push(5);
stack.push(4);
console.log('Стек stack = ' + stack.toArray());
/* Доступ к верхнему элементу стека */
const peek = stack.peek();
console.log('Верхний элемент peek = ' + peek);
/* Извлечение элемента из стека */
const pop = stack.pop();
console.log('Извлеченный элемент pop = ' + pop + ', stack после извлечения = ' + stack.toArray());
/* Получение длины стека */
const size = stack.size;
console.log('Длина стека size = ' + size);
/* Проверка на пустоту */
const isEmpty = stack.isEmpty();
console.log('Пуст ли стек = ' + isEmpty);

View File

@@ -0,0 +1,35 @@
/**
* File: queue.js
* Created Time: 2022-12-05
* Author: S-N-O-R-L-A-X (snorlax.xu@outlook.com)
*/
/* Driver Code */
/* Инициализация очереди */
// В JavaScript нет встроенной очереди, поэтому Array можно использовать как очередь
const queue = [];
/* Добавление элемента в очередь */
queue.push(1);
queue.push(3);
queue.push(2);
queue.push(5);
queue.push(4);
console.log('Очередь queue =', queue);
/* Доступ к элементу в начале очереди */
const peek = queue[0];
console.log('Первый элемент peek =', peek);
/* Извлечение элемента из очереди */
// В основе лежит массив, поэтому временная сложность метода shift() равна O(n)
const pop = queue.shift();
console.log('Извлеченный элемент pop =', pop, ', queue после извлечения = ', queue);
/* Получение длины очереди */
const size = queue.length;
console.log('Длина очереди size =', size);
/* Проверка, пуста ли очередь */
const isEmpty = queue.length === 0;
console.log('Пуста ли очередь = ', isEmpty);

View File

@@ -0,0 +1,35 @@
/**
* File: stack.js
* Created Time: 2022-12-04
* Author: S-N-O-R-L-A-X (snorlax.xu@outlook.com)
*/
/* Driver Code */
/* Инициализация стека */
// В JavaScript нет встроенного класса стека, поэтому Array можно использовать как стек
const stack = [];
/* Помещение элемента в стек */
stack.push(1);
stack.push(3);
stack.push(2);
stack.push(5);
stack.push(4);
console.log('Стек stack =', stack);
/* Доступ к верхнему элементу стека */
const peek = stack[stack.length - 1];
console.log('Верхний элемент peek =', peek);
/* Извлечение элемента из стека */
const pop = stack.pop();
console.log('Извлеченный элемент pop =', pop);
console.log('stack после извлечения =', stack);
/* Получение длины стека */
const size = stack.length;
console.log('Длина стека size =', size);
/* Проверка на пустоту */
const isEmpty = stack.length === 0;
console.log('Пуст ли стек =', isEmpty);

View File

@@ -0,0 +1,147 @@
/**
* File: array_binary_tree.js
* Created Time: 2023-08-06
* Author: yuan0221 (yl1452491917@gmail.com)
*/
const { arrToTree } = require('../modules/TreeNode');
const { printTree } = require('../modules/PrintUtil');
/* Класс двоичного дерева в массивном представлении */
class ArrayBinaryTree {
#tree;
/* Конструктор */
constructor(arr) {
this.#tree = arr;
}
/* Вместимость списка */
size() {
return this.#tree.length;
}
/* Получить значение узла с индексом i */
val(i) {
// Если индекс выходит за границы, вернуть null, обозначающий пустую позицию
if (i < 0 || i >= this.size()) return null;
return this.#tree[i];
}
/* Получить индекс левого дочернего узла узла с индексом i */
left(i) {
return 2 * i + 1;
}
/* Получить индекс правого дочернего узла узла с индексом i */
right(i) {
return 2 * i + 2;
}
/* Получить индекс родительского узла узла с индексом i */
parent(i) {
return Math.floor((i - 1) / 2); // Округление вниз при делении
}
/* Обход в ширину */
levelOrder() {
let res = [];
// Непосредственно обходить массив
for (let i = 0; i < this.size(); i++) {
if (this.val(i) !== null) res.push(this.val(i));
}
return res;
}
/* Обход в глубину */
#dfs(i, order, res) {
// Если это пустая позиция, вернуть
if (this.val(i) === null) return;
// Предварительный обход
if (order === 'pre') res.push(this.val(i));
this.#dfs(this.left(i), order, res);
// Симметричный обход
if (order === 'in') res.push(this.val(i));
this.#dfs(this.right(i), order, res);
// Обратный обход
if (order === 'post') res.push(this.val(i));
}
/* Предварительный обход */
preOrder() {
const res = [];
this.#dfs(0, 'pre', res);
return res;
}
/* Симметричный обход */
inOrder() {
const res = [];
this.#dfs(0, 'in', res);
return res;
}
/* Обратный обход */
postOrder() {
const res = [];
this.#dfs(0, 'post', res);
return res;
}
}
/* Driver Code */
// Инициализировать двоичное дерево
// Здесь используется функция, напрямую строящая двоичное дерево из массива
const arr = Array.of(
1,
2,
3,
4,
null,
6,
7,
8,
9,
null,
null,
12,
null,
null,
15
);
const root = arrToTree(arr);
console.log('\nИнициализация двоичного дерева\n');
console.log('Массивное представление двоичного дерева:');
console.log(arr);
console.log('Связное представление двоичного дерева:');
printTree(root);
// Класс двоичного дерева в массивном представлении
const abt = new ArrayBinaryTree(arr);
// Доступ к узлу
const i = 1;
const l = abt.left(i);
const r = abt.right(i);
const p = abt.parent(i);
console.log('\nТекущий узел: индекс = ' + i + ', значение = ' + abt.val(i));
console.log(
'Индекс левого дочернего узла = ' + l + ', значение = ' + (l === null ? 'null' : abt.val(l))
);
console.log(
'Индекс правого дочернего узла = ' + r + ', значение = ' + (r === null ? 'null' : abt.val(r))
);
console.log(
'Индекс родительского узла = ' + p + ', значение = ' + (p === null ? 'null' : abt.val(p))
);
// Обходить дерево
let res = abt.levelOrder();
console.log('\nОбход в ширину: ' + res);
res = abt.preOrder();
console.log('Предварительный обход: ' + res);
res = abt.inOrder();
console.log('Симметричный обход: ' + res);
res = abt.postOrder();
console.log('Обратный обход: ' + res);

View File

@@ -0,0 +1,208 @@
/**
* File: avl_tree.js
* Created Time: 2023-02-05
* Author: what-is-me (whatisme@outlook.jp)
*/
const { TreeNode } = require('../modules/TreeNode');
const { printTree } = require('../modules/PrintUtil');
/* AVL-дерево */
class AVLTree {
/* Конструктор */
constructor() {
this.root = null; // Корневой узел
}
/* Получить высоту узла */
height(node) {
// Высота пустого узла равна -1, высота листового узла равна 0
return node === null ? -1 : node.height;
}
/* Обновить высоту узла */
#updateHeight(node) {
// Высота узла равна высоте более высокого поддерева + 1
node.height =
Math.max(this.height(node.left), this.height(node.right)) + 1;
}
/* Получить коэффициент баланса */
balanceFactor(node) {
// Коэффициент баланса пустого узла равен 0
if (node === null) return 0;
// Коэффициент баланса узла = высота левого поддерева - высота правого поддерева
return this.height(node.left) - this.height(node.right);
}
/* Операция правого вращения */
#rightRotate(node) {
const child = node.left;
const grandChild = child.right;
// Выполнить правое вращение узла node вокруг child
child.right = node;
node.left = grandChild;
// Обновить высоту узла
this.#updateHeight(node);
this.#updateHeight(child);
// Вернуть корневой узел поддерева после вращения
return child;
}
/* Операция левого вращения */
#leftRotate(node) {
const child = node.right;
const grandChild = child.left;
// Выполнить левое вращение узла node вокруг child
child.left = node;
node.right = grandChild;
// Обновить высоту узла
this.#updateHeight(node);
this.#updateHeight(child);
// Вернуть корневой узел поддерева после вращения
return child;
}
/* Выполнить вращение, чтобы снова сбалансировать поддерево */
#rotate(node) {
// Получить коэффициент баланса узла node
const balanceFactor = this.balanceFactor(node);
// Левосторонне перекошенное дерево
if (balanceFactor > 1) {
if (this.balanceFactor(node.left) >= 0) {
// Правое вращение
return this.#rightRotate(node);
} else {
// Сначала левое вращение, затем правое
node.left = this.#leftRotate(node.left);
return this.#rightRotate(node);
}
}
// Правосторонне перекошенное дерево
if (balanceFactor < -1) {
if (this.balanceFactor(node.right) <= 0) {
// Левое вращение
return this.#leftRotate(node);
} else {
// Сначала правое вращение, затем левое
node.right = this.#rightRotate(node.right);
return this.#leftRotate(node);
}
}
// Дерево сбалансировано, вращение не требуется, вернуть сразу
return node;
}
/* Вставка узла */
insert(val) {
this.root = this.#insertHelper(this.root, val);
}
/* Рекурсивная вставка узла (вспомогательный метод) */
#insertHelper(node, val) {
if (node === null) return new TreeNode(val);
/* 1. Найти позицию вставки и вставить узел */
if (val < node.val) node.left = this.#insertHelper(node.left, val);
else if (val > node.val)
node.right = this.#insertHelper(node.right, val);
else return node; // Повторяющийся узел не вставлять, сразу вернуть
this.#updateHeight(node); // Обновить высоту узла
/* 2. Выполнить вращение, чтобы снова сбалансировать поддерево */
node = this.#rotate(node);
// Вернуть корневой узел поддерева
return node;
}
/* Удаление узла */
remove(val) {
this.root = this.#removeHelper(this.root, val);
}
/* Рекурсивное удаление узла (вспомогательный метод) */
#removeHelper(node, val) {
if (node === null) return null;
/* 1. Найти узел и удалить его */
if (val < node.val) node.left = this.#removeHelper(node.left, val);
else if (val > node.val)
node.right = this.#removeHelper(node.right, val);
else {
if (node.left === null || node.right === null) {
const child = node.left !== null ? node.left : node.right;
// Число дочерних узлов = 0, удалить node и сразу вернуть
if (child === null) return null;
// Число дочерних узлов = 1, удалить node напрямую
else node = child;
} else {
// Число дочерних узлов = 2, удалить следующий по симметричному обходу узел и заменить им текущий узел
let temp = node.right;
while (temp.left !== null) {
temp = temp.left;
}
node.right = this.#removeHelper(node.right, temp.val);
node.val = temp.val;
}
}
this.#updateHeight(node); // Обновить высоту узла
/* 2. Выполнить вращение, чтобы снова сбалансировать поддерево */
node = this.#rotate(node);
// Вернуть корневой узел поддерева
return node;
}
/* Поиск узла */
search(val) {
let cur = this.root;
// Искать в цикле и выйти после прохода за листовой узел
while (cur !== null) {
// Целевой узел находится в правом поддереве cur
if (cur.val < val) cur = cur.right;
// Целевой узел находится в левом поддереве cur
else if (cur.val > val) cur = cur.left;
// Найти целевой узел и выйти из цикла
else break;
}
// Вернуть целевой узел
return cur;
}
}
function testInsert(tree, val) {
tree.insert(val);
console.log('\nПосле вставки узла ' + val + ' AVL-дерево имеет вид');
printTree(tree.root);
}
function testRemove(tree, val) {
tree.remove(val);
console.log('\nПосле удаления узла ' + val + ' AVL-дерево имеет вид');
printTree(tree.root);
}
/* Driver Code */
/* Инициализация пустого AVL-дерева */
const avlTree = new AVLTree();
/* Вставка узла */
// Обратите внимание, как AVL-дерево сохраняет баланс после вставки узла
testInsert(avlTree, 1);
testInsert(avlTree, 2);
testInsert(avlTree, 3);
testInsert(avlTree, 4);
testInsert(avlTree, 5);
testInsert(avlTree, 8);
testInsert(avlTree, 7);
testInsert(avlTree, 9);
testInsert(avlTree, 10);
testInsert(avlTree, 6);
/* Вставка повторяющегося узла */
testInsert(avlTree, 7);
/* Удаление узла */
// Обратите внимание, как AVL-дерево сохраняет баланс после удаления узла
testRemove(avlTree, 8); // Удаление узла степени 0
testRemove(avlTree, 5); // Удаление узла степени 1
testRemove(avlTree, 4); // Удаление узла степени 2
/* Поиск узла */
const node = avlTree.search(7);
console.log('\nНайденный объект узла =', node, ', значение узла = ' + node.val);

View File

@@ -0,0 +1,139 @@
/**
* File: binary_search_tree.js
* Created Time: 2022-12-04
* Author: IsChristina (christinaxia77@foxmail.com)
*/
const { TreeNode } = require('../modules/TreeNode');
const { printTree } = require('../modules/PrintUtil');
/* Двоичное дерево поиска */
class BinarySearchTree {
/* Конструктор */
constructor() {
// Инициализировать пустое дерево
this.root = null;
}
/* Получить корневой узел двоичного дерева */
getRoot() {
return this.root;
}
/* Поиск узла */
search(num) {
let cur = this.root;
// Искать в цикле и выйти после прохода за листовой узел
while (cur !== null) {
// Целевой узел находится в правом поддереве cur
if (cur.val < num) cur = cur.right;
// Целевой узел находится в левом поддереве cur
else if (cur.val > num) cur = cur.left;
// Найти целевой узел и выйти из цикла
else break;
}
// Вернуть целевой узел
return cur;
}
/* Вставка узла */
insert(num) {
// Если дерево пусто, инициализировать корневой узел
if (this.root === null) {
this.root = new TreeNode(num);
return;
}
let cur = this.root,
pre = null;
// Искать в цикле и выйти после прохода за листовой узел
while (cur !== null) {
// Найти повторяющийся узел и сразу вернуть
if (cur.val === num) return;
pre = cur;
// Позиция вставки находится в правом поддереве cur
if (cur.val < num) cur = cur.right;
// Позиция вставки находится в левом поддереве cur
else cur = cur.left;
}
// Вставка узла
const node = new TreeNode(num);
if (pre.val < num) pre.right = node;
else pre.left = node;
}
/* Удаление узла */
remove(num) {
// Если дерево пусто, сразу вернуть
if (this.root === null) return;
let cur = this.root,
pre = null;
// Искать в цикле и выйти после прохода за листовой узел
while (cur !== null) {
// Найти узел для удаления и выйти из цикла
if (cur.val === num) break;
pre = cur;
// Узел для удаления находится в правом поддереве cur
if (cur.val < num) cur = cur.right;
// Узел для удаления находится в левом поддереве cur
else cur = cur.left;
}
// Если узел для удаления отсутствует, сразу вернуть
if (cur === null) return;
// Число дочерних узлов = 0 или 1
if (cur.left === null || cur.right === null) {
// Когда число дочерних узлов = 0 / 1, child = null / этот дочерний узел
const child = cur.left !== null ? cur.left : cur.right;
// Удалить узел cur
if (cur !== this.root) {
if (pre.left === cur) pre.left = child;
else pre.right = child;
} else {
// Если удаляемый узел является корнем, заново назначить корневой узел
this.root = child;
}
}
// Число дочерних узлов = 2
else {
// Получить следующий узел после cur в симметричном обходе
let tmp = cur.right;
while (tmp.left !== null) {
tmp = tmp.left;
}
// Рекурсивно удалить узел tmp
this.remove(tmp.val);
// Перезаписать cur значением tmp
cur.val = tmp.val;
}
}
}
/* Driver Code */
/* Инициализация двоичного дерева поиска */
const bst = new BinarySearchTree();
// Обратите внимание: разные порядки вставки порождают разные двоичные деревья; данная последовательность может построить совершенное двоичное дерево
const nums = [8, 4, 12, 2, 6, 10, 14, 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15];
for (const num of nums) {
bst.insert(num);
}
console.log('\nИсходное двоичное дерево\n');
printTree(bst.getRoot());
/* Поиск узла */
const node = bst.search(7);
console.log('\nНайденный объект узла = ' + node + ', значение узла = ' + node.val);
/* Вставка узла */
bst.insert(16);
console.log('\nПосле вставки узла 16 двоичное дерево имеет вид\n');
printTree(bst.getRoot());
/* Удаление узла */
bst.remove(1);
console.log('\nПосле удаления узла 1 двоичное дерево имеет вид\n');
printTree(bst.getRoot());
bst.remove(2);
console.log('\nПосле удаления узла 2 двоичное дерево имеет вид\n');
printTree(bst.getRoot());
bst.remove(4);
console.log('\nПосле удаления узла 4 двоичное дерево имеет вид\n');
printTree(bst.getRoot());

View File

@@ -0,0 +1,35 @@
/**
* File: binary_tree.js
* Created Time: 2022-12-04
* Author: IsChristina (christinaxia77@foxmail.com)
*/
const { TreeNode } = require('../modules/TreeNode');
const { printTree } = require('../modules/PrintUtil');
/* Инициализация двоичного дерева */
// Инициализация узла
let n1 = new TreeNode(1),
n2 = new TreeNode(2),
n3 = new TreeNode(3),
n4 = new TreeNode(4),
n5 = new TreeNode(5);
// Построить связи между узлами (указатели)
n1.left = n2;
n1.right = n3;
n2.left = n4;
n2.right = n5;
console.log('\nИнициализация двоичного дерева\n');
printTree(n1);
/* Вставка и удаление узлов */
const P = new TreeNode(0);
// Вставить узел P между n1 -> n2
n1.left = P;
P.left = n2;
console.log('\nПосле вставки узла P\n');
printTree(n1);
// Удалить узел P
n1.left = n2;
console.log('\nПосле удаления узла P\n');
printTree(n1);

View File

@@ -0,0 +1,34 @@
/**
* File: binary_tree_bfs.js
* Created Time: 2022-12-04
* Author: IsChristina (christinaxia77@foxmail.com)
*/
const { arrToTree } = require('../modules/TreeNode');
const { printTree } = require('../modules/PrintUtil');
/* Обход в ширину */
function levelOrder(root) {
// Инициализировать очередь и добавить корневой узел
const queue = [root];
// Инициализировать список для хранения последовательности обхода
const list = [];
while (queue.length) {
let node = queue.shift(); // Извлечение из очереди
list.push(node.val); // Сохранить значение узла
if (node.left) queue.push(node.left); // Поместить левый дочерний узел в очередь
if (node.right) queue.push(node.right); // Поместить правый дочерний узел в очередь
}
return list;
}
/* Driver Code */
/* Инициализация двоичного дерева */
// Здесь используется функция, напрямую строящая двоичное дерево из массива
const root = arrToTree([1, 2, 3, 4, 5, 6, 7]);
console.log('\nИнициализация двоичного дерева\n');
printTree(root);
/* Обход в ширину */
const list = levelOrder(root);
console.log('\nПоследовательность печати узлов при обходе в ширину = ' + list);

View File

@@ -0,0 +1,60 @@
/**
* File: binary_tree_dfs.js
* Created Time: 2022-12-04
* Author: IsChristina (christinaxia77@foxmail.com)
*/
const { arrToTree } = require('../modules/TreeNode');
const { printTree } = require('../modules/PrintUtil');
// Инициализировать список для хранения последовательности обхода
const list = [];
/* Предварительный обход */
function preOrder(root) {
if (root === null) return;
// Порядок обхода: корень -> левое поддерево -> правое поддерево
list.push(root.val);
preOrder(root.left);
preOrder(root.right);
}
/* Симметричный обход */
function inOrder(root) {
if (root === null) return;
// Порядок обхода: левое поддерево -> корень -> правое поддерево
inOrder(root.left);
list.push(root.val);
inOrder(root.right);
}
/* Обратный обход */
function postOrder(root) {
if (root === null) return;
// Порядок обхода: левое поддерево -> правое поддерево -> корень
postOrder(root.left);
postOrder(root.right);
list.push(root.val);
}
/* Driver Code */
/* Инициализация двоичного дерева */
// Здесь используется функция, напрямую строящая двоичное дерево из массива
const root = arrToTree([1, 2, 3, 4, 5, 6, 7]);
console.log('\nИнициализация двоичного дерева\n');
printTree(root);
/* Предварительный обход */
list.length = 0;
preOrder(root);
console.log('\nПоследовательность печати узлов при предварительном обходе = ' + list);
/* Симметричный обход */
list.length = 0;
inOrder(root);
console.log('\nПоследовательность печати узлов при симметричном обходе = ' + list);
/* Обратный обход */
list.length = 0;
postOrder(root);
console.log('\nПоследовательность печати узлов при обратном обходе = ' + list);

View File

@@ -0,0 +1,31 @@
/**
* File: ListNode.js
* Created Time: 2022-12-12
* Author: IsChristina (christinaxia77@foxmail.com)
*/
/* Узел связного списка */
class ListNode {
val; // Значение узла
next; // Ссылка (указатель) на следующий узел
constructor(val, next) {
this.val = val === undefined ? 0 : val;
this.next = next === undefined ? null : next;
}
}
/* Десериализовать список в связный список */
function arrToLinkedList(arr) {
const dum = new ListNode(0);
let head = dum;
for (const val of arr) {
head.next = new ListNode(val);
head = head.next;
}
return dum.next;
}
module.exports = {
ListNode,
arrToLinkedList,
};

View File

@@ -0,0 +1,86 @@
/**
* File: PrintUtil.js
* Created Time: 2022-12-04
* Author: IsChristina (christinaxia77@foxmail.com)
*/
const { arrToTree } = require('./TreeNode');
/* Вывести связный список */
function printLinkedList(head) {
let list = [];
while (head !== null) {
list.push(head.val.toString());
head = head.next;
}
console.log(list.join(' -> '));
}
function Trunk(prev, str) {
this.prev = prev;
this.str = str;
}
/**
* Вывести двоичное дерево
* Этот вывод дерева заимствован из TECHIE DELIGHT
* https://www.techiedelight.com/c-program-print-binary-tree/
*/
function printTree(root) {
printTree(root, null, false);
}
/* Вывести двоичное дерево */
function printTree(root, prev, isRight) {
if (root === null) {
return;
}
let prev_str = ' ';
let trunk = new Trunk(prev, prev_str);
printTree(root.right, trunk, true);
if (!prev) {
trunk.str = '———';
} else if (isRight) {
trunk.str = '/———';
prev_str = ' |';
} else {
trunk.str = '\\———';
prev.str = prev_str;
}
showTrunks(trunk);
console.log(' ' + root.val);
if (prev) {
prev.str = prev_str;
}
trunk.str = ' |';
printTree(root.left, trunk, false);
}
function showTrunks(p) {
if (!p) {
return;
}
showTrunks(p.prev);
process.stdout.write(p.str);
}
/* Вывести кучу */
function printHeap(arr) {
console.log('Массивное представление кучи:');
console.log(arr);
console.log('Древовидное представление кучи:');
printTree(arrToTree(arr));
}
module.exports = {
printLinkedList,
printTree,
printHeap,
};

View File

@@ -0,0 +1,35 @@
/**
* File: TreeNode.js
* Created Time: 2022-12-04
* Author: IsChristina (christinaxia77@foxmail.com)
*/
/* Узел двоичного дерева */
class TreeNode {
val; // Значение узла
left; // Указатель на левый дочерний узел
right; // Указатель на правый дочерний узел
height; // Высота узла
constructor(val, left, right, height) {
this.val = val === undefined ? 0 : val;
this.left = left === undefined ? null : left;
this.right = right === undefined ? null : right;
this.height = height === undefined ? 0 : height;
}
}
/* Десериализовать массив в двоичное дерево */
function arrToTree(arr, i = 0) {
if (i < 0 || i >= arr.length || arr[i] === null) {
return null;
}
let root = new TreeNode(arr[i]);
root.left = arrToTree(arr, 2 * i + 1);
root.right = arrToTree(arr, 2 * i + 2);
return root;
}
module.exports = {
TreeNode,
arrToTree,
};

View File

@@ -0,0 +1,35 @@
/**
* File: Vertex.js
* Created Time: 2023-02-15
* Author: Zhuo Qinyue (1403450829@qq.com)
*/
/* Класс вершины */
class Vertex {
val;
constructor(val) {
this.val = val;
}
/* На вход подается список значений vals, на выходе возвращается список вершин vets */
static valsToVets(vals) {
const vets = [];
for (let i = 0; i < vals.length; i++) {
vets[i] = new Vertex(vals[i]);
}
return vets;
}
/* На вход подается список вершин vets, на выходе возвращается список значений vals */
static vetsToVals(vets) {
const vals = [];
for (const vet of vets) {
vals.push(vet.val);
}
return vals;
}
}
module.exports = {
Vertex,
};

View File

@@ -0,0 +1,63 @@
import { bold, brightRed } from 'jsr:@std/fmt/colors';
import { expandGlob } from 'jsr:@std/fs';
import { relative, resolve } from 'jsr:@std/path';
/**
* @typedef {import('jsr:@std/fs').WalkEntry} WalkEntry
* @type {WalkEntry[]}
*/
const entries = [];
for await (const entry of expandGlob(
resolve(import.meta.dirname, './chapter_*/*.js')
)) {
entries.push(entry);
}
/** @type {{ status: Promise<Deno.CommandStatus>; stderr: ReadableStream<Uint8Array>; }[]} */
const processes = [];
for (const file of entries) {
const execute = new Deno.Command('node', {
args: [relative(import.meta.dirname, file.path)],
cwd: import.meta.dirname,
stdin: 'piped',
stdout: 'piped',
stderr: 'piped',
});
const process = execute.spawn();
processes.push({ status: process.status, stderr: process.stderr });
}
const results = await Promise.all(
processes.map(async (item) => {
const status = await item.status;
return { status, stderr: item.stderr };
})
);
/** @type {ReadableStream<Uint8Array>[]} */
const errors = [];
for (const result of results) {
if (!result.status.success) {
errors.push(result.stderr);
}
}
console.log(`Tested ${entries.length} files`);
console.log(`Found exception in ${errors.length} files`);
if (errors.length) {
console.log();
for (const error of errors) {
const reader = error.getReader();
const { value } = await reader.read();
const decoder = new TextDecoder();
console.log(`${bold(brightRed('error'))}: ${decoder.decode(value)}`);
}
throw new Error('Test failed');
}