Re-translate the Japanese version (#1871)

* Retranslate Japanese docs with GPT-5.4

* Retranslate Japanese code with GPT-5.4
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Yudong Jin
2026-03-30 07:30:15 +08:00
committed by GitHub
parent fe6443235b
commit d7b2277d2b
1444 changed files with 83312 additions and 8363 deletions

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

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@@ -0,0 +1,97 @@
/**
* File: array.js
* Created Time: 2022-11-27
* Author: IsChristina (christinaxia77@foxmail.com)
*/
/* 要素へランダムアクセス */
function randomAccess(nums) {
// 区間 [0, nums.length) からランダムに 1 つの数を選ぶ
const random_index = Math.floor(Math.random() * nums.length);
// ランダムな要素を取得して返す
const random_num = nums[random_index];
return random_num;
}
/* 配列長を拡張する */
// JavaScript の Array は動的配列であり、直接拡張できます
// 学習しやすいよう、本関数では Array を長さ不変の配列として扱います
function extend(nums, enlarge) {
// 拡張後の長さを持つ配列を初期化する
const res = new Array(nums.length + enlarge).fill(0);
// 元の配列の全要素を新しい配列にコピー
for (let i = 0; i < nums.length; i++) {
res[i] = nums[i];
}
// 拡張後の新しい配列を返す
return res;
}
/* 配列の index 番目に要素 num を挿入 */
function insert(nums, num, index) {
// インデックス index 以降の全要素を 1 つ後ろへ移動する
for (let i = nums.length - 1; i > index; i--) {
nums[i] = nums[i - 1];
}
// index の要素に num を代入する
nums[index] = num;
}
/* index の要素を削除する */
function remove(nums, index) {
// インデックス index より後ろの全要素を 1 つ前へ移動する
for (let i = index; i < nums.length - 1; i++) {
nums[i] = nums[i + 1];
}
}
/* 配列を走査 */
function traverse(nums) {
let count = 0;
// インデックスで配列を走査
for (let i = 0; i < nums.length; i++) {
count += nums[i];
}
// 配列要素を直接走査
for (const num of nums) {
count += num;
}
}
/* 配列内で指定要素を探す */
function find(nums, target) {
for (let i = 0; i < nums.length; i++) {
if (nums[i] === target) return i;
}
return -1;
}
/* Driver Code */
/* 配列を初期化 */
const arr = new Array(5).fill(0);
console.log('配列 arr =', arr);
let nums = [1, 3, 2, 5, 4];
console.log('配列 nums =', nums);
/* ランダムアクセス */
let random_num = randomAccess(nums);
console.log('nums からランダム要素を取得', random_num);
/* 長さを拡張 */
nums = extend(nums, 3);
console.log('配列の長さを 8 に拡張しnums =', nums);
/* 要素を挿入する */
insert(nums, 6, 3);
console.log('インデックス 3 に数字 6 を挿入しnums =', nums);
/* 要素を削除 */
remove(nums, 2);
console.log('インデックス 2 の要素を削除しnums =', nums);
/* 配列を走査 */
traverse(nums);
/* 要素を探索する */
let index = find(nums, 3);
console.log('nums 内で要素 3 を検索し,インデックス =', index);

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@@ -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');
/* 連結リストでノード n0 の後ろにノード P を挿入する */
function insert(n0, P) {
const n1 = n0.next;
P.next = n1;
n0.next = P;
}
/* 連結リストでノード n0 の直後のノードを削除する */
function remove(n0) {
if (!n0.next) return;
// n0 -> P -> n1
const P = n0.next;
const n1 = P.next;
n0.next = n1;
}
/* 連結リスト内で index 番目のノードにアクセス */
function access(head, index) {
for (let i = 0; i < index; i++) {
if (!head) {
return null;
}
head = head.next;
}
return head;
}
/* 連結リストで値が target の最初のノードを探す */
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 */
/* 連結リストを初期化 */
// 各ノードを初期化
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);
// ノード間の参照を構築する
n0.next = n1;
n1.next = n2;
n2.next = n3;
n3.next = n4;
console.log('初期化された連結リストは');
printLinkedList(n0);
/* ノードを挿入 */
insert(n0, new ListNode(0));
console.log('ノード挿入後の連結リストは');
printLinkedList(n0);
/* ノードを削除 */
remove(n0);
console.log('ノード削除後の連結リストは');
printLinkedList(n0);
/* ノードにアクセス */
const node = access(n0, 3);
console.log('連結リストのインデックス 3 のノードの値 = ' + node.val);
/* ノードを探索 */
const index = find(n0, 2);
console.log('連結リスト内で値が 2 のノードのインデックス = ' + index);

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@@ -0,0 +1,57 @@
/**
* File: list.js
* Created Time: 2022-12-12
* Author: Justin (xiefahit@gmail.com)
*/
/* リストを初期化 */
const nums = [1, 3, 2, 5, 4];
console.log(`リスト nums = ${nums}`);
/* 要素にアクセス */
const num = nums[1];
console.log(`インデックス 1 の要素にアクセスしnum = ${num}`);
/* 要素を更新 */
nums[1] = 0;
console.log(`インデックス 1 の要素を 0 に更新しnums = ${nums}`);
/* リストを空にする */
nums.length = 0;
console.log(`リストを空にした後nums = ${nums}`);
/* 末尾に要素を追加 */
nums.push(1);
nums.push(3);
nums.push(2);
nums.push(5);
nums.push(4);
console.log(`要素追加後nums = ${nums}`);
/* 中間に要素を挿入 */
nums.splice(3, 0, 6);
console.log(`インデックス 3 に数字 6 を挿入しnums = ${nums}`);
/* 要素を削除 */
nums.splice(3, 1);
console.log(`インデックス 3 の要素を削除しnums = ${nums}`);
/* インデックスでリストを走査 */
let count = 0;
for (let i = 0; i < nums.length; i++) {
count += nums[i];
}
/* リスト要素を直接走査 */
count = 0;
for (const x of nums) {
count += x;
}
/* 2 つのリストを連結する */
const nums1 = [6, 8, 7, 10, 9];
nums.push(...nums1);
console.log(`リスト nums1 を nums の後ろに連結しnums = ${nums}`);
/* リストをソート */
nums.sort((a, b) => a - b);
console.log(`リストをソート後nums = ${nums}`);

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@@ -0,0 +1,141 @@
/**
* File: my_list.js
* Created Time: 2022-12-12
* Author: Justin (xiefahit@gmail.com)
*/
/* リストクラス */
class MyList {
#arr = new Array(); // 配列(リスト要素を格納)
#capacity = 10; // リスト容量
#size = 0; // リストの長さ(現在の要素数)
#extendRatio = 2; // リスト拡張時の増加倍率
/* コンストラクタ */
constructor() {
this.#arr = new Array(this.#capacity);
}
/* リストの長さを取得(現在の要素数) */
size() {
return this.#size;
}
/* リスト容量を取得する */
capacity() {
return this.#capacity;
}
/* 要素にアクセス */
get(index) {
// インデックスが範囲外なら例外を送出する。以下同様
if (index < 0 || index >= this.#size) throw new Error('インデックスが範囲外です');
return this.#arr[index];
}
/* 要素を更新 */
set(index, num) {
if (index < 0 || index >= this.#size) throw new Error('インデックスが範囲外です');
this.#arr[index] = num;
}
/* 末尾に要素を追加 */
add(num) {
// 長さが容量に等しい場合は拡張が必要
if (this.#size === this.#capacity) {
this.extendCapacity();
}
// 新しい要素をリストの末尾に追加する
this.#arr[this.#size] = num;
this.#size++;
}
/* 中間に要素を挿入 */
insert(index, num) {
if (index < 0 || index >= this.#size) throw new Error('インデックスが範囲外です');
// 要素数が容量を超えると、拡張機構が発動する
if (this.#size === this.#capacity) {
this.extendCapacity();
}
// index 以降の要素をすべて 1 つ後ろへずらす
for (let j = this.#size - 1; j >= index; j--) {
this.#arr[j + 1] = this.#arr[j];
}
// 要素数を更新
this.#arr[index] = num;
this.#size++;
}
/* 要素を削除 */
remove(index) {
if (index < 0 || index >= this.#size) throw new Error('インデックスが範囲外です');
let num = this.#arr[index];
// インデックス index より後の要素をすべて 1 つ前に移動する
for (let j = index; j < this.#size - 1; j++) {
this.#arr[j] = this.#arr[j + 1];
}
// 要素数を更新
this.#size--;
// 削除された要素を返す
return num;
}
/* リストの拡張 */
extendCapacity() {
// 元の配列の extendRatio 倍の長さを持つ新しい配列を作成し、元の配列をコピーする
this.#arr = this.#arr.concat(
new Array(this.capacity() * (this.#extendRatio - 1))
);
// リストの容量を更新
this.#capacity = this.#arr.length;
}
/* リストを配列に変換する */
toArray() {
let size = this.size();
// 有効長の範囲内のリスト要素のみを変換
const arr = new Array(size);
for (let i = 0; i < size; i++) {
arr[i] = this.get(i);
}
return arr;
}
}
/* Driver Code */
/* リストを初期化 */
const nums = new MyList();
/* 末尾に要素を追加 */
nums.add(1);
nums.add(3);
nums.add(2);
nums.add(5);
nums.add(4);
console.log(
`リスト nums = ${nums.toArray()} ,容量 = ${nums.capacity()} ,長さ = ${nums.size()}`
);
/* 中間に要素を挿入 */
nums.insert(3, 6);
console.log(`インデックス 3 に数字 6 を挿入しnums = ${nums.toArray()}`);
/* 要素を削除 */
nums.remove(3);
console.log(`インデックス 3 の要素を削除しnums = ${nums.toArray()}`);
/* 要素にアクセス */
const num = nums.get(1);
console.log(`インデックス 1 の要素にアクセスしnum = ${num}`);
/* 要素を更新 */
nums.set(1, 0);
console.log(`インデックス 1 の要素を 0 に更新しnums = ${nums.toArray()}`);
/* 拡張機構をテストする */
for (let i = 0; i < 10; i++) {
// i = 5 のとき、リスト長が容量を超えるため、この時点で拡張機構が発動する
nums.add(i);
}
console.log(
`拡張後のリスト nums = ${nums.toArray()} ,容量 = ${nums.capacity()} ,長さ = ${nums.size()}`
);

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@@ -0,0 +1,55 @@
/**
* File: n_queens.js
* Created Time: 2023-05-13
* Author: Justin (xiefahit@gmail.com)
*/
/* バックトラッキングN クイーン */
function backtrack(row, n, state, res, cols, diags1, diags2) {
// すべての行への配置が完了したら、解を記録する
if (row === n) {
res.push(state.map((row) => row.slice()));
return;
}
// すべての列を走査
for (let col = 0; col < n; col++) {
// このマスに対応する主対角線と副対角線を計算
const diag1 = row - col + n - 1;
const diag2 = row + col;
// 枝刈り:そのマスの列、主対角線、副対角線にクイーンがあってはならない
if (!cols[col] && !diags1[diag1] && !diags2[diag2]) {
// 試行:そのマスにクイーンを置く
state[row][col] = 'Q';
cols[col] = diags1[diag1] = diags2[diag2] = true;
// 次の行に配置する
backtrack(row + 1, n, state, res, cols, diags1, diags2);
// 戻す:そのマスを空きマスに戻す
state[row][col] = '#';
cols[col] = diags1[diag1] = diags2[diag2] = false;
}
}
}
/* N クイーンを解く */
function nQueens(n) {
// n*n の盤面を初期化する。'Q' はクイーン、'#' は空きマスを表す
const state = Array.from({ length: n }, () => Array(n).fill('#'));
const cols = Array(n).fill(false); // 列にクイーンがあるか記録
const diags1 = Array(2 * n - 1).fill(false); // 主対角線にクイーンがあるかを記録
const diags2 = Array(2 * n - 1).fill(false); // 副対角線にクイーンがあるかを記録
const res = [];
backtrack(0, n, state, res, cols, diags1, diags2);
return res;
}
// Driver Code
const n = 4;
const res = nQueens(n);
console.log(`入力する盤面の縦横は ${n}`);
console.log(`クイーン配置の解法は全部で ${res.length} 通り`);
res.forEach((state) => {
console.log('--------------------');
state.forEach((row) => console.log(row));
});

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@@ -0,0 +1,42 @@
/**
* File: permutations_i.js
* Created Time: 2023-05-13
* Author: Justin (xiefahit@gmail.com)
*/
/* バックトラッキング:順列 I */
function backtrack(state, choices, selected, res) {
// 状態の長さが要素数に等しければ、解を記録
if (state.length === choices.length) {
res.push([...state]);
return;
}
// すべての選択肢を走査
choices.forEach((choice, i) => {
// 枝刈り:要素の重複選択を許可しない
if (!selected[i]) {
// 試行: 選択を行い、状態を更新
selected[i] = true;
state.push(choice);
// 次の選択へ進む
backtrack(state, choices, selected, res);
// バックトラック:選択を取り消し、前の状態に戻す
selected[i] = false;
state.pop();
}
});
}
/* 全順列 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(`入力配列 nums = ${JSON.stringify(nums)}`);
console.log(`すべての順列 res = ${JSON.stringify(res)}`);

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@@ -0,0 +1,44 @@
/**
* File: permutations_ii.js
* Created Time: 2023-05-13
* Author: Justin (xiefahit@gmail.com)
*/
/* バックトラッキング:順列 II */
function backtrack(state, choices, selected, res) {
// 状態の長さが要素数に等しければ、解を記録
if (state.length === choices.length) {
res.push([...state]);
return;
}
// すべての選択肢を走査
const duplicated = new Set();
choices.forEach((choice, i) => {
// 枝刈り:要素の重複選択を許可せず、同値要素の重複選択も許可しない
if (!selected[i] && !duplicated.has(choice)) {
// 試行: 選択を行い、状態を更新
duplicated.add(choice); // 選択済みの要素値を記録
selected[i] = true;
state.push(choice);
// 次の選択へ進む
backtrack(state, choices, selected, res);
// バックトラック:選択を取り消し、前の状態に戻す
selected[i] = false;
state.pop();
}
});
}
/* 全順列 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(`入力配列 nums = ${JSON.stringify(nums)}`);
console.log(`すべての順列 res = ${JSON.stringify(res)}`);

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@@ -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');
/* 前順走査:例題 1 */
function preOrder(root, res) {
if (root === null) {
return;
}
if (root.val === 7) {
// 解を記録
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('\n二分木を初期化');
printTree(root);
// 先行順走査
const res = [];
preOrder(root, res);
console.log('\n値が 7 のすべてのノードを出力');
console.log(res.map((node) => node.val));

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@@ -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');
/* 前順走査:例題 2 */
function preOrder(root, path, res) {
if (root === null) {
return;
}
// 試す
path.push(root);
if (root.val === 7) {
// 解を記録
res.push([...path]);
}
preOrder(root.left, path, res);
preOrder(root.right, path, res);
// バックトラック
path.pop();
}
// Driver Code
const root = arrToTree([1, 7, 3, 4, 5, 6, 7]);
console.log('\n二分木を初期化');
printTree(root);
// 先行順走査
const path = [];
const res = [];
preOrder(root, path, res);
console.log('\n根ードからード 7 までのすべての経路を出力');
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');
/* 前順走査:例題 3 */
function preOrder(root, path, res) {
// 枝刈り
if (root === null || root.val === 3) {
return;
}
// 試す
path.push(root);
if (root.val === 7) {
// 解を記録
res.push([...path]);
}
preOrder(root.left, path, res);
preOrder(root.right, path, res);
// バックトラック
path.pop();
}
// Driver Code
const root = arrToTree([1, 7, 3, 4, 5, 6, 7]);
console.log('\n二分木を初期化');
printTree(root);
// 先行順走査
const path = [];
const res = [];
preOrder(root, path, res);
console.log('\n根ードからード 7 までのすべての経路を出力し,経路には値が 3 のノードを含まない');
res.forEach((path) => {
console.log(path.map((node) => node.val));
});

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@@ -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');
/* 現在の状態が解かどうかを判定 */
function isSolution(state) {
return state && state[state.length - 1]?.val === 7;
}
/* 解を記録 */
function recordSolution(state, res) {
res.push([...state]);
}
/* 現在の状態で、この選択が有効かどうかを判定 */
function isValid(state, choice) {
return choice !== null && choice.val !== 3;
}
/* 状態を更新 */
function makeChoice(state, choice) {
state.push(choice);
}
/* 状態を元に戻す */
function undoChoice(state) {
state.pop();
}
/* バックトラッキング:例題 3 */
function backtrack(state, choices, res) {
// 解かどうかを確認
if (isSolution(state)) {
// 解を記録
recordSolution(state, res);
}
// すべての選択肢を走査
for (const choice of choices) {
// 枝刈り:選択が妥当かを確認する
if (isValid(state, choice)) {
// 試行: 選択を行い、状態を更新
makeChoice(state, choice);
// 次の選択へ進む
backtrack(state, [choice.left, choice.right], res);
// バックトラック:選択を取り消し、前の状態に戻す
undoChoice(state);
}
}
}
// Driver Code
const root = arrToTree([1, 7, 3, 4, 5, 6, 7]);
console.log('\n二分木を初期化');
printTree(root);
// バックトラッキング法
const res = [];
backtrack([], [root], res);
console.log('\n根ードからード 7 までのすべての経路を出力し,経路には値が 3 のノードを含まないことを条件とする');
res.forEach((path) => {
console.log(path.map((node) => node.val));
});

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@@ -0,0 +1,46 @@
/**
* File: subset_sum_i.js
* Created Time: 2023-07-30
* Author: yuan0221 (yl1452491917@gmail.com)
*/
/* バックトラッキング:部分和 I */
function backtrack(state, target, choices, start, res) {
// 部分集合の和が target に等しければ、解を記録
if (target === 0) {
res.push([...state]);
return;
}
// すべての選択肢を走査
// 枝刈り 2: start から走査し、重複する部分集合の生成を避ける
for (let i = start; i < choices.length; i++) {
// 枝刈り1部分集合の和が target を超えたら、直ちにループを終了する
// 配列はソート済みで後続要素のほうが大きく、部分集合の和は必ず target を超えるため
if (target - choices[i] < 0) {
break;
}
// 試す選択を行い、target と start を更新
state.push(choices[i]);
// 次の選択へ進む
backtrack(state, target - choices[i], choices, i, res);
// バックトラック:選択を取り消し、前の状態に戻す
state.pop();
}
}
/* 部分和 I を解く */
function subsetSumI(nums, target) {
const state = []; // 状態(部分集合)
nums.sort((a, b) => a - b); // nums をソート
const start = 0; // 開始点を走査
const res = []; // 結果リスト(部分集合のリスト)
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(`入力配列 nums = ${JSON.stringify(nums)}, target = ${target}`);
console.log(`和が ${target} に等しいすべての部分集合 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)
*/
/* バックトラッキング:部分和 I */
function backtrack(state, target, total, choices, res) {
// 部分集合の和が target に等しければ、解を記録
if (total === target) {
res.push([...state]);
return;
}
// すべての選択肢を走査
for (let i = 0; i < choices.length; i++) {
// 枝刈り:部分和が target を超える場合はその選択をスキップする
if (total + choices[i] > target) {
continue;
}
// 試行:選択を行い、要素と total を更新する
state.push(choices[i]);
// 次の選択へ進む
backtrack(state, target, total + choices[i], choices, res);
// バックトラック:選択を取り消し、前の状態に戻す
state.pop();
}
}
/* 部分和 I を解く(重複部分集合を含む) */
function subsetSumINaive(nums, target) {
const state = []; // 状態(部分集合)
const total = 0; // 部分和
const res = []; // 結果リスト(部分集合のリスト)
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(`入力配列 nums = ${JSON.stringify(nums)}, target = ${target}`);
console.log(`和が ${target} に等しいすべての部分集合 res = ${JSON.stringify(res)}`);
console.log('注意してください。この方法の出力結果には重複した集合が含まれます');

View File

@@ -0,0 +1,51 @@
/**
* File: subset_sum_ii.js
* Created Time: 2023-07-30
* Author: yuan0221 (yl1452491917@gmail.com)
*/
/* バックトラッキング:部分和 II */
function backtrack(state, target, choices, start, res) {
// 部分集合の和が target に等しければ、解を記録
if (target === 0) {
res.push([...state]);
return;
}
// すべての選択肢を走査
// 枝刈り 2: start から走査し、重複する部分集合の生成を避ける
// 枝刈り 3: start から走査し、同じ要素の重複選択を避ける
for (let i = start; i < choices.length; i++) {
// 枝刈り1部分集合の和が target を超えたら、直ちにループを終了する
// 配列はソート済みで後続要素のほうが大きく、部分集合の和は必ず target を超えるため
if (target - choices[i] < 0) {
break;
}
// 枝刈り4この要素が左隣の要素と等しければ、その探索分岐は重複しているためスキップする
if (i > start && choices[i] === choices[i - 1]) {
continue;
}
// 試す選択を行い、target と start を更新
state.push(choices[i]);
// 次の選択へ進む
backtrack(state, target - choices[i], choices, i + 1, res);
// バックトラック:選択を取り消し、前の状態に戻す
state.pop();
}
}
/* 部分和 II を解く */
function subsetSumII(nums, target) {
const state = []; // 状態(部分集合)
nums.sort((a, b) => a - b); // nums をソート
const start = 0; // 開始点を走査
const res = []; // 結果リスト(部分集合のリスト)
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(`入力配列 nums = ${JSON.stringify(nums)}, target = ${target}`);
console.log(`和が ${target} に等しいすべての部分集合 res = ${JSON.stringify(res)}`);

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@@ -0,0 +1,70 @@
/**
* File: iteration.js
* Created Time: 2023-08-28
* Author: Gaofer Chou (gaofer-chou@qq.com)
*/
/* for ループ */
function forLoop(n) {
let res = 0;
// 1, 2, ..., n-1, n を順に加算する
for (let i = 1; i <= n; i++) {
res += i;
}
return res;
}
/* while ループ */
function whileLoop(n) {
let res = 0;
let i = 1; // 条件変数を初期化する
// 1, 2, ..., n-1, n を順に加算する
while (i <= n) {
res += i;
i++; // 条件変数を更新する
}
return res;
}
/* while ループ2回更新 */
function whileLoopII(n) {
let res = 0;
let i = 1; // 条件変数を初期化する
// 1, 4, 10, ... を順に加算する
while (i <= n) {
res += i;
// 条件変数を更新する
i++;
i *= 2;
}
return res;
}
/* 二重 for ループ */
function nestedForLoop(n) {
let res = '';
// i = 1, 2, ..., n-1, n とループする
for (let i = 1; i <= n; i++) {
// j = 1, 2, ..., n-1, n とループする
for (let j = 1; j <= n; j++) {
res += `(${i}, ${j}), `;
}
}
return res;
}
/* Driver Code */
const n = 5;
let res;
res = forLoop(n);
console.log(`for ループの合計結果 res = ${res}`);
res = whileLoop(n);
console.log(`while ループの合計結果 res = ${res}`);
res = whileLoopII(n);
console.log(`while ループ2 回更新)の合計結果 res = ${res}`);
const resStr = nestedForLoop(n);
console.log(`二重 for ループの走査結果 ${resStr}`);

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@@ -0,0 +1,69 @@
/**
* File: recursion.js
* Created Time: 2023-08-28
* Author: Gaofer Chou (gaofer-chou@qq.com)
*/
/* 再帰 */
function recur(n) {
// 終了条件
if (n === 1) return 1;
// 再帰:再帰呼び出し
const res = recur(n - 1);
// 帰りがけ:結果を返す
return n + res;
}
/* 反復で再帰を模擬する */
function forLoopRecur(n) {
// 明示的なスタックを使ってシステムコールスタックを模擬する
const stack = [];
let res = 0;
// 再帰:再帰呼び出し
for (let i = n; i > 0; i--) {
// 「スタックへのプッシュ」で「再帰」を模擬する
stack.push(i);
}
// 帰りがけ:結果を返す
while (stack.length) {
// 「スタックから取り出す操作」で「帰り」をシミュレート
res += stack.pop();
}
// res = 1+2+3+...+n
return res;
}
/* 末尾再帰 */
function tailRecur(n, res) {
// 終了条件
if (n === 0) return res;
// 末尾再帰呼び出し
return tailRecur(n - 1, res + n);
}
/* フィボナッチ数列:再帰 */
function fib(n) {
// 終了条件 f(1) = 0, f(2) = 1
if (n === 1 || n === 2) return n - 1;
// f(n) = f(n-1) + f(n-2) を再帰的に呼び出す
const res = fib(n - 1) + fib(n - 2);
// 結果 f(n) を返す
return res;
}
/* Driver Code */
const n = 5;
let res;
res = recur(n);
console.log(`再帰関数の合計結果 res = ${res}`);
res = forLoopRecur(n);
console.log(`反復で再帰を模擬した合計結果 res = ${res}`);
res = tailRecur(n, 0);
console.log(`末尾再帰関数の合計結果 res = ${res}`);
res = fib(n);
console.log(`フィボナッチ数列の第 ${n} 項は ${res}`);

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@@ -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');
/* 関数 */
function constFunc() {
// 何らかの処理を行う
return 0;
}
/* 定数階 */
function constant(n) {
// 定数、変数、オブジェクトは O(1) の空間を占める
const a = 0;
const b = 0;
const nums = new Array(10000);
const node = new ListNode(0);
// ループ内の変数は O(1) の空間を占める
for (let i = 0; i < n; i++) {
const c = 0;
}
// ループ内の関数は O(1) の空間を占める
for (let i = 0; i < n; i++) {
constFunc();
}
}
/* 線形階 */
function linear(n) {
// 長さ n の配列は O(n) の空間を使用
const nums = new Array(n);
// 長さ n のリストは O(n) の空間を使用
const nodes = [];
for (let i = 0; i < n; i++) {
nodes.push(new ListNode(i));
}
// 長さ n のハッシュテーブルは O(n) の空間を使用
const map = new Map();
for (let i = 0; i < n; i++) {
map.set(i, i.toString());
}
}
/* 線形時間(再帰実装) */
function linearRecur(n) {
console.log(`再帰 n = ${n}`);
if (n === 1) return;
linearRecur(n - 1);
}
/* 二乗階 */
function quadratic(n) {
// 行列は O(n^2) の空間を使用する
const numMatrix = Array(n)
.fill(null)
.map(() => Array(n).fill(null));
// 二次元リストは O(n^2) の空間を使用
const numList = [];
for (let i = 0; i < n; i++) {
const tmp = [];
for (let j = 0; j < n; j++) {
tmp.push(0);
}
numList.push(tmp);
}
}
/* 二次時間(再帰実装) */
function quadraticRecur(n) {
if (n <= 0) return 0;
const nums = new Array(n);
console.log(`再帰 n = ${n} における nums の長さ = ${nums.length}`);
return quadraticRecur(n - 1);
}
/* 指数時間(完全二分木の構築) */
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;
// 定数階
constant(n);
// 線形階
linear(n);
linearRecur(n);
// 二乗階
quadratic(n);
quadraticRecur(n);
// 指数オーダー
const root = buildTree(n);
printTree(root);

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@@ -0,0 +1,155 @@
/**
* File: time_complexity.js
* Created Time: 2023-01-02
* Author: RiverTwilight (contact@rene.wang)
*/
/* 定数階 */
function constant(n) {
let count = 0;
const size = 100000;
for (let i = 0; i < size; i++) count++;
return count;
}
/* 線形階 */
function linear(n) {
let count = 0;
for (let i = 0; i < n; i++) count++;
return count;
}
/* 線形時間(配列を走査) */
function arrayTraversal(nums) {
let count = 0;
// ループ回数は配列長に比例する
for (let i = 0; i < nums.length; i++) {
count++;
}
return count;
}
/* 二乗階 */
function quadratic(n) {
let count = 0;
// ループ回数はデータサイズ n の二乗に比例する
for (let i = 0; i < n; i++) {
for (let j = 0; j < n; j++) {
count++;
}
}
return count;
}
/* 二次時間(バブルソート) */
function bubbleSort(nums) {
let count = 0; // カウンタ
// 外側のループ:未ソート区間は [0, i]
for (let i = nums.length - 1; i > 0; i--) {
// 内側のループ:未ソート区間 [0, i] の最大要素をその区間の最右端へ交換
for (let j = 0; j < i; j++) {
if (nums[j] > nums[j + 1]) {
// nums[j] と nums[j + 1] を交換
let tmp = nums[j];
nums[j] = nums[j + 1];
nums[j + 1] = tmp;
count += 3; // 要素交換には 3 回の単位操作が含まれる
}
}
}
return count;
}
/* 指数時間(ループ実装) */
function exponential(n) {
let count = 0,
base = 1;
// 細胞は各ラウンドで 2 つに分裂し、数列 1, 2, 4, 8, ..., 2^(n-1) を形成する
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;
}
/* 指数時間(再帰実装) */
function expRecur(n) {
if (n === 1) return 1;
return expRecur(n - 1) + expRecur(n - 1) + 1;
}
/* 対数時間(ループ実装) */
function logarithmic(n) {
let count = 0;
while (n > 1) {
n = n / 2;
count++;
}
return count;
}
/* 対数時間(再帰実装) */
function logRecur(n) {
if (n <= 1) return 0;
return logRecur(n / 2) + 1;
}
/* 線形対数時間 */
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;
}
/* 階乗時間(再帰実装) */
function factorialRecur(n) {
if (n === 0) return 1;
let count = 0;
// 1個から n 個に分裂
for (let i = 0; i < n; i++) {
count += factorialRecur(n - 1);
}
return count;
}
/* Driver Code */
// n を変えて実行し、各計算量で操作回数がどう変化するかを確認できる
const n = 8;
console.log('入力データサイズ n = ' + n);
let count = constant(n);
console.log('定数時間の操作回数 = ' + count);
count = linear(n);
console.log('線形時間の操作回数 = ' + count);
count = arrayTraversal(new Array(n));
console.log('線形時間(配列の走査)の操作回数 = ' + count);
count = quadratic(n);
console.log('二乗時間の操作回数 = ' + 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('二乗時間(バブルソート)の操作回数 = ' + count);
count = exponential(n);
console.log('指数時間(ループ実装)の操作回数 = ' + count);
count = expRecur(n);
console.log('指数時間(再帰実装)の操作回数 = ' + count);
count = logarithmic(n);
console.log('対数時間(ループ実装)の操作回数 = ' + count);
count = logRecur(n);
console.log('対数時間(再帰実装)の操作回数 = ' + count);
count = linearLogRecur(n);
console.log('線形対数時間(再帰実装)の操作回数 = ' + count);
count = factorialRecur(n);
console.log('階乗時間(再帰実装)の操作回数 = ' + count);

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@@ -0,0 +1,43 @@
/**
* File: worst_best_time_complexity.js
* Created Time: 2023-01-05
* Author: RiverTwilight (contact@rene.wang)
*/
/* 要素が { 1, 2, ..., n } で、順序がシャッフルされた配列を生成 */
function randomNumbers(n) {
const nums = Array(n);
// 配列 nums = { 1, 2, 3, ..., n } を生成
for (let i = 0; i < n; i++) {
nums[i] = i + 1;
}
// 配列要素をランダムにシャッフル
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;
}
/* 配列 nums 内で数値 1 のインデックスを探す */
function findOne(nums) {
for (let i = 0; i < nums.length; i++) {
// 要素 1 が配列の先頭にあるとき、最良時間計算量 O(1) となる
// 要素 1 が配列の末尾にあるとき、最悪時間計算量 O(n) となる
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('\n配列 [ 1, 2, ..., n ] をシャッフルした後 = [' + nums.join(', ') + ']');
console.log('数字 1 のインデックスは ' + index);
}

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@@ -0,0 +1,39 @@
/**
* File: binary_search_recur.js
* Created Time: 2023-07-30
* Author: yuan0221 (yl1452491917@gmail.com)
*/
/* 二分探索:問題 f(i, j) */
function dfs(nums, target, i, j) {
// 区間が空なら対象要素は存在しないので -1 を返す
if (i > j) {
return -1;
}
// 中点インデックス m を計算
const m = i + ((j - i) >> 1);
if (nums[m] < target) {
// 部分問題 f(m+1, j) を再帰的に解く
return dfs(nums, target, m + 1, j);
} else if (nums[m] > target) {
// 部分問題 f(i, m-1) を再帰的に解く
return dfs(nums, target, i, m - 1);
} else {
// 目標要素が見つかったらそのインデックスを返す
return m;
}
}
/* 二分探索 */
function binarySearch(nums, target) {
const n = nums.length;
// 問題 f(0, n-1) を解く
return dfs(nums, target, 0, n - 1);
}
/* Driver Code */
const target = 6;
const nums = [1, 3, 6, 8, 12, 15, 23, 26, 31, 35];
// 二分探索(両閉区間)
const index = binarySearch(nums, target);
console.log(`対象要素 6 のインデックス = ${index}`);

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@@ -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');
/* 二分木を構築:分割統治 */
function dfs(preorder, inorderMap, i, l, r) {
// 部分木区間が空なら終了する
if (r - l < 0) return null;
// ルートノードを初期化する
const root = new TreeNode(preorder[i]);
// m を求めて左右部分木を分割する
const m = inorderMap.get(preorder[i]);
// 部分問題:左部分木を構築する
root.left = dfs(preorder, inorderMap, i + 1, l, m - 1);
// 部分問題:右部分木を構築する
root.right = dfs(preorder, inorderMap, i + 1 + m - l, m + 1, r);
// 根ノードを返す
return root;
}
/* 二分木を構築 */
function buildTree(preorder, inorder) {
// inorder の要素からインデックスへの対応を格納するハッシュテーブルを初期化する
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('前順走査 = ' + JSON.stringify(preorder));
console.log('中順走査 = ' + JSON.stringify(inorder));
const root = buildTree(preorder, inorder);
console.log('構築した二分木は:');
printTree(root);

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@@ -0,0 +1,52 @@
/**
* File: hanota.js
* Created Time: 2023-07-30
* Author: yuan0221 (yl1452491917@gmail.com)
*/
/* 円盤を 1 枚移動 */
function move(src, tar) {
// src の上から円盤を1枚取り出す
const pan = src.pop();
// 円盤を tar の上に置く
tar.push(pan);
}
/* ハノイの塔の問題 f(i) を解く */
function dfs(i, src, buf, tar) {
// src に円盤が 1 枚だけ残っている場合は、そのまま tar へ移す
if (i === 1) {
move(src, tar);
return;
}
// 部分問題 f(i-1)src の上部 i-1 枚の円盤を tar を補助にして buf へ移す
dfs(i - 1, src, tar, buf);
// 部分問題 f(1)src に残る 1 枚の円盤を tar に移す
move(src, tar);
// 部分問題 f(i-1)buf の上部 i-1 枚の円盤を src を補助にして tar へ移す
dfs(i - 1, buf, src, tar);
}
/* ハノイの塔を解く */
function solveHanota(A, B, C) {
const n = A.length;
// A の上から n 枚の円盤を B を介して C へ移す
dfs(n, A, B, C);
}
/* Driver Code */
// リスト末尾が柱の頂上
const A = [5, 4, 3, 2, 1];
const B = [];
const C = [];
console.log('初期状態:');
console.log(`A = ${JSON.stringify(A)}`);
console.log(`B = ${JSON.stringify(B)}`);
console.log(`C = ${JSON.stringify(C)}`);
solveHanota(A, B, C);
console.log('円盤の移動完了後:');
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)
*/
/* バックトラッキング */
function backtrack(choices, state, n, res) {
// 第 n 段に到達したら、方法数を 1 増やす
if (state === n) res.set(0, res.get(0) + 1);
// すべての選択肢を走査
for (const choice of choices) {
// 枝刈り: 第 n 段を超えないようにする
if (state + choice > n) continue;
// 試行: 選択を行い、状態を更新
backtrack(choices, state + choice, n, res);
// バックトラック
}
}
/* 階段登り:バックトラッキング */
function climbingStairsBacktrack(n) {
const choices = [1, 2]; // 1 段または 2 段上ることを選べる
const state = 0; // 第 0 段から上り始める
const res = new Map();
res.set(0, 0); // res[0] を使って方法数を記録する
backtrack(choices, state, n, res);
return res.get(0);
}
/* Driver Code */
const n = 9;
const res = climbingStairsBacktrack(n);
console.log(`${n} 階の階段を上る方法は全部で ${res} 通り`);

View File

@@ -0,0 +1,30 @@
/**
* File: climbing_stairs_constraint_dp.js
* Created Time: 2023-08-23
* Author: Gaofer Chou (gaofer-chou@qq.com)
*/
/* 制約付き階段登り:動的計画法 */
function climbingStairsConstraintDP(n) {
if (n === 1 || n === 2) {
return 1;
}
// 部分問題の解を保存するために dp テーブルを初期化
const dp = Array.from(new Array(n + 1), () => new Array(3));
// 初期状態:最小部分問題の解をあらかじめ設定
dp[1][1] = 1;
dp[1][2] = 0;
dp[2][1] = 0;
dp[2][2] = 1;
// 状態遷移:小さい部分問題から大きい部分問題へ順に解く
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(`${n} 階の階段を上る方法は全部で ${res} 通り`);

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@@ -0,0 +1,24 @@
/**
* File: climbing_stairs_dfs.js
* Created Time: 2023-07-26
* Author: yuan0221 (yl1452491917@gmail.com)
*/
/* 検索 */
function dfs(i) {
// dp[1] と dp[2] は既知なので返す
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;
}
/* 階段登り:探索 */
function climbingStairsDFS(n) {
return dfs(n);
}
/* Driver Code */
const n = 9;
const res = climbingStairsDFS(n);
console.log(`${n} 階の階段を上る方法は全部で ${res} 通り`);

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@@ -0,0 +1,30 @@
/**
* File: climbing_stairs_dfs_mem.js
* Created Time: 2023-07-26
* Author: yuan0221 (yl1452491917@gmail.com)
*/
/* メモ化探索 */
function dfs(i, mem) {
// dp[1] と dp[2] は既知なので返す
if (i === 1 || i === 2) return i;
// dp[i] の記録があれば、それをそのまま返す
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);
// dp[i] を記録する
mem[i] = count;
return count;
}
/* 階段登り:メモ化探索 */
function climbingStairsDFSMem(n) {
// mem[i] は第 i 段まで上る方法の総数を記録し、-1 は未記録を表す
const mem = new Array(n + 1).fill(-1);
return dfs(n, mem);
}
/* Driver Code */
const n = 9;
const res = climbingStairsDFSMem(n);
console.log(`${n} 階の階段を上る方法は全部で ${res} 通り`);

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@@ -0,0 +1,40 @@
/**
* File: climbing_stairs_dp.js
* Created Time: 2023-07-26
* Author: yuan0221 (yl1452491917@gmail.com)
*/
/* 階段登り:動的計画法 */
function climbingStairsDP(n) {
if (n === 1 || n === 2) return n;
// 部分問題の解を保存するために dp テーブルを初期化
const dp = new Array(n + 1).fill(-1);
// 初期状態:最小部分問題の解をあらかじめ設定
dp[1] = 1;
dp[2] = 2;
// 状態遷移:小さい部分問題から大きい部分問題へ順に解く
for (let i = 3; i <= n; i++) {
dp[i] = dp[i - 1] + dp[i - 2];
}
return dp[n];
}
/* 階段登り:空間最適化した動的計画法 */
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(`${n} 階の階段を上る方法は全部で ${res} 通り`);
res = climbingStairsDPComp(n);
console.log(`${n} 階の階段を上る方法は全部で ${res} 通り`);

View File

@@ -0,0 +1,66 @@
/**
* File: coin_change.js
* Created Time: 2023-08-23
* Author: Gaofer Chou (gaofer-chou@qq.com)
*/
/* コイン両替:動的計画法 */
function coinChangeDP(coins, amt) {
const n = coins.length;
const MAX = amt + 1;
// dp テーブルを初期化
const dp = Array.from({ length: n + 1 }, () =>
Array.from({ length: amt + 1 }, () => 0)
);
// 状態遷移:先頭行と先頭列
for (let a = 1; a <= amt; a++) {
dp[0][a] = MAX;
}
// 状態遷移: 残りの行と列
for (let i = 1; i <= n; i++) {
for (let a = 1; a <= amt; a++) {
if (coins[i - 1] > a) {
// 目標金額を超えるなら硬貨 i は選ばない
dp[i][a] = dp[i - 1][a];
} else {
// 硬貨 i を選ばない場合と選ぶ場合の小さい方
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;
}
/* コイン交換:空間最適化後の動的計画法 */
function coinChangeDPComp(coins, amt) {
const n = coins.length;
const MAX = amt + 1;
// dp テーブルを初期化
const dp = Array.from({ length: amt + 1 }, () => MAX);
dp[0] = 0;
// 状態遷移
for (let i = 1; i <= n; i++) {
for (let a = 1; a <= amt; a++) {
if (coins[i - 1] > a) {
// 目標金額を超えるなら硬貨 i は選ばない
dp[a] = dp[a];
} else {
// 硬貨 i を選ばない場合と選ぶ場合の小さい方
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;
// 動的計画法
let res = coinChangeDP(coins, amt);
console.log(`目標金額を作るのに必要な最小硬貨枚数は ${res}`);
// 空間最適化後の動的計画法
res = coinChangeDPComp(coins, amt);
console.log(`目標金額を作るのに必要な最小硬貨枚数は ${res}`);

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@@ -0,0 +1,64 @@
/**
* File: coin_change_ii.js
* Created Time: 2023-08-23
* Author: Gaofer Chou (gaofer-chou@qq.com)
*/
/* コイン両替 II動的計画法 */
function coinChangeIIDP(coins, amt) {
const n = coins.length;
// dp テーブルを初期化
const dp = Array.from({ length: n + 1 }, () =>
Array.from({ length: amt + 1 }, () => 0)
);
// 先頭列を初期化する
for (let i = 0; i <= n; i++) {
dp[i][0] = 1;
}
// 状態遷移
for (let i = 1; i <= n; i++) {
for (let a = 1; a <= amt; a++) {
if (coins[i - 1] > a) {
// 目標金額を超えるなら硬貨 i は選ばない
dp[i][a] = dp[i - 1][a];
} else {
// コイン i を選ばない場合と選ぶ場合の和
dp[i][a] = dp[i - 1][a] + dp[i][a - coins[i - 1]];
}
}
}
return dp[n][amt];
}
/* コイン両替 II空間最適化した動的計画法 */
function coinChangeIIDPComp(coins, amt) {
const n = coins.length;
// dp テーブルを初期化
const dp = Array.from({ length: amt + 1 }, () => 0);
dp[0] = 1;
// 状態遷移
for (let i = 1; i <= n; i++) {
for (let a = 1; a <= amt; a++) {
if (coins[i - 1] > a) {
// 目標金額を超えるなら硬貨 i は選ばない
dp[a] = dp[a];
} else {
// コイン i を選ばない場合と選ぶ場合の和
dp[a] = dp[a] + dp[a - coins[i - 1]];
}
}
}
return dp[amt];
}
/* Driver Code */
const coins = [1, 2, 5];
const amt = 5;
// 動的計画法
let res = coinChangeIIDP(coins, amt);
console.log(`目標金額を作る硬貨の組み合わせ数は ${res}`);
// 空間最適化後の動的計画法
res = coinChangeIIDPComp(coins, amt);
console.log(`目標金額を作る硬貨の組み合わせ数は ${res}`);

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@@ -0,0 +1,135 @@
/**
* File: edit_distance.js
* Created Time: 2023-08-23
* Author: Gaofer Chou (gaofer-chou@qq.com)
*/
/* 編集距離:総当たり探索 */
function editDistanceDFS(s, t, i, j) {
// s と t がともに空なら 0 を返す
if (i === 0 && j === 0) return 0;
// s が空なら t の長さを返す
if (i === 0) return j;
// t が空なら s の長さを返す
if (j === 0) return i;
// 2 つの文字が等しければ、その 2 文字をそのままスキップする
if (s.charAt(i - 1) === t.charAt(j - 1))
return editDistanceDFS(s, t, i - 1, j - 1);
// 最小編集回数 = 挿入・削除・置換の 3 操作における最小編集回数 + 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);
// 最小編集回数を返す
return Math.min(insert, del, replace) + 1;
}
/* 編集距離:メモ化探索 */
function editDistanceDFSMem(s, t, mem, i, j) {
// s と t がともに空なら 0 を返す
if (i === 0 && j === 0) return 0;
// s が空なら t の長さを返す
if (i === 0) return j;
// t が空なら s の長さを返す
if (j === 0) return i;
// 記録済みなら、それをそのまま返す
if (mem[i][j] !== -1) return mem[i][j];
// 2 つの文字が等しければ、その 2 文字をそのままスキップする
if (s.charAt(i - 1) === t.charAt(j - 1))
return editDistanceDFSMem(s, t, mem, i - 1, j - 1);
// 最小編集回数 = 挿入・削除・置換の 3 操作における最小編集回数 + 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);
// 最小編集回数を記録して返す
mem[i][j] = Math.min(insert, del, replace) + 1;
return mem[i][j];
}
/* 編集距離:動的計画法 */
function editDistanceDP(s, t) {
const n = s.length,
m = t.length;
const dp = Array.from({ length: n + 1 }, () => new Array(m + 1).fill(0));
// 状態遷移:先頭行と先頭列
for (let i = 1; i <= n; i++) {
dp[i][0] = i;
}
for (let j = 1; j <= m; j++) {
dp[0][j] = j;
}
// 状態遷移: 残りの行と列
for (let i = 1; i <= n; i++) {
for (let j = 1; j <= m; j++) {
if (s.charAt(i - 1) === t.charAt(j - 1)) {
// 2 つの文字が等しければ、その 2 文字をそのままスキップする
dp[i][j] = dp[i - 1][j - 1];
} else {
// 最小編集回数 = 挿入・削除・置換の 3 操作における最小編集回数 + 1
dp[i][j] =
Math.min(dp[i][j - 1], dp[i - 1][j], dp[i - 1][j - 1]) + 1;
}
}
}
return dp[n][m];
}
/* 編集距離:空間最適化した動的計画法 */
function editDistanceDPComp(s, t) {
const n = s.length,
m = t.length;
const dp = new Array(m + 1).fill(0);
// 状態遷移:先頭行
for (let j = 1; j <= m; j++) {
dp[j] = j;
}
// 状態遷移:残りの行
for (let i = 1; i <= n; i++) {
// 状態遷移:先頭列
let leftup = dp[0]; // dp[i-1, j-1] を一時保存する
dp[0] = i;
// 状態遷移:残りの列
for (let j = 1; j <= m; j++) {
const temp = dp[j];
if (s.charAt(i - 1) === t.charAt(j - 1)) {
// 2 つの文字が等しければ、その 2 文字をそのままスキップする
dp[j] = leftup;
} else {
// 最小編集回数 = 挿入・削除・置換の 3 操作における最小編集回数 + 1
dp[j] = Math.min(dp[j - 1], dp[j], leftup) + 1;
}
leftup = temp; // 次の反復の dp[i-1, j-1] に更新する
}
}
return dp[m];
}
const s = 'bag';
const t = 'pack';
const n = s.length,
m = t.length;
// 全探索
let res = editDistanceDFS(s, t, n, m);
console.log(`${s}${t} に変更するには最少で ${res} 回の編集が必要`);
// メモ化探索
const mem = Array.from(new Array(n + 1), () => new Array(m + 1).fill(-1));
res = editDistanceDFSMem(s, t, mem, n, m);
console.log(`${s}${t} に変更するには最少で ${res} 回の編集が必要`);
// 動的計画法
res = editDistanceDP(s, t);
console.log(`${s}${t} に変更するには最少で ${res} 回の編集が必要`);
// 空間最適化後の動的計画法
res = editDistanceDPComp(s, t);
console.log(`${s}${t} に変更するには最少で ${res} 回の編集が必要`);

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@@ -0,0 +1,113 @@
/**
* File: knapsack.js
* Created Time: 2023-08-23
* Author: Gaofer Chou (gaofer-chou@qq.com)
*/
/* 0-1 ナップサック:総当たり探索 */
function knapsackDFS(wgt, val, i, c) {
// すべての品物を選び終えたか、ナップサックに残り容量がなければ、価値 0 を返す
if (i === 0 || c === 0) {
return 0;
}
// ナップサック容量を超える場合は、入れない選択しかできない
if (wgt[i - 1] > c) {
return knapsackDFS(wgt, val, i - 1, c);
}
// 品物 i を入れない場合と入れる場合の最大価値を計算する
const no = knapsackDFS(wgt, val, i - 1, c);
const yes = knapsackDFS(wgt, val, i - 1, c - wgt[i - 1]) + val[i - 1];
// 2つの案のうち価値が大きいほうを返す
return Math.max(no, yes);
}
/* 0-1 ナップサック:メモ化探索 */
function knapsackDFSMem(wgt, val, mem, i, c) {
// すべての品物を選び終えたか、ナップサックに残り容量がなければ、価値 0 を返す
if (i === 0 || c === 0) {
return 0;
}
// 既に記録があればそのまま返す
if (mem[i][c] !== -1) {
return mem[i][c];
}
// ナップサック容量を超える場合は、入れない選択しかできない
if (wgt[i - 1] > c) {
return knapsackDFSMem(wgt, val, mem, i - 1, c);
}
// 品物 i を入れない場合と入れる場合の最大価値を計算する
const no = knapsackDFSMem(wgt, val, mem, i - 1, c);
const yes =
knapsackDFSMem(wgt, val, mem, i - 1, c - wgt[i - 1]) + val[i - 1];
// 2 つの案のうち価値が大きい方を記録して返す
mem[i][c] = Math.max(no, yes);
return mem[i][c];
}
/* 0-1 ナップサック:動的計画法 */
function knapsackDP(wgt, val, cap) {
const n = wgt.length;
// dp テーブルを初期化
const dp = Array(n + 1)
.fill(0)
.map(() => Array(cap + 1).fill(0));
// 状態遷移
for (let i = 1; i <= n; i++) {
for (let c = 1; c <= cap; c++) {
if (wgt[i - 1] > c) {
// ナップサック容量を超えるなら品物 i は選ばない
dp[i][c] = dp[i - 1][c];
} else {
// 品物 i を選ばない場合と選ぶ場合の大きい方
dp[i][c] = Math.max(
dp[i - 1][c],
dp[i - 1][c - wgt[i - 1]] + val[i - 1]
);
}
}
}
return dp[n][cap];
}
/* 0-1 ナップサック:空間最適化後の動的計画法 */
function knapsackDPComp(wgt, val, cap) {
const n = wgt.length;
// dp テーブルを初期化
const dp = Array(cap + 1).fill(0);
// 状態遷移
for (let i = 1; i <= n; i++) {
// 逆順に走査する
for (let c = cap; c >= 1; c--) {
if (wgt[i - 1] <= c) {
// 品物 i を選ばない場合と選ぶ場合の大きい方
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;
// 全探索
let res = knapsackDFS(wgt, val, n, cap);
console.log(`ナップサック容量を超えない最大価値は ${res}`);
// メモ化探索
const mem = Array.from({ length: n + 1 }, () =>
Array.from({ length: cap + 1 }, () => -1)
);
res = knapsackDFSMem(wgt, val, mem, n, cap);
console.log(`ナップサック容量を超えない最大価値は ${res}`);
// 動的計画法
res = knapsackDP(wgt, val, cap);
console.log(`ナップサック容量を超えない最大価値は ${res}`);
// 空間最適化後の動的計画法
res = knapsackDPComp(wgt, val, cap);
console.log(`ナップサック容量を超えない最大価値は ${res}`);

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@@ -0,0 +1,49 @@
/**
* File: min_cost_climbing_stairs_dp.js
* Created Time: 2023-08-23
* Author: Gaofer Chou (gaofer-chou@qq.com)
*/
/* 階段登りの最小コスト:動的計画法 */
function minCostClimbingStairsDP(cost) {
const n = cost.length - 1;
if (n === 1 || n === 2) {
return cost[n];
}
// 部分問題の解を保存するために dp テーブルを初期化
const dp = new Array(n + 1);
// 初期状態:最小部分問題の解をあらかじめ設定
dp[1] = cost[1];
dp[2] = cost[2];
// 状態遷移:小さい部分問題から大きい部分問題へ順に解く
for (let i = 3; i <= n; i++) {
dp[i] = Math.min(dp[i - 1], dp[i - 2]) + cost[i];
}
return dp[n];
}
/* 階段昇りの最小コスト:空間最適化後の動的計画法 */
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('入力された階段コストのリストは:', cost);
let res = minCostClimbingStairsDP(cost);
console.log(`階段を上り切る最小コストは:${res}`);
res = minCostClimbingStairsDPComp(cost);
console.log(`階段を上り切る最小コストは:${res}`);

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@@ -0,0 +1,121 @@
/**
* File: min_path_sum.js
* Created Time: 2023-08-23
* Author: Gaofer Chou (gaofer-chou@qq.com)
*/
/* 最小経路和:全探索 */
function minPathSumDFS(grid, i, j) {
// 左上のセルなら探索を終了する
if (i === 0 && j === 0) {
return grid[0][0];
}
// 行または列のインデックスが範囲外なら、コスト +∞ を返す
if (i < 0 || j < 0) {
return Infinity;
}
// 左上から (i-1, j) および (i, j-1) までの最小経路コストを計算する
const up = minPathSumDFS(grid, i - 1, j);
const left = minPathSumDFS(grid, i, j - 1);
// 左上隅から (i, j) までの最小経路コストを返す
return Math.min(left, up) + grid[i][j];
}
/* 最小経路和:メモ化探索 */
function minPathSumDFSMem(grid, mem, i, j) {
// 左上のセルなら探索を終了する
if (i === 0 && j === 0) {
return grid[0][0];
}
// 行または列のインデックスが範囲外なら、コスト +∞ を返す
if (i < 0 || j < 0) {
return Infinity;
}
// 既に記録があればそのまま返す
if (mem[i][j] !== -1) {
return mem[i][j];
}
// 左と上のセルからの最小経路コスト
const up = minPathSumDFSMem(grid, mem, i - 1, j);
const left = minPathSumDFSMem(grid, mem, i, j - 1);
// 左上から (i, j) までの最小経路コストを記録して返す
mem[i][j] = Math.min(left, up) + grid[i][j];
return mem[i][j];
}
/* 最小経路和:動的計画法 */
function minPathSumDP(grid) {
const n = grid.length,
m = grid[0].length;
// dp テーブルを初期化
const dp = Array.from({ length: n }, () =>
Array.from({ length: m }, () => 0)
);
dp[0][0] = grid[0][0];
// 状態遷移:先頭行
for (let j = 1; j < m; j++) {
dp[0][j] = dp[0][j - 1] + grid[0][j];
}
// 状態遷移:先頭列
for (let i = 1; i < n; i++) {
dp[i][0] = dp[i - 1][0] + grid[i][0];
}
// 状態遷移: 残りの行と列
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];
}
/* 最小経路和:空間最適化後の動的計画法 */
function minPathSumDPComp(grid) {
const n = grid.length,
m = grid[0].length;
// dp テーブルを初期化
const dp = new Array(m);
// 状態遷移:先頭行
dp[0] = grid[0][0];
for (let j = 1; j < m; j++) {
dp[j] = dp[j - 1] + grid[0][j];
}
// 状態遷移:残りの行
for (let i = 1; i < n; i++) {
// 状態遷移:先頭列
dp[0] = dp[0] + grid[i][0];
// 状態遷移:残りの列
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;
// 全探索
let res = minPathSumDFS(grid, n - 1, m - 1);
console.log(`左上から右下までの最小経路和は ${res}`);
// メモ化探索
const mem = Array.from({ length: n }, () =>
Array.from({ length: m }, () => -1)
);
res = minPathSumDFSMem(grid, mem, n - 1, m - 1);
console.log(`左上から右下までの最小経路和は ${res}`);
// 動的計画法
res = minPathSumDP(grid);
console.log(`左上から右下までの最小経路和は ${res}`);
// 空間最適化後の動的計画法
res = minPathSumDPComp(grid);
console.log(`左上から右下までの最小経路和は ${res}`);

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@@ -0,0 +1,63 @@
/**
* File: unbounded_knapsack.js
* Created Time: 2023-08-23
* Author: Gaofer Chou (gaofer-chou@qq.com)
*/
/* 完全ナップサック問題:動的計画法 */
function unboundedKnapsackDP(wgt, val, cap) {
const n = wgt.length;
// dp テーブルを初期化
const dp = Array.from({ length: n + 1 }, () =>
Array.from({ length: cap + 1 }, () => 0)
);
// 状態遷移
for (let i = 1; i <= n; i++) {
for (let c = 1; c <= cap; c++) {
if (wgt[i - 1] > c) {
// ナップサック容量を超えるなら品物 i は選ばない
dp[i][c] = dp[i - 1][c];
} else {
// 品物 i を選ばない場合と選ぶ場合の大きい方
dp[i][c] = Math.max(
dp[i - 1][c],
dp[i][c - wgt[i - 1]] + val[i - 1]
);
}
}
}
return dp[n][cap];
}
/* 完全ナップサック問題:空間最適化後の動的計画法 */
function unboundedKnapsackDPComp(wgt, val, cap) {
const n = wgt.length;
// dp テーブルを初期化
const dp = Array.from({ length: cap + 1 }, () => 0);
// 状態遷移
for (let i = 1; i <= n; i++) {
for (let c = 1; c <= cap; c++) {
if (wgt[i - 1] > c) {
// ナップサック容量を超えるなら品物 i は選ばない
dp[c] = dp[c];
} else {
// 品物 i を選ばない場合と選ぶ場合の大きい方
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;
// 動的計画法
let res = unboundedKnapsackDP(wgt, val, cap);
console.log(`ナップサック容量を超えない最大価値は ${res}`);
// 空間最適化後の動的計画法
res = unboundedKnapsackDPComp(wgt, val, cap);
console.log(`ナップサック容量を超えない最大価値は ${res}`);

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@@ -0,0 +1,142 @@
/**
* File: graph_adjacency_list.js
* Created Time: 2023-02-09
* Author: Justin (xiefahit@gmail.com)
*/
const { Vertex } = require('../modules/Vertex');
/* 隣接リストに基づく無向グラフクラス */
class GraphAdjList {
// 隣接リスト。key は頂点、value はその頂点に隣接する全頂点
adjList;
/* コンストラクタ */
constructor(edges) {
this.adjList = new Map();
// すべての頂点と辺を追加
for (const edge of edges) {
this.addVertex(edge[0]);
this.addVertex(edge[1]);
this.addEdge(edge[0], edge[1]);
}
}
/* 頂点数を取得 */
size() {
return this.adjList.size;
}
/* 辺を追加 */
addEdge(vet1, vet2) {
if (
!this.adjList.has(vet1) ||
!this.adjList.has(vet2) ||
vet1 === vet2
) {
throw new Error('Illegal Argument Exception');
}
// 辺 vet1 - vet2 を追加
this.adjList.get(vet1).push(vet2);
this.adjList.get(vet2).push(vet1);
}
/* 辺を削除 */
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');
}
// 辺 vet1 - vet2 を削除
this.adjList.get(vet1).splice(this.adjList.get(vet1).indexOf(vet2), 1);
this.adjList.get(vet2).splice(this.adjList.get(vet2).indexOf(vet1), 1);
}
/* 頂点を追加 */
addVertex(vet) {
if (this.adjList.has(vet)) return;
// 隣接リストに新しいリストを追加
this.adjList.set(vet, []);
}
/* 頂点を削除 */
removeVertex(vet) {
if (!this.adjList.has(vet)) {
throw new Error('Illegal Argument Exception');
}
// 隣接リストから頂点 vet に対応するリストを削除
this.adjList.delete(vet);
// 他の頂点のリストを走査し、vet を含むすべての辺を削除
for (const set of this.adjList.values()) {
const index = set.indexOf(vet);
if (index > -1) {
set.splice(index, 1);
}
}
}
/* 隣接リストを出力 */
print() {
console.log('隣接リスト =');
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 */
/* 無向グラフを初期化 */
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('\n初期化後のグラフは');
graph.print();
/* 辺を追加 */
// 頂点 1, 2 は v0, v2
graph.addEdge(v0, v2);
console.log('\n辺 1-2 を追加した後のグラフは');
graph.print();
/* 辺を削除 */
// 頂点 1, 3 は v0, v1
graph.removeEdge(v0, v1);
console.log('\n辺 1-3 を削除した後のグラフは');
graph.print();
/* 頂点を追加 */
const v5 = new Vertex(6);
graph.addVertex(v5);
console.log('\n頂点 6 を追加した後のグラフは');
graph.print();
/* 頂点を削除 */
// 頂点 3 は v1
graph.removeVertex(v1);
console.log('\n頂点 3 を削除した後のグラフは');
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)
*/
/* 隣接行列に基づく無向グラフクラス */
class GraphAdjMat {
vertices; // 頂点リスト。要素は「頂点値」、インデックスは「頂点インデックス」を表す
adjMat; // 隣接行列。行・列のインデックスは「頂点インデックス」に対応
/* コンストラクタ */
constructor(vertices, edges) {
this.vertices = [];
this.adjMat = [];
// 頂点を追加
for (const val of vertices) {
this.addVertex(val);
}
// 辺を追加
// 注意edges の各要素は頂点インデックスを表し、vertices の要素インデックスに対応する
for (const e of edges) {
this.addEdge(e[0], e[1]);
}
}
/* 頂点数を取得 */
size() {
return this.vertices.length;
}
/* 頂点を追加 */
addVertex(val) {
const n = this.size();
// 頂点リストに新しい頂点の値を追加
this.vertices.push(val);
// 隣接行列に 1 行追加
const newRow = [];
for (let j = 0; j < n; j++) {
newRow.push(0);
}
this.adjMat.push(newRow);
// 隣接行列に 1 列追加
for (const row of this.adjMat) {
row.push(0);
}
}
/* 頂点を削除 */
removeVertex(index) {
if (index >= this.size()) {
throw new RangeError('Index Out Of Bounds Exception');
}
// 頂点リストから index の頂点を削除する
this.vertices.splice(index, 1);
// 隣接行列で index 行を削除する
this.adjMat.splice(index, 1);
// 隣接行列で index 列を削除する
for (const row of this.adjMat) {
row.splice(index, 1);
}
}
/* 辺を追加 */
// 引数 i, j は vertices の要素インデックスに対応する
addEdge(i, j) {
// インデックスの範囲外と等値の処理
if (i < 0 || j < 0 || i >= this.size() || j >= this.size() || i === j) {
throw new RangeError('Index Out Of Bounds Exception');
}
// 無向グラフでは、隣接行列は主対角線に関して対称であり、(i, j) === (j, i) を満たす
this.adjMat[i][j] = 1;
this.adjMat[j][i] = 1;
}
/* 辺を削除 */
// 引数 i, j は vertices の要素インデックスに対応する
removeEdge(i, j) {
// インデックスの範囲外と等値の処理
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;
}
/* 隣接行列を出力 */
print() {
console.log('頂点リスト = ', this.vertices);
console.log('隣接行列 =', this.adjMat);
}
}
/* Driver Code */
/* 無向グラフを初期化 */
// edges の要素は頂点インデックス、すなわち vertices の要素インデックスに対応する点に注意
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('\n初期化後のグラフは');
graph.print();
/* 辺を追加 */
// 頂点 1, 2 のインデックスはそれぞれ 0, 2
graph.addEdge(0, 2);
console.log('\n辺 1-2 を追加した後のグラフは');
graph.print();
/* 辺を削除 */
// 頂点 1, 3 のインデックスはそれぞれ 0, 1
graph.removeEdge(0, 1);
console.log('\n辺 1-3 を削除した後のグラフは');
graph.print();
/* 頂点を追加 */
graph.addVertex(6);
console.log('\n頂点 6 を追加した後のグラフは');
graph.print();
/* 頂点を削除 */
// 頂点 3 のインデックスは 1
graph.removeVertex(1);
console.log('\n頂点 3 を削除した後のグラフは');
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');
/* 幅優先探索 */
// グラフを隣接リストで表し、指定した頂点の隣接頂点をすべて取得できるようにする
function graphBFS(graph, startVet) {
// 頂点の走査順序
const res = [];
// 訪問済み頂点を記録するためのハッシュ集合
const visited = new Set();
visited.add(startVet);
// BFS の実装にキューを用いる
const que = [startVet];
// 頂点 vet を起点に、すべての頂点を訪問し終えるまで繰り返す
while (que.length) {
const vet = que.shift(); // 先頭の頂点をデキュー
res.push(vet); // 訪問した頂点を記録
// この頂点のすべての隣接頂点を走査
for (const adjVet of graph.adjList.get(vet) ?? []) {
if (visited.has(adjVet)) {
continue; // 訪問済みの頂点をスキップ
}
que.push(adjVet); // 未訪問の頂点のみをキューに追加
visited.add(adjVet); // この頂点を訪問済みにする
}
}
// 頂点の走査順を返す
return res;
}
/* Driver Code */
/* 無向グラフを初期化 */
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('\n初期化後のグラフは');
graph.print();
/* 幅優先探索 */
const res = graphBFS(graph, v[0]);
console.log('\n幅優先探索BFSの頂点列は');
console.log(Vertex.vetsToVals(res));

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@@ -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');
/* 深さ優先探索 */
// グラフを隣接リストで表し、指定した頂点の隣接頂点をすべて取得できるようにする
function dfs(graph, visited, res, vet) {
res.push(vet); // 訪問した頂点を記録
visited.add(vet); // この頂点を訪問済みにする
// この頂点のすべての隣接頂点を走査
for (const adjVet of graph.adjList.get(vet)) {
if (visited.has(adjVet)) {
continue; // 訪問済みの頂点をスキップ
}
// 隣接頂点を再帰的に訪問
dfs(graph, visited, res, adjVet);
}
}
/* 深さ優先探索 */
// グラフを隣接リストで表し、指定した頂点の隣接頂点をすべて取得できるようにする
function graphDFS(graph, startVet) {
// 頂点の走査順序
const res = [];
// 訪問済み頂点を記録するためのハッシュ集合
const visited = new Set();
dfs(graph, visited, res, startVet);
return res;
}
/* Driver Code */
/* 無向グラフを初期化 */
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('\n初期化後のグラフは');
graph.print();
/* 深さ優先探索 */
const res = graphDFS(graph, v[0]);
console.log('\n深さ優先探索DFSの頂点列は');
console.log(Vertex.vetsToVals(res));

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@@ -0,0 +1,48 @@
/**
* File: coin_change_greedy.js
* Created Time: 2023-09-02
* Author: Justin (xiefahit@gmail.com)
*/
/* コイン交換:貪欲法 */
function coinChangeGreedy(coins, amt) {
// coins 配列はソート済みと仮定する
let i = coins.length - 1;
let count = 0;
// 残額がなくなるまで貪欲選択を繰り返す
while (amt > 0) {
// 残額以下で最も近い硬貨を見つける
while (i > 0 && coins[i] > amt) {
i--;
}
// coins[i] を選択する
amt -= coins[i];
count++;
}
// 実行可能な解が見つからなければ -1 を返す
return amt === 0 ? count : -1;
}
/* Driver Code */
// 貪欲法:大域最適解を保証できる
let coins = [1, 5, 10, 20, 50, 100];
let amt = 186;
let res = coinChangeGreedy(coins, amt);
console.log(`\ncoins = ${coins}, amt = ${amt}`);
console.log(`${amt} を作るのに必要な最小硬貨枚数は ${res}`);
// 貪欲法:大域最適解を保証できない
coins = [1, 20, 50];
amt = 60;
res = coinChangeGreedy(coins, amt);
console.log(`\ncoins = ${coins}, amt = ${amt}`);
console.log(`${amt} を作るのに必要な最小硬貨枚数は ${res}`);
console.log('実際に必要な最小枚数は 3、つまり 20 + 20 + 20');
// 貪欲法:大域最適解を保証できない
coins = [1, 49, 50];
amt = 98;
res = coinChangeGreedy(coins, amt);
console.log(`\ncoins = ${coins}, amt = ${amt}`);
console.log(`${amt} を作るのに必要な最小硬貨枚数は ${res}`);
console.log('実際に必要な最小枚数は 2、つまり 49 + 49');

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@@ -0,0 +1,46 @@
/**
* File: fractional_knapsack.js
* Created Time: 2023-09-02
* Author: Justin (xiefahit@gmail.com)
*/
/* 品物 */
class Item {
constructor(w, v) {
this.w = w; // 品物の重さ
this.v = v; // 品物の価値
}
}
/* 分数ナップサック:貪欲法 */
function fractionalKnapsack(wgt, val, cap) {
// 重さと価値の 2 属性を持つ品物リストを作成
const items = wgt.map((w, i) => new Item(w, val[i]));
// 単位価値 item.v / item.w の高い順にソートする
items.sort((a, b) => b.v / b.w - a.v / a.w);
// 貪欲選択を繰り返す
let res = 0;
for (const item of items) {
if (item.w <= cap) {
// 残り容量が十分なら、現在の品物を丸ごとナップサックに入れる
res += item.v;
cap -= item.w;
} else {
// 残り容量が足りない場合は、現在の品物の一部だけをナップサックに入れる
res += (item.v / item.w) * cap;
// 残り容量がないため、ループを抜ける
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;
// 貪欲法
const res = fractionalKnapsack(wgt, val, cap);
console.log(`ナップサック容量を超えない最大価値は ${res}`);

View File

@@ -0,0 +1,34 @@
/**
* File: max_capacity.js
* Created Time: 2023-09-02
* Author: Justin (xiefahit@gmail.com)
*/
/* 最大容量:貪欲法 */
function maxCapacity(ht) {
// i, j を初期化し、それぞれ配列の両端に置く
let i = 0,
j = ht.length - 1;
// 初期の最大容量は 0
let res = 0;
// 2 枚の板が出会うまで貪欲選択を繰り返す
while (i < j) {
// 最大容量を更新する
const cap = Math.min(ht[i], ht[j]) * (j - i);
res = Math.max(res, cap);
// 短い方を内側へ動かす
if (ht[i] < ht[j]) {
i += 1;
} else {
j -= 1;
}
}
return res;
}
/* Driver Code */
const ht = [3, 8, 5, 2, 7, 7, 3, 4];
// 貪欲法
const res = maxCapacity(ht);
console.log(`最大容量は ${res}`);

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@@ -0,0 +1,33 @@
/**
* File: max_product_cutting.js
* Created Time: 2023-09-02
* Author: Justin (xiefahit@gmail.com)
*/
/* 最大切断積:貪欲法 */
function maxProductCutting(n) {
// n <= 3 のときは、必ず 1 を切り出す
if (n <= 3) {
return 1 * (n - 1);
}
// 貪欲に 3 を切り出し、a を 3 の個数、b を余りとする
let a = Math.floor(n / 3);
let b = n % 3;
if (b === 1) {
// 余りが 1 のときは、1 * 3 を 2 * 2 に変える
return Math.pow(3, a - 1) * 2 * 2;
}
if (b === 2) {
// 余りが 2 のときは、そのままにする
return Math.pow(3, a) * 2;
}
// 余りが 0 のときは、そのままにする
return Math.pow(3, a);
}
/* Driver Code */
let n = 58;
// 貪欲法
let res = maxProductCutting(n);
console.log(`最大分割積は ${res}`);

View File

@@ -0,0 +1,128 @@
/**
* File: array_hash_map.js
* Created Time: 2022-12-26
* Author: Justin (xiefahit@gmail.com)
*/
/* キーと値の組 Number -> String */
class Pair {
constructor(key, val) {
this.key = key;
this.val = val;
}
}
/* 配列ベースのハッシュテーブル */
class ArrayHashMap {
#buckets;
constructor() {
// 100 個のバケットを含む配列を初期化
this.#buckets = new Array(100).fill(null);
}
/* ハッシュ関数 */
#hashFunc(key) {
return key % 100;
}
/* 検索操作 */
get(key) {
let index = this.#hashFunc(key);
let pair = this.#buckets[index];
if (pair === null) return null;
return pair.val;
}
/* 追加操作 */
set(key, val) {
let index = this.#hashFunc(key);
this.#buckets[index] = new Pair(key, val);
}
/* 削除操作 */
delete(key) {
let index = this.#hashFunc(key);
// null に設定し、削除を表す
this.#buckets[index] = null;
}
/* すべてのキーと値のペアを取得 */
entries() {
let arr = [];
for (let i = 0; i < this.#buckets.length; i++) {
if (this.#buckets[i]) {
arr.push(this.#buckets[i]);
}
}
return arr;
}
/* すべてのキーを取得 */
keys() {
let arr = [];
for (let i = 0; i < this.#buckets.length; i++) {
if (this.#buckets[i]) {
arr.push(this.#buckets[i].key);
}
}
return arr;
}
/* すべての値を取得 */
values() {
let arr = [];
for (let i = 0; i < this.#buckets.length; i++) {
if (this.#buckets[i]) {
arr.push(this.#buckets[i].val);
}
}
return arr;
}
/* ハッシュテーブルを出力 */
print() {
let pairSet = this.entries();
for (const pair of pairSet) {
console.info(`${pair.key} -> ${pair.val}`);
}
}
}
/* Driver Code */
/* ハッシュテーブルを初期化 */
const map = new ArrayHashMap();
/* 追加操作 */
// ハッシュテーブルにキーと値のペア (key, value) を追加
map.set(12836, 'シャオハー');
map.set(15937, 'シャオルオ');
map.set(16750, 'シャオスワン');
map.set(13276, 'シャオファー');
map.set(10583, 'シャオヤー');
console.info('\n追加完了後、ハッシュ表は\nKey -> Value');
map.print();
/* 検索操作 */
// キー key をハッシュテーブルに渡し、値 value を取得
let name = map.get(15937);
console.info('\n学籍番号 15937 を入力すると、氏名 ' + name);
/* 削除操作 */
// ハッシュテーブルからキーと値のペア (key, value) を削除
map.delete(10583);
console.info('\n10583 を削除した後、ハッシュ表は\nKey -> Value');
map.print();
/* ハッシュテーブルを走査 */
console.info('\nキーと値のペア Key->Value を走査');
for (const pair of map.entries()) {
if (!pair) continue;
console.info(pair.key + ' -> ' + pair.val);
}
console.info('\nキー Key を個別に走査');
for (const key of map.keys()) {
console.info(key);
}
console.info('\n値 Value を個別に走査');
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 */
/* ハッシュテーブルを初期化 */
const map = new Map();
/* 追加操作 */
// ハッシュテーブルにキーと値のペア (key, value) を追加
map.set(12836, 'シャオハー');
map.set(15937, 'シャオルオ');
map.set(16750, 'シャオスワン');
map.set(13276, 'シャオファー');
map.set(10583, 'シャオヤー');
console.info('\n追加完了後、ハッシュ表は\nKey -> Value');
console.info(map);
/* 検索操作 */
// キー key をハッシュテーブルに渡し、値 value を取得
let name = map.get(15937);
console.info('\n学籍番号 15937 を入力すると、氏名 ' + name);
/* 削除操作 */
// ハッシュテーブルからキーと値のペア (key, value) を削除
map.delete(10583);
console.info('\n10583 を削除した後、ハッシュ表は\nKey -> Value');
console.info(map);
/* ハッシュテーブルを走査 */
console.info('\nキーと値のペア Key->Value を走査');
for (const [k, v] of map.entries()) {
console.info(k + ' -> ' + v);
}
console.info('\nキー Key を個別に走査');
for (const k of map.keys()) {
console.info(k);
}
console.info('\n値 Value を個別に走査');
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)
*/
/* キーと値の組 Number -> String */
class Pair {
constructor(key, val) {
this.key = key;
this.val = val;
}
}
/* チェイン法ハッシュテーブル */
class HashMapChaining {
#size; // キーと値のペア数
#capacity; // ハッシュテーブル容量
#loadThres; // リサイズを発動する負荷率のしきい値
#extendRatio; // 拡張倍率
#buckets; // バケット配列
/* コンストラクタ */
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) => []);
}
/* ハッシュ関数 */
#hashFunc(key) {
return key % this.#capacity;
}
/* 負荷率 */
#loadFactor() {
return this.#size / this.#capacity;
}
/* 検索操作 */
get(key) {
const index = this.#hashFunc(key);
const bucket = this.#buckets[index];
// バケットを走査し、key が見つかれば対応する val を返す
for (const pair of bucket) {
if (pair.key === key) {
return pair.val;
}
}
// key が見つからない場合は null を返す
return null;
}
/* 追加操作 */
put(key, val) {
// 負荷率がしきい値を超えたら、リサイズを実行
if (this.#loadFactor() > this.#loadThres) {
this.#extend();
}
const index = this.#hashFunc(key);
const bucket = this.#buckets[index];
// バケットを走査し、指定した key が見つかれば対応する val を更新して返す
for (const pair of bucket) {
if (pair.key === key) {
pair.val = val;
return;
}
}
// その key が存在しなければ、キーと値のペアを末尾に追加
const pair = new Pair(key, val);
bucket.push(pair);
this.#size++;
}
/* 削除操作 */
remove(key) {
const index = this.#hashFunc(key);
let bucket = this.#buckets[index];
// バケットを走査してキーと値のペアを削除
for (let i = 0; i < bucket.length; i++) {
if (bucket[i].key === key) {
bucket.splice(i, 1);
this.#size--;
break;
}
}
}
/* ハッシュテーブルを拡張 */
#extend() {
// 元のハッシュテーブルを一時保存
const bucketsTmp = this.#buckets;
// リサイズ後の新しいハッシュテーブルを初期化
this.#capacity *= this.#extendRatio;
this.#buckets = new Array(this.#capacity).fill(null).map((x) => []);
this.#size = 0;
// キーと値のペアを元のハッシュテーブルから新しいハッシュテーブルへ移す
for (const bucket of bucketsTmp) {
for (const pair of bucket) {
this.put(pair.key, pair.val);
}
}
}
/* ハッシュテーブルを出力 */
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 */
/* ハッシュテーブルを初期化 */
const map = new HashMapChaining();
/* 追加操作 */
// ハッシュテーブルにキーと値のペア (key, value) を追加
map.put(12836, 'シャオハー');
map.put(15937, 'シャオルオ');
map.put(16750, 'シャオスワン');
map.put(13276, 'シャオファー');
map.put(10583, 'シャオヤー');
console.log('\n追加完了後、ハッシュ表は\nKey -> Value');
map.print();
/* 検索操作 */
// キー key をハッシュテーブルに渡し、値 value を取得
const name = map.get(13276);
console.log('\n学籍番号 13276 を入力すると、名前 ' + name);
/* 削除操作 */
// ハッシュテーブルからキーと値のペア (key, value) を削除
map.remove(12836);
console.log('\n12836 を削除した後、ハッシュテーブルは\nKey -> Value');
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)
*/
/* キーと値の組 Number -> String */
class Pair {
constructor(key, val) {
this.key = key;
this.val = val;
}
}
/* オープンアドレス法ハッシュテーブル */
class HashMapOpenAddressing {
#size; // キーと値のペア数
#capacity; // ハッシュテーブル容量
#loadThres; // リサイズを発動する負荷率のしきい値
#extendRatio; // 拡張倍率
#buckets; // バケット配列
#TOMBSTONE; // 削除済みマーク
/* コンストラクタ */
constructor() {
this.#size = 0; // キーと値のペア数
this.#capacity = 4; // ハッシュテーブル容量
this.#loadThres = 2.0 / 3.0; // リサイズを発動する負荷率のしきい値
this.#extendRatio = 2; // 拡張倍率
this.#buckets = Array(this.#capacity).fill(null); // バケット配列
this.#TOMBSTONE = new Pair(-1, '-1'); // 削除済みマーク
}
/* ハッシュ関数 */
#hashFunc(key) {
return key % this.#capacity;
}
/* 負荷率 */
#loadFactor() {
return this.#size / this.#capacity;
}
/* key に対応するバケットインデックスを探す */
#findBucket(key) {
let index = this.#hashFunc(key);
let firstTombstone = -1;
// 線形プロービングを行い、空バケットに達したら終了
while (this.#buckets[index] !== null) {
// key が見つかったら、対応するバケットのインデックスを返す
if (this.#buckets[index].key === key) {
// 以前に削除マークが見つかっていれば、そのインデックスへキーと値のペアを移動
if (firstTombstone !== -1) {
this.#buckets[firstTombstone] = this.#buckets[index];
this.#buckets[index] = this.#TOMBSTONE;
return firstTombstone; // 移動後のバケットインデックスを返す
}
return index; // バケットのインデックスを返す
}
// 最初に見つかった削除マークを記録
if (
firstTombstone === -1 &&
this.#buckets[index] === this.#TOMBSTONE
) {
firstTombstone = index;
}
// バケットのインデックスを計算し、末尾を越えたら先頭に戻る
index = (index + 1) % this.#capacity;
}
// key が存在しない場合は追加位置のインデックスを返す
return firstTombstone === -1 ? index : firstTombstone;
}
/* 検索操作 */
get(key) {
// key に対応するバケットインデックスを探す
const index = this.#findBucket(key);
// キーと値の組が見つかったら、対応する val を返す
if (
this.#buckets[index] !== null &&
this.#buckets[index] !== this.#TOMBSTONE
) {
return this.#buckets[index].val;
}
// キーと値の組が存在しなければ null を返す
return null;
}
/* 追加操作 */
put(key, val) {
// 負荷率がしきい値を超えたら、リサイズを実行
if (this.#loadFactor() > this.#loadThres) {
this.#extend();
}
// key に対応するバケットインデックスを探す
const index = this.#findBucket(key);
// キーと値の組が見つかったら、val を上書きして返す
if (
this.#buckets[index] !== null &&
this.#buckets[index] !== this.#TOMBSTONE
) {
this.#buckets[index].val = val;
return;
}
// キーと値の組が存在しない場合は、その組を追加する
this.#buckets[index] = new Pair(key, val);
this.#size++;
}
/* 削除操作 */
remove(key) {
// key に対応するバケットインデックスを探す
const index = this.#findBucket(key);
// キーと値の組が見つかったら、削除マーカーで上書きする
if (
this.#buckets[index] !== null &&
this.#buckets[index] !== this.#TOMBSTONE
) {
this.#buckets[index] = this.#TOMBSTONE;
this.#size--;
}
}
/* ハッシュテーブルを拡張 */
#extend() {
// 元のハッシュテーブルを一時保存
const bucketsTmp = this.#buckets;
// リサイズ後の新しいハッシュテーブルを初期化
this.#capacity *= this.#extendRatio;
this.#buckets = Array(this.#capacity).fill(null);
this.#size = 0;
// キーと値のペアを元のハッシュテーブルから新しいハッシュテーブルへ移す
for (const pair of bucketsTmp) {
if (pair !== null && pair !== this.#TOMBSTONE) {
this.put(pair.key, pair.val);
}
}
}
/* ハッシュテーブルを出力 */
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 */
// ハッシュテーブルを初期化
const hashmap = new HashMapOpenAddressing();
// 追加操作
// ハッシュテーブルにキーと値の組 (key, val) を追加する
hashmap.put(12836, 'シャオハー');
hashmap.put(15937, 'シャオルオ');
hashmap.put(16750, 'シャオスワン');
hashmap.put(13276, 'シャオファー');
hashmap.put(10583, 'シャオヤー');
console.log('\n追加完了後、ハッシュ表は\nKey -> Value');
hashmap.print();
// 検索操作
// ハッシュテーブルにキー key を入力し、値 val を得る
const name = hashmap.get(13276);
console.log('\n学籍番号 13276 を入力すると、名前 ' + name);
// 削除操作
// ハッシュテーブルからキーと値の組 (key, val) を削除する
hashmap.remove(16750);
console.log('\n16750 を削除した後、ハッシュテーブルは\nKey -> Value');
hashmap.print();

View File

@@ -0,0 +1,60 @@
/**
* File: simple_hash.js
* Created Time: 2023-08-06
* Author: yuan0221 (yl1452491917@gmail.com)
*/
/* 加算ハッシュ */
function addHash(key) {
let hash = 0;
const MODULUS = 1000000007;
for (const c of key) {
hash = (hash + c.charCodeAt(0)) % MODULUS;
}
return hash;
}
/* 乗算ハッシュ */
function mulHash(key) {
let hash = 0;
const MODULUS = 1000000007;
for (const c of key) {
hash = (31 * hash + c.charCodeAt(0)) % MODULUS;
}
return hash;
}
/* XOR ハッシュ */
function xorHash(key) {
let hash = 0;
const MODULUS = 1000000007;
for (const c of key) {
hash ^= c.charCodeAt(0);
}
return hash % MODULUS;
}
/* 回転ハッシュ */
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 アルゴリズム';
let hash = addHash(key);
console.log('加算ハッシュ値は ' + hash);
hash = mulHash(key);
console.log('乗算ハッシュ値は ' + hash);
hash = xorHash(key);
console.log('XORハッシュ値は ' + hash);
hash = rotHash(key);
console.log('回転ハッシュ値は ' + 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');
/* 最大ヒープクラス */
class MaxHeap {
#maxHeap;
/* コンストラクタ。空のヒープを作成するか、入力リストからヒープを構築する */
constructor(nums) {
// リスト要素をそのままヒープに追加
this.#maxHeap = nums === undefined ? [] : [...nums];
// 葉ノード以外のすべてのノードをヒープ化
for (let i = this.#parent(this.size() - 1); i >= 0; i--) {
this.#siftDown(i);
}
}
/* 左子ノードのインデックスを取得 */
#left(i) {
return 2 * i + 1;
}
/* 右子ノードのインデックスを取得 */
#right(i) {
return 2 * i + 2;
}
/* 親ノードのインデックスを取得 */
#parent(i) {
return Math.floor((i - 1) / 2); // 切り捨て除算
}
/* 要素を交換 */
#swap(i, j) {
const tmp = this.#maxHeap[i];
this.#maxHeap[i] = this.#maxHeap[j];
this.#maxHeap[j] = tmp;
}
/* ヒープのサイズを取得 */
size() {
return this.#maxHeap.length;
}
/* ヒープが空かどうかを判定 */
isEmpty() {
return this.size() === 0;
}
/* ヒープ先頭要素にアクセス */
peek() {
return this.#maxHeap[0];
}
/* 要素をヒープに追加 */
push(val) {
// ノードを追加
this.#maxHeap.push(val);
// 下から上へヒープ化
this.#siftUp(this.size() - 1);
}
/* ノード i から始めて、下から上へヒープ化 */
#siftUp(i) {
while (true) {
// ノード i の親ノードを取得
const p = this.#parent(i);
// 「根ノードを越えた」または「ノードの修復が不要」になったらヒープ化を終了
if (p < 0 || this.#maxHeap[i] <= this.#maxHeap[p]) break;
// 2 つのノードを交換
this.#swap(i, p);
// ループで下から上へヒープ化
i = p;
}
}
/* 要素をヒープから取り出す */
pop() {
// 空判定の処理
if (this.isEmpty()) throw new Error('ヒープが空です');
// 根ノードと最も右の葉ノードを交換(先頭要素と末尾要素を交換)
this.#swap(0, this.size() - 1);
// ノードを削除
const val = this.#maxHeap.pop();
// 上から下へヒープ化
this.#siftDown(0);
// ヒープ先頭要素を返す
return val;
}
/* ノード i から始めて、上から下へヒープ化 */
#siftDown(i) {
while (true) {
// ノード i, l, r のうち値が最大のノードを ma とする
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;
// ノード i が最大、またはインデックス l, r が範囲外なら、ヒープ化は不要なので抜ける
if (ma === i) break;
// 2 つのノードを交換
this.#swap(i, ma);
// ループで上から下へヒープ化
i = ma;
}
}
/* ヒープ(二分木)を出力 */
print() {
printHeap(this.#maxHeap);
}
/* ヒープから要素を取り出す */
getMaxHeap() {
return this.#maxHeap;
}
}
/* Driver Code */
if (require.main === module) {
/* 最大ヒープを初期化 */
const maxHeap = new MaxHeap([9, 8, 6, 6, 7, 5, 2, 1, 4, 3, 6, 2]);
console.log('\nリストを入力してヒープを構築した後');
maxHeap.print();
/* ヒープ頂点の要素を取得 */
let peek = maxHeap.peek();
console.log(`\nヒープの先頭要素は ${peek}`);
/* 要素をヒープに追加 */
let val = 7;
maxHeap.push(val);
console.log(`\n要素 ${val} をヒープに追加した後`);
maxHeap.print();
/* ヒープ頂点の要素を取り出す */
peek = maxHeap.pop();
console.log(`\nヒープ先頭要素 ${peek} を取り出した後`);
maxHeap.print();
/* ヒープのサイズを取得 */
let size = maxHeap.size();
console.log(`\nヒープ要素数は ${size}`);
/* ヒープが空かどうかを判定 */
let isEmpty = maxHeap.isEmpty();
console.log(`\nヒープが空かどうかは ${isEmpty}`);
}
module.exports = {
MaxHeap,
};

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@@ -0,0 +1,58 @@
/**
* File: top_k.js
* Created Time: 2023-08-13
* Author: Justin (xiefahit@gmail.com)
*/
const { MaxHeap } = require('./my_heap');
/* 要素をヒープに追加 */
function pushMinHeap(maxHeap, val) {
// 要素を反転する
maxHeap.push(-val);
}
/* 要素をヒープから取り出す */
function popMinHeap(maxHeap) {
// 要素を反転する
return -maxHeap.pop();
}
/* ヒープ先頭要素にアクセス */
function peekMinHeap(maxHeap) {
// 要素を反転する
return -maxHeap.peek();
}
/* ヒープから要素を取り出す */
function getMinHeap(maxHeap) {
// 要素を反転する
return maxHeap.getMaxHeap().map((num) => -num);
}
/* ヒープに基づいて配列中の最大の k 個の要素を探す */
function topKHeap(nums, k) {
// 最小ヒープを初期化する
// 注意: ヒープ内の全要素を反転し、最大ヒープで最小ヒープをシミュレートする
const maxHeap = new MaxHeap([]);
// 配列の先頭 k 個の要素をヒープに追加
for (let i = 0; i < k; i++) {
pushMinHeap(maxHeap, nums[i]);
}
// k+1 番目の要素から開始し、ヒープ長を k に保つ
for (let i = k; i < nums.length; i++) {
// 現在の要素がヒープ先頭より大きければ、ヒープ先頭を取り出して現在の要素を追加する
if (nums[i] > peekMinHeap(maxHeap)) {
popMinHeap(maxHeap);
pushMinHeap(maxHeap, nums[i]);
}
}
// ヒープ内の要素を返す
return getMinHeap(maxHeap);
}
/* Driver Code */
const nums = [1, 7, 6, 3, 2];
const k = 3;
const res = topKHeap(nums, k);
console.log(`最大の ${k} 個の要素は`, res);

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@@ -0,0 +1,60 @@
/**
* File: binary_search.js
* Created Time: 2022-12-22
* Author: JoseHung (szhong@link.cuhk.edu.hk)
*/
/* 二分探索(両閉区間) */
function binarySearch(nums, target) {
// 両閉区間 [0, n-1] を初期化する。つまり i, j はそれぞれ配列の先頭要素と末尾要素を指す
let i = 0,
j = nums.length - 1;
// ループし、探索区間が空になったら終了するi > j で空)
while (i <= j) {
// 中点インデックス `m` を計算し、`parseInt()` で切り捨てる
const m = parseInt(i + (j - i) / 2);
if (nums[m] < target)
// この場合、target は区間 [m+1, j] にある
i = m + 1;
else if (nums[m] > target)
// この場合、target は区間 [i, m-1] にある
j = m - 1;
else return m; // 目標要素が見つかったらそのインデックスを返す
}
// 目標要素が見つからなければ -1 を返す
return -1;
}
/* 二分探索(左閉右開区間) */
function binarySearchLCRO(nums, target) {
// 左閉右開区間 [0, n) を初期化する。つまり i, j はそれぞれ配列の先頭要素と末尾要素+1を指す
let i = 0,
j = nums.length;
// ループし、探索区間が空になったら終了するi = j で空)
while (i < j) {
// 中点インデックス `m` を計算し、`parseInt()` で切り捨てる
const m = parseInt(i + (j - i) / 2);
if (nums[m] < target)
// この場合、target は区間 [m+1, j) にある
i = m + 1;
else if (nums[m] > target)
// この場合、target は区間 [i, m) にある
j = m;
// 目標要素が見つかったらそのインデックスを返す
else return m;
}
// 目標要素が見つからなければ -1 を返す
return -1;
}
/* Driver Code */
const target = 6;
const nums = [1, 3, 6, 8, 12, 15, 23, 26, 31, 35];
/* 二分探索(両閉区間) */
let index = binarySearch(nums, target);
console.log('目標要素 6 のインデックス = ' + index);
/* 二分探索(左閉右開区間) */
index = binarySearchLCRO(nums, target);
console.log('目標要素 6 のインデックス = ' + 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');
/* 最も左の target を二分探索 */
function binarySearchLeftEdge(nums, target) {
// target の挿入位置を探すのと等価
const i = binarySearchInsertion(nums, target);
// target が見つからなければ、-1 を返す
if (i === nums.length || nums[i] !== target) {
return -1;
}
// target が見つかったら、インデックス i を返す
return i;
}
/* 最も右の target を二分探索 */
function binarySearchRightEdge(nums, target) {
// 最左の target + 1 を探す問題に変換する
const i = binarySearchInsertion(nums, target + 1);
// j は最も右の target を指し、i は target より大きい最初の要素を指す
const j = i - 1;
// target が見つからなければ、-1 を返す
if (j === -1 || nums[j] !== target) {
return -1;
}
// target が見つかったら、インデックス j を返す
return j;
}
/* Driver Code */
// 重複要素を含む配列
const nums = [1, 3, 6, 6, 6, 6, 6, 10, 12, 15];
console.log('\n配列 nums = ' + nums);
// 二分探索で左端と右端を探す
for (const target of [6, 7]) {
let index = binarySearchLeftEdge(nums, target);
console.log('最も左の要素 ' + target + ' のインデックスは ' + index);
index = binarySearchRightEdge(nums, target);
console.log('最も右の要素 ' + target + ' のインデックスは ' + index);
}

View File

@@ -0,0 +1,64 @@
/**
* File: binary_search_insertion.js
* Created Time: 2023-08-22
* Author: Gaofer Chou (gaofer-chou@qq.com)
*/
/* 二分探索で挿入位置を探す(重複要素なし) */
function binarySearchInsertionSimple(nums, target) {
let i = 0,
j = nums.length - 1; // 両閉区間 [0, n-1] を初期化
while (i <= j) {
const m = Math.floor(i + (j - i) / 2); // 中点インデックス m を計算し、Math.floor() で切り捨てる
if (nums[m] < target) {
i = m + 1; // target は区間 [m+1, j] にある
} else if (nums[m] > target) {
j = m - 1; // target は区間 [i, m-1] にある
} else {
return m; // target が見つかったら、挿入位置 m を返す
}
}
// target が見つからなければ、挿入位置 i を返す
return i;
}
/* 二分探索で挿入位置を探す(重複要素あり) */
function binarySearchInsertion(nums, target) {
let i = 0,
j = nums.length - 1; // 両閉区間 [0, n-1] を初期化
while (i <= j) {
const m = Math.floor(i + (j - i) / 2); // 中点インデックス m を計算し、Math.floor() で切り捨てる
if (nums[m] < target) {
i = m + 1; // target は区間 [m+1, j] にある
} else if (nums[m] > target) {
j = m - 1; // target は区間 [i, m-1] にある
} else {
j = m - 1; // target より小さい最初の要素は区間 [i, m-1] にある
}
}
// 挿入位置 i を返す
return i;
}
/* Driver Code */
// 重複要素のない配列
let nums = [1, 3, 6, 8, 12, 15, 23, 26, 31, 35];
console.log('\n配列 nums = ' + nums);
// 二分探索で挿入位置を探す
for (const target of [6, 9]) {
const index = binarySearchInsertionSimple(nums, target);
console.log('要素 ' + target + ' の挿入位置のインデックスは ' + index);
}
// 重複要素を含む配列
nums = [1, 3, 6, 6, 6, 6, 6, 10, 12, 15];
console.log('\n配列 nums = ' + nums);
// 二分探索で挿入位置を探す
for (const target of [2, 6, 20]) {
const index = binarySearchInsertion(nums, target);
console.log('要素 ' + target + ' の挿入位置のインデックスは ' + index);
}
module.exports = {
binarySearchInsertion,
};

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@@ -0,0 +1,45 @@
/**
* File: hashing_search.js
* Created Time: 2022-12-29
* Author: Zhuo Qinyue (1403450829@qq.com)
*/
const { arrToLinkedList } = require('../modules/ListNode');
/* ハッシュ探索(配列) */
function hashingSearchArray(map, target) {
// ハッシュテーブルの key: 目標要素、value: インデックス
// ハッシュテーブルにこの key がなければ -1 を返す
return map.has(target) ? map.get(target) : -1;
}
/* ハッシュ探索(連結リスト) */
function hashingSearchLinkedList(map, target) {
// ハッシュテーブルの key: 目標ード値、value: ノードオブジェクト
// ハッシュテーブルにこの key がなければ null を返す
return map.has(target) ? map.get(target) : null;
}
/* Driver Code */
const target = 3;
/* ハッシュ探索(配列) */
const nums = [1, 5, 3, 2, 4, 7, 5, 9, 10, 8];
// ハッシュテーブルを初期化
const map = new Map();
for (let i = 0; i < nums.length; i++) {
map.set(nums[i], i); // key: 要素、value: インデックス
}
const index = hashingSearchArray(map, target);
console.log('目標要素 3 のインデックス = ' + index);
/* ハッシュ探索(連結リスト) */
let head = arrToLinkedList(nums);
// ハッシュテーブルを初期化
const map1 = new Map();
while (head != null) {
map1.set(head.val, head); // key: ード値、value: ノード
head = head.next;
}
const node = hashingSearchLinkedList(map1, target);
console.log('目標ノード値 3 に対応するノードオブジェクトは', node);

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@@ -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');
/* 線形探索(配列) */
function linearSearchArray(nums, target) {
// 配列を走査
for (let i = 0; i < nums.length; i++) {
// 目標要素が見つかったらそのインデックスを返す
if (nums[i] === target) {
return i;
}
}
// 目標要素が見つからなければ -1 を返す
return -1;
}
/* 線形探索(連結リスト) */
function linearSearchLinkedList(head, target) {
// 連結リストを走査
while (head) {
// 対象ノードが見つかったら、それを返す
if (head.val === target) {
return head;
}
head = head.next;
}
// 対象ノードが見つからない場合は null を返す
return null;
}
/* Driver Code */
const target = 3;
/* 配列で線形探索を行う */
const nums = [1, 5, 3, 2, 4, 7, 5, 9, 10, 8];
const index = linearSearchArray(nums, target);
console.log('目標要素 3 のインデックス = ' + index);
/* 連結リストで線形探索を行う */
const head = arrToLinkedList(nums);
const node = linearSearchLinkedList(head, target);
console.log('目標ノード値 3 に対応するノードオブジェクトは ', node);

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@@ -0,0 +1,46 @@
/**
* File: two_sum.js
* Created Time: 2022-12-15
* Author: gyt95 (gytkwan@gmail.com)
*/
/* 方法 1総当たり列挙 */
function twoSumBruteForce(nums, target) {
const n = nums.length;
// 2重ループのため、時間計算量は 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 [];
}
/* 方法 2補助ハッシュテーブル */
function twoSumHashTable(nums, target) {
// 補助ハッシュテーブルを使用し、空間計算量は O(n)
let m = {};
// 単一ループで、時間計算量は 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 */
// 方法 1
const nums = [2, 7, 11, 15],
target = 13;
let res = twoSumBruteForce(nums, target);
console.log('方法1 res = ', res);
// 方法 2
res = twoSumHashTable(nums, target);
console.log('方法2 res = ', res);

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@@ -0,0 +1,49 @@
/**
* File: bubble_sort.js
* Created Time: 2022-12-01
* Author: IsChristina (christinaxia77@foxmail.com)
*/
/* バブルソート */
function bubbleSort(nums) {
// 外側のループ:未ソート区間は [0, i]
for (let i = nums.length - 1; i > 0; i--) {
// 内側のループ:未ソート区間 [0, i] の最大要素をその区間の最右端へ交換
for (let j = 0; j < i; j++) {
if (nums[j] > nums[j + 1]) {
// nums[j] と nums[j + 1] を交換
let tmp = nums[j];
nums[j] = nums[j + 1];
nums[j + 1] = tmp;
}
}
}
}
/* バブルソート(フラグ最適化) */
function bubbleSortWithFlag(nums) {
// 外側のループ:未ソート区間は [0, i]
for (let i = nums.length - 1; i > 0; i--) {
let flag = false; // フラグを初期化する
// 内側のループ:未ソート区間 [0, i] の最大要素をその区間の最右端へ交換
for (let j = 0; j < i; j++) {
if (nums[j] > nums[j + 1]) {
// nums[j] と nums[j + 1] を交換
let tmp = nums[j];
nums[j] = nums[j + 1];
nums[j + 1] = tmp;
flag = true; // 交換する要素を記録
}
}
if (!flag) break; // このバブル処理で要素交換が一度もなければそのまま終了
}
}
/* Driver Code */
const nums = [4, 1, 3, 1, 5, 2];
bubbleSort(nums);
console.log('バブルソート完了後 nums =', nums);
const nums1 = [4, 1, 3, 1, 5, 2];
bubbleSortWithFlag(nums1);
console.log('バブルソート完了後 nums =', nums1);

View File

@@ -0,0 +1,39 @@
/**
* File: bucket_sort.js
* Created Time: 2023-04-08
* Author: Justin (xiefahit@gmail.com)
*/
/* バケットソート */
function bucketSort(nums) {
// k = n/2 個のバケットを初期化し、各バケットに 2 要素ずつ割り当てる想定とする
const k = nums.length / 2;
const buckets = [];
for (let i = 0; i < k; i++) {
buckets.push([]);
}
// 1. 配列要素を各バケットに振り分ける
for (const num of nums) {
// 入力データの範囲は [0, 1) であり、num * k を用いてインデックス範囲 [0, k-1] に写像する
const i = Math.floor(num * k);
// num をバケット i に追加
buckets[i].push(num);
}
// 2. 各バケットをソートする
for (const bucket of buckets) {
// 組み込みのソート関数を使う。他のソートアルゴリズムに置き換えてもよい
bucket.sort((a, b) => a - b);
}
// 3. バケットを走査して結果を結合
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('バケットソート完了後 nums =', nums);

View File

@@ -0,0 +1,65 @@
/**
* File: counting_sort.js
* Created Time: 2023-04-08
* Author: Justin (xiefahit@gmail.com)
*/
/* 計数ソート */
// 簡易実装のため、オブジェクトのソートには使えない
function countingSortNaive(nums) {
// 1. 配列の最大要素 m を求める
let m = Math.max(...nums);
// 2. 各数値の出現回数を数える
// counter[num] は num の出現回数を表す
const counter = new Array(m + 1).fill(0);
for (const num of nums) {
counter[num]++;
}
// 3. counter を走査し、各要素を元の配列 nums に書き戻す
let i = 0;
for (let num = 0; num < m + 1; num++) {
for (let j = 0; j < counter[num]; j++, i++) {
nums[i] = num;
}
}
}
/* 計数ソート */
// 完全な実装で、オブジェクトをソートでき、かつ安定ソートである
function countingSort(nums) {
// 1. 配列の最大要素 m を求める
let m = Math.max(...nums);
// 2. 各数値の出現回数を数える
// counter[num] は num の出現回数を表す
const counter = new Array(m + 1).fill(0);
for (const num of nums) {
counter[num]++;
}
// 3. counter の累積和を求めて、「出現回数」を「末尾インデックス」に変換する
// つまり counter[num]-1 は、num が res に最後に現れるインデックス
for (let i = 0; i < m; i++) {
counter[i + 1] += counter[i];
}
// 4. nums を逆順に走査し、各要素を結果配列 res に格納する
// 結果を記録するための配列 res を初期化
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; // num を対応するインデックスに配置
counter[num]--; // 累積和を 1 減らして、次に num を配置するインデックスを得る
}
// 結果配列 res で元の配列 nums を上書きする
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('カウントソート(オブジェクトはソート不可)完了後 nums =', nums);
const nums1 = [1, 0, 1, 2, 0, 4, 0, 2, 2, 4];
countingSort(nums1);
console.log('カウントソート完了後 nums1 =', nums1);

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@@ -0,0 +1,49 @@
/**
* File: heap_sort.js
* Created Time: 2023-06-04
* Author: Justin (xiefahit@gmail.com)
*/
/* ヒープの長さは n。ード i から下方向にヒープ化 */
function siftDown(nums, n, i) {
while (true) {
// ノード i, l, r のうち値が最大のノードを ma とする
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;
}
// ノード i が最大、またはインデックス l, r が範囲外なら、ヒープ化は不要なので抜ける
if (ma === i) {
break;
}
// 2 つのノードを交換
[nums[i], nums[ma]] = [nums[ma], nums[i]];
// ループで上から下へヒープ化
i = ma;
}
}
/* ヒープソート */
function heapSort(nums) {
// ヒープ構築:葉ノード以外のすべてのノードをヒープ化する
for (let i = Math.floor(nums.length / 2) - 1; i >= 0; i--) {
siftDown(nums, nums.length, i);
}
// ヒープから最大要素を取り出し、n-1 回繰り返す
for (let i = nums.length - 1; i > 0; i--) {
// 根ノードと最も右の葉ノードを交換(先頭要素と末尾要素を交換)
[nums[0], nums[i]] = [nums[i], nums[0]];
// 根ノードを起点に、上から下へヒープ化
siftDown(nums, i, 0);
}
}
/* Driver Code */
const nums = [4, 1, 3, 1, 5, 2];
heapSort(nums);
console.log('ヒープソート完了後 nums =', nums);

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@@ -0,0 +1,25 @@
/**
* File: insertion_sort.js
* Created Time: 2022-12-01
* Author: IsChristina (christinaxia77@foxmail.com)
*/
/* 挿入ソート */
function insertionSort(nums) {
// 外側ループ:整列済み区間は [0, i-1]
for (let i = 1; i < nums.length; i++) {
let base = nums[i],
j = i - 1;
// 内側ループ: base をソート済み区間 [0, i-1] の正しい位置に挿入する
while (j >= 0 && nums[j] > base) {
nums[j + 1] = nums[j]; // nums[j] を 1 つ右へ移動する
j--;
}
nums[j + 1] = base; // base を正しい位置に配置する
}
}
/* Driver Code */
const nums = [4, 1, 3, 1, 5, 2];
insertionSort(nums);
console.log('挿入ソート完了後 nums =', nums);

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@@ -0,0 +1,52 @@
/**
* File: merge_sort.js
* Created Time: 2022-12-01
* Author: IsChristina (christinaxia77@foxmail.com)
*/
/* 左部分配列と右部分配列をマージ */
function merge(nums, left, mid, right) {
// 左部分配列の区間は [left, mid]、右部分配列の区間は [mid+1, right]
// マージ結果を格納する一時配列 tmp を作成
const tmp = new Array(right - left + 1);
// 左右の部分配列の開始インデックスを初期化する
let i = left,
j = mid + 1,
k = 0;
// 左右の部分配列にまだ要素がある間は比較し、小さいほうを一時配列にコピーする
while (i <= mid && j <= right) {
if (nums[i] <= nums[j]) {
tmp[k++] = nums[i++];
} else {
tmp[k++] = nums[j++];
}
}
// 左右の部分配列の残り要素を一時配列にコピーする
while (i <= mid) {
tmp[k++] = nums[i++];
}
while (j <= right) {
tmp[k++] = nums[j++];
}
// 一時配列 tmp の要素を元の配列 nums の対応区間にコピーする
for (k = 0; k < tmp.length; k++) {
nums[left + k] = tmp[k];
}
}
/* マージソート */
function mergeSort(nums, left, right) {
// 終了条件
if (left >= right) return; // 部分配列の長さが 1 になったら再帰を終了
// 分割フェーズ
let mid = Math.floor(left + (right - left) / 2); // 中点を計算
mergeSort(nums, left, mid); // 左部分配列を再帰処理
mergeSort(nums, mid + 1, right); // 右部分配列を再帰処理
// マージフェーズ
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('マージソート完了後 nums =', nums);

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@@ -0,0 +1,161 @@
/**
* File: quick_sort.js
* Created Time: 2022-12-01
* Author: IsChristina (christinaxia77@foxmail.com)
*/
/* クイックソートクラス */
class QuickSort {
/* 要素の交換 */
swap(nums, i, j) {
let tmp = nums[i];
nums[i] = nums[j];
nums[j] = tmp;
}
/* 番兵分割 */
partition(nums, left, right) {
// nums[left] を基準値とする
let i = left,
j = right;
while (i < j) {
while (i < j && nums[j] >= nums[left]) {
j -= 1; // 右から左へ基準値未満の最初の要素を探す
}
while (i < j && nums[i] <= nums[left]) {
i += 1; // 左から右へ基準値より大きい最初の要素を探す
}
// 要素の交換
this.swap(nums, i, j); // この 2 つの要素を交換
}
this.swap(nums, i, left); // 基準値を 2 つの部分配列の境界へ交換する
return i; // 基準値のインデックスを返す
}
/* クイックソート */
quickSort(nums, left, right) {
// 部分配列の長さが 1 なら再帰を終了する
if (left >= right) return;
// 番兵分割
const pivot = this.partition(nums, left, right);
// 左右の部分配列を再帰処理
this.quickSort(nums, left, pivot - 1);
this.quickSort(nums, pivot + 1, right);
}
}
/* クイックソートクラス(中央値ピボット最適化) */
class QuickSortMedian {
/* 要素の交換 */
swap(nums, i, j) {
let tmp = nums[i];
nums[i] = nums[j];
nums[j] = tmp;
}
/* 3つの候補要素の中央値を選ぶ */
medianThree(nums, left, mid, right) {
let l = nums[left],
m = nums[mid],
r = nums[right];
// m は l と r の間
if ((l <= m && m <= r) || (r <= m && m <= l)) return mid;
// l は m と r の間
if ((m <= l && l <= r) || (r <= l && l <= m)) return left;
return right;
}
/* 番兵による分割処理3 点中央値) */
partition(nums, left, right) {
// 3つの候補要素の中央値を選ぶ
let med = this.medianThree(
nums,
left,
Math.floor((left + right) / 2),
right
);
// 中央値を配列の最左端に交換する
this.swap(nums, left, med);
// nums[left] を基準値とする
let i = left,
j = right;
while (i < j) {
while (i < j && nums[j] >= nums[left]) j--; // 右から左へ基準値未満の最初の要素を探す
while (i < j && nums[i] <= nums[left]) i++; // 左から右へ基準値より大きい最初の要素を探す
this.swap(nums, i, j); // この 2 つの要素を交換
}
this.swap(nums, i, left); // 基準値を 2 つの部分配列の境界へ交換する
return i; // 基準値のインデックスを返す
}
/* クイックソート */
quickSort(nums, left, right) {
// 部分配列の長さが 1 なら再帰を終了する
if (left >= right) return;
// 番兵分割
const pivot = this.partition(nums, left, right);
// 左右の部分配列を再帰処理
this.quickSort(nums, left, pivot - 1);
this.quickSort(nums, pivot + 1, right);
}
}
/* クイックソートクラス(再帰深度最適化) */
class QuickSortTailCall {
/* 要素の交換 */
swap(nums, i, j) {
let tmp = nums[i];
nums[i] = nums[j];
nums[j] = tmp;
}
/* 番兵分割 */
partition(nums, left, right) {
// nums[left] を基準値とする
let i = left,
j = right;
while (i < j) {
while (i < j && nums[j] >= nums[left]) j--; // 右から左へ基準値未満の最初の要素を探す
while (i < j && nums[i] <= nums[left]) i++; // 左から右へ基準値より大きい最初の要素を探す
this.swap(nums, i, j); // この 2 つの要素を交換
}
this.swap(nums, i, left); // 基準値を 2 つの部分配列の境界へ交換する
return i; // 基準値のインデックスを返す
}
/* クイックソート(再帰深度最適化) */
quickSort(nums, left, right) {
// 部分配列の長さが 1 なら終了
while (left < right) {
// 番兵による分割処理
let pivot = this.partition(nums, left, right);
// 2 つの部分配列のうち短いほうにクイックソートを適用する
if (pivot - left < right - pivot) {
this.quickSort(nums, left, pivot - 1); // 左部分配列を再帰的にソート
left = pivot + 1; // 未ソート区間の残りは [pivot + 1, right]
} else {
this.quickSort(nums, pivot + 1, right); // 右部分配列を再帰的にソート
right = pivot - 1; // 未ソート区間の残りは [left, pivot - 1]
}
}
}
}
/* Driver Code */
/* クイックソート */
const nums = [2, 4, 1, 0, 3, 5];
const quickSort = new QuickSort();
quickSort.quickSort(nums, 0, nums.length - 1);
console.log('クイックソート完了後 nums =', nums);
/* クイックソート(中央値の基準値で最適化) */
const nums1 = [2, 4, 1, 0, 3, 5];
const quickSortMedian = new QuickSortMedian();
quickSortMedian.quickSort(nums1, 0, nums1.length - 1);
console.log('クイックソート(中央値ピボット最適化)完了後 nums =', nums1);
/* クイックソート(再帰深度最適化) */
const nums2 = [2, 4, 1, 0, 3, 5];
const quickSortTailCall = new QuickSortTailCall();
quickSortTailCall.quickSort(nums2, 0, nums2.length - 1);
console.log('クイックソート(再帰深度最適化)完了後 nums =', nums2);

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@@ -0,0 +1,61 @@
/**
* File: radix_sort.js
* Created Time: 2023-04-08
* Author: Justin (xiefahit@gmail.com)
*/
/* 要素 num の下から k 桁目を取得exp = 10^(k-1) */
function digit(num, exp) {
// ここで高コストな累乗計算を繰り返さないよう、k ではなく exp を渡す
return Math.floor(num / exp) % 10;
}
/* 計数ソートnums の k 桁目でソート) */
function countingSortDigit(nums, exp) {
// 10 進数の各桁は 0~9 の範囲なので、長さ 10 のバケット配列が必要
const counter = new Array(10).fill(0);
const n = nums.length;
// 0~9 の各数字の出現回数を集計する
for (let i = 0; i < n; i++) {
const d = digit(nums[i], exp); // nums[i] の第 k 位を取得し、d とする
counter[d]++; // 数字 d の出現回数を数える
}
// 累積和を求め、「出現回数」を「配列インデックス」に変換する
for (let i = 1; i < 10; i++) {
counter[i] += counter[i - 1];
}
// 逆順に走査し、バケット内の集計結果に従って各要素を res に格納する
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; // d の配列内インデックス j を取得する
res[j] = nums[i]; // 現在の要素をインデックス j に格納する
counter[d]--; // d の個数を 1 減らす
}
// 結果で元の配列 nums を上書きする
for (let i = 0; i < n; i++) {
nums[i] = res[i];
}
}
/* 基数ソート */
function radixSort(nums) {
// 最大桁数の判定用に配列の最大要素を取得
let m = Math.max(... nums);
// 下位桁から上位桁の順に走査する
for (let exp = 1; exp <= m; exp *= 10) {
// 配列要素の k 桁目に対して計数ソートを行う
// k = 1 -> exp = 1
// k = 2 -> exp = 10
// つまり 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('基数ソート完了後 nums =', nums);

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@@ -0,0 +1,27 @@
/**
* File: selection_sort.js
* Created Time: 2023-06-04
* Author: Justin (xiefahit@gmail.com)
*/
/* 選択ソート */
function selectionSort(nums) {
let n = nums.length;
// 外側ループ:未整列区間は [i, n-1]
for (let i = 0; i < n - 1; i++) {
// 内側のループ:未ソート区間の最小要素を見つける
let k = i;
for (let j = i + 1; j < n; j++) {
if (nums[j] < nums[k]) {
k = j; // 最小要素のインデックスを記録
}
}
// その最小要素を未整列区間の先頭要素と交換する
[nums[i], nums[k]] = [nums[k], nums[i]];
}
}
/* Driver Code */
const nums = [4, 1, 3, 1, 5, 2];
selectionSort(nums);
console.log('選択ソート完了後 nums =', nums);

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@@ -0,0 +1,156 @@
/**
* File: array_deque.js
* Created Time: 2023-02-28
* Author: Zhuo Qinyue (1403450829@qq.com)
*/
/* 循環配列ベースの両端キュー */
class ArrayDeque {
#nums; // 両端キューの要素を格納する配列
#front; // 先頭ポインタ。先頭要素を指す
#queSize; // 両端キューの長さ
/* コンストラクタ */
constructor(capacity) {
this.#nums = new Array(capacity);
this.#front = 0;
this.#queSize = 0;
}
/* 両端キューの容量を取得 */
capacity() {
return this.#nums.length;
}
/* 両端キューの長さを取得 */
size() {
return this.#queSize;
}
/* 両端キューが空かどうかを判定 */
isEmpty() {
return this.#queSize === 0;
}
/* 循環配列のインデックスを計算 */
index(i) {
// 剰余演算により配列の先頭と末尾をつなげる
// i が配列の末尾を越えたら先頭に戻る
// i が配列の先頭を越えて前に出たら末尾に戻る
return (i + this.capacity()) % this.capacity();
}
/* キュー先頭にエンキュー */
pushFirst(num) {
if (this.#queSize === this.capacity()) {
console.log('両端キューがいっぱいです');
return;
}
// 先頭ポインタを左に 1 つ移動する
// 剰余演算により、front が配列先頭を越えた後に末尾へ戻るようにする
this.#front = this.index(this.#front - 1);
// num をキュー先頭に追加
this.#nums[this.#front] = num;
this.#queSize++;
}
/* キュー末尾にエンキュー */
pushLast(num) {
if (this.#queSize === this.capacity()) {
console.log('両端キューがいっぱいです');
return;
}
// キュー末尾ポインタを計算し、末尾インデックス + 1 を指す
const rear = this.index(this.#front + this.#queSize);
// num をキュー末尾に追加
this.#nums[rear] = num;
this.#queSize++;
}
/* キュー先頭からデキュー */
popFirst() {
const num = this.peekFirst();
// 先頭ポインタを 1 つ後ろへ進める
this.#front = this.index(this.#front + 1);
this.#queSize--;
return num;
}
/* キュー末尾からデキュー */
popLast() {
const num = this.peekLast();
this.#queSize--;
return num;
}
/* キュー先頭の要素にアクセス */
peekFirst() {
if (this.isEmpty()) throw new Error('The Deque Is Empty.');
return this.#nums[this.#front];
}
/* キュー末尾の要素にアクセス */
peekLast() {
if (this.isEmpty()) throw new Error('The Deque Is Empty.');
// 末尾要素のインデックスを計算
const last = this.index(this.#front + this.#queSize - 1);
return this.#nums[last];
}
/* 出力用の配列を返す */
toArray() {
// 有効長の範囲内のリスト要素のみを変換
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 */
/* 両端キューを初期化 */
const capacity = 5;
const deque = new ArrayDeque(capacity);
deque.pushLast(3);
deque.pushLast(2);
deque.pushLast(5);
console.log('両端キュー deque = [' + deque.toArray() + ']');
/* 要素にアクセス */
const peekFirst = deque.peekFirst();
console.log('先頭要素 peekFirst = ' + peekFirst);
const peekLast = deque.peekLast();
console.log('末尾要素 peekLast = ' + peekLast);
/* 要素をエンキュー */
deque.pushLast(4);
console.log('要素 4 を末尾に追加した後 deque = [' + deque.toArray() + ']');
deque.pushFirst(1);
console.log('要素 1 を先頭に追加した後 deque = [' + deque.toArray() + ']');
/* 要素をデキュー */
const popLast = deque.popLast();
console.log(
'末尾から取り出した要素 = ' +
popLast +
'、末尾から取り出した後 deque = [' +
deque.toArray() +
']'
);
const popFirst = deque.popFirst();
console.log(
'先頭から取り出した要素 = ' +
popFirst +
'、先頭から取り出した後 deque = [' +
deque.toArray() +
']'
);
/* 両端キューの長さを取得 */
const size = deque.size();
console.log('両端キューの長さ size = ' + size);
/* 両端キューが空かどうかを判定 */
const isEmpty = deque.isEmpty();
console.log('両端キューが空かどうか = ' + isEmpty);

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@@ -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)
*/
/* 循環配列ベースのキュー */
class ArrayQueue {
#nums; // キュー要素を格納する配列
#front = 0; // 先頭ポインタ。先頭要素を指す
#queSize = 0; // キューの長さ
constructor(capacity) {
this.#nums = new Array(capacity);
}
/* キューの容量を取得 */
get capacity() {
return this.#nums.length;
}
/* キューの長さを取得 */
get size() {
return this.#queSize;
}
/* キューが空かどうかを判定 */
isEmpty() {
return this.#queSize === 0;
}
/* エンキュー */
push(num) {
if (this.size === this.capacity) {
console.log('キューがいっぱいです');
return;
}
// 末尾ポインタを計算し、末尾インデックス + 1 を指す
// 剰余演算により、rear が配列末尾を越えた後に先頭へ戻るようにする
const rear = (this.#front + this.size) % this.capacity;
// num をキュー末尾に追加
this.#nums[rear] = num;
this.#queSize++;
}
/* デキュー */
pop() {
const num = this.peek();
// 先頭ポインタを1つ後ろへ進め、末尾を越えたら配列先頭に戻す
this.#front = (this.#front + 1) % this.capacity;
this.#queSize--;
return num;
}
/* キュー先頭の要素にアクセス */
peek() {
if (this.isEmpty()) throw new Error('キューが空です');
return this.#nums[this.#front];
}
/* Array を返す */
toArray() {
// 有効長の範囲内のリスト要素のみを変換
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 */
/* キューを初期化 */
const capacity = 10;
const queue = new ArrayQueue(capacity);
/* 要素をエンキュー */
queue.push(1);
queue.push(3);
queue.push(2);
queue.push(5);
queue.push(4);
console.log('キュー queue =', queue.toArray());
/* キュー先頭の要素にアクセス */
const peek = queue.peek();
console.log('先頭要素 peek = ' + peek);
/* 要素をデキュー */
const pop = queue.pop();
console.log('取り出した要素 pop = ' + pop + '、取り出した後 queue =', queue.toArray());
/* キューの長さを取得 */
const size = queue.size;
console.log('キューの長さ size = ' + size);
/* キューが空かどうかを判定 */
const isEmpty = queue.isEmpty();
console.log('キューは空か = ' + isEmpty);
/* 循環配列をテストする */
for (let i = 0; i < 10; i++) {
queue.push(i);
queue.pop();
console.log('第 ' + i + ' 回エンキュー + デキュー後 queue =', queue.toArray());
}

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@@ -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)
*/
/* 配列ベースのスタック */
class ArrayStack {
#stack;
constructor() {
this.#stack = [];
}
/* スタックの長さを取得 */
get size() {
return this.#stack.length;
}
/* スタックが空かどうかを判定 */
isEmpty() {
return this.#stack.length === 0;
}
/* プッシュ */
push(num) {
this.#stack.push(num);
}
/* ポップ */
pop() {
if (this.isEmpty()) throw new Error('スタックが空');
return this.#stack.pop();
}
/* スタックトップの要素にアクセス */
top() {
if (this.isEmpty()) throw new Error('スタックが空');
return this.#stack[this.#stack.length - 1];
}
/* Array を返す */
toArray() {
return this.#stack;
}
}
/* Driver Code */
/* スタックを初期化 */
const stack = new ArrayStack();
/* 要素をプッシュ */
stack.push(1);
stack.push(3);
stack.push(2);
stack.push(5);
stack.push(4);
console.log('スタック stack = ');
console.log(stack.toArray());
/* スタックトップの要素にアクセス */
const top = stack.top();
console.log('スタックトップ要素 top = ' + top);
/* 要素をポップ */
const pop = stack.pop();
console.log('ポップした要素 pop = ' + pop + ',ポップ後 stack = ');
console.log(stack.toArray());
/* スタックの長さを取得 */
const size = stack.size;
console.log('スタックの長さ size = ' + size);
/* 空かどうかを判定 */
const isEmpty = stack.isEmpty();
console.log('スタックは空か = ' + isEmpty);

View File

@@ -0,0 +1,44 @@
/**
* File: deque.js
* Created Time: 2023-01-17
* Author: Zhuo Qinyue (1403450829@qq.com)
*/
/* Driver Code */
/* 両端キューを初期化 */
// JavaScript には組み込みの両端キューがないため、Array を両端キューとして使う
const deque = [];
/* 要素をエンキュー */
deque.push(2);
deque.push(5);
deque.push(4);
// 注意: 配列であるため、unshift() メソッドの時間計算量は O(n)
deque.unshift(3);
deque.unshift(1);
console.log('両端キュー deque = ', deque);
/* 要素にアクセス */
const peekFirst = deque[0];
console.log('先頭要素 peekFirst = ' + peekFirst);
const peekLast = deque[deque.length - 1];
console.log('末尾要素 peekLast = ' + peekLast);
/* 要素をデキュー */
// 注意: 配列であるため、shift() メソッドの時間計算量は O(n)
const popFront = deque.shift();
console.log(
'先頭からデキューした要素 popFront = ' + popFront + ',先頭からデキュー後 deque = ' + deque
);
const popBack = deque.pop();
console.log(
'末尾からデキューした要素 popBack = ' + popBack + ',末尾からデキュー後 deque = ' + deque
);
/* 両端キューの長さを取得 */
const size = deque.length;
console.log('両端キューの長さ size = ' + size);
/* 両端キューが空かどうかを判定 */
const isEmpty = size === 0;
console.log('両端キューが空かどうか = ' + isEmpty);

View File

@@ -0,0 +1,167 @@
/**
* File: linkedlist_deque.js
* Created Time: 2023-02-04
* Author: Zhuo Qinyue (1403450829@qq.com)
*/
/* 双方向連結リストノード */
class ListNode {
prev; // 前駆ノードへの参照(ポインタ)
next; // 後継ノードへの参照(ポインタ)
val; // ノード値
constructor(val) {
this.val = val;
this.next = null;
this.prev = null;
}
}
/* 双方向連結リストベースの両端キュー */
class LinkedListDeque {
#front; // 先頭ノード front
#rear; // 末尾ノード rear
#queSize; // 両端キューの長さ
constructor() {
this.#front = null;
this.#rear = null;
this.#queSize = 0;
}
/* 末尾へのエンキュー操作 */
pushLast(val) {
const node = new ListNode(val);
// 連結リストが空なら、front と rear の両方を node に向ける
if (this.#queSize === 0) {
this.#front = node;
this.#rear = node;
} else {
// node を連結リストの末尾に追加
this.#rear.next = node;
node.prev = this.#rear;
this.#rear = node; // 末尾ノードを更新する
}
this.#queSize++;
}
/* 先頭へのエンキュー操作 */
pushFirst(val) {
const node = new ListNode(val);
// 連結リストが空なら、front と rear の両方を node に向ける
if (this.#queSize === 0) {
this.#front = node;
this.#rear = node;
} else {
// node を連結リストの先頭に追加
this.#front.prev = node;
node.next = this.#front;
this.#front = node; // 先頭ノードを更新する
}
this.#queSize++;
}
/* キュー末尾からの取り出し */
popLast() {
if (this.#queSize === 0) {
return null;
}
const value = this.#rear.val; // 末尾ノードの値を保存する
// 末尾ノードを削除
let temp = this.#rear.prev;
if (temp !== null) {
temp.next = null;
this.#rear.prev = null;
}
this.#rear = temp; // 末尾ノードを更新する
this.#queSize--;
return value;
}
/* キュー先頭からの取り出し */
popFirst() {
if (this.#queSize === 0) {
return null;
}
const value = this.#front.val; // 末尾ノードの値を保存する
// 先頭ノードを削除
let temp = this.#front.next;
if (temp !== null) {
temp.prev = null;
this.#front.next = null;
}
this.#front = temp; // 先頭ノードを更新する
this.#queSize--;
return value;
}
/* キュー末尾の要素にアクセス */
peekLast() {
return this.#queSize === 0 ? null : this.#rear.val;
}
/* キュー先頭の要素にアクセス */
peekFirst() {
return this.#queSize === 0 ? null : this.#front.val;
}
/* 両端キューの長さを取得 */
size() {
return this.#queSize;
}
/* 両端キューが空かどうかを判定 */
isEmpty() {
return this.#queSize === 0;
}
/* 両端キューを出力する */
print() {
const arr = [];
let temp = this.#front;
while (temp !== null) {
arr.push(temp.val);
temp = temp.next;
}
console.log('[' + arr.join(', ') + ']');
}
}
/* Driver Code */
/* 両端キューを初期化 */
const linkedListDeque = new LinkedListDeque();
linkedListDeque.pushLast(3);
linkedListDeque.pushLast(2);
linkedListDeque.pushLast(5);
console.log('両端キュー linkedListDeque = ');
linkedListDeque.print();
/* 要素にアクセス */
const peekFirst = linkedListDeque.peekFirst();
console.log('先頭要素 peekFirst = ' + peekFirst);
const peekLast = linkedListDeque.peekLast();
console.log('末尾要素 peekLast = ' + peekLast);
/* 要素をエンキュー */
linkedListDeque.pushLast(4);
console.log('要素 4 を末尾にエンキュー後 linkedListDeque = ');
linkedListDeque.print();
linkedListDeque.pushFirst(1);
console.log('要素 1 を先頭にエンキュー後 linkedListDeque = ');
linkedListDeque.print();
/* 要素をデキュー */
const popLast = linkedListDeque.popLast();
console.log('末尾からデキューした要素 = ' + popLast + ',末尾からデキュー後 linkedListDeque = ');
linkedListDeque.print();
const popFirst = linkedListDeque.popFirst();
console.log('先頭からデキューした要素 = ' + popFirst + ',先頭からデキュー後 linkedListDeque = ');
linkedListDeque.print();
/* 両端キューの長さを取得 */
const size = linkedListDeque.size();
console.log('両端キューの長さ size = ' + size);
/* 両端キューが空かどうかを判定 */
const isEmpty = linkedListDeque.isEmpty();
console.log('両端キューが空かどうか = ' + 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');
/* 連結リストベースのキュー */
class LinkedListQueue {
#front; // 先頭ノード #front
#rear; // 末尾ノード #rear
#queSize = 0;
constructor() {
this.#front = null;
this.#rear = null;
}
/* キューの長さを取得 */
get size() {
return this.#queSize;
}
/* キューが空かどうかを判定 */
isEmpty() {
return this.size === 0;
}
/* エンキュー */
push(num) {
// 末尾ノードの後ろに num を追加
const node = new ListNode(num);
// キューが空なら、先頭・末尾ノードをともにそのノードに設定
if (!this.#front) {
this.#front = node;
this.#rear = node;
// キューが空でなければ、そのノードを末尾ノードの後ろに追加
} else {
this.#rear.next = node;
this.#rear = node;
}
this.#queSize++;
}
/* デキュー */
pop() {
const num = this.peek();
// 先頭ノードを削除
this.#front = this.#front.next;
this.#queSize--;
return num;
}
/* キュー先頭の要素にアクセス */
peek() {
if (this.size === 0) throw new Error('キューが空');
return this.#front.val;
}
/* 連結リストを Array に変換して返す */
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 */
/* キューを初期化 */
const queue = new LinkedListQueue();
/* 要素をエンキュー */
queue.push(1);
queue.push(3);
queue.push(2);
queue.push(5);
queue.push(4);
console.log('キュー queue = ' + queue.toArray());
/* キュー先頭の要素にアクセス */
const peek = queue.peek();
console.log('先頭要素 peek = ' + peek);
/* 要素をデキュー */
const pop = queue.pop();
console.log('デキューした要素 pop = ' + pop + ',デキュー後 queue = ' + queue.toArray());
/* キューの長さを取得 */
const size = queue.size;
console.log('キューの長さ size = ' + size);
/* キューが空かどうかを判定 */
const isEmpty = queue.isEmpty();
console.log('キューは空か = ' + 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');
/* 連結リストベースのスタック */
class LinkedListStack {
#stackPeek; // 先頭ノードをスタックトップとする
#stkSize = 0; // スタックの長さ
constructor() {
this.#stackPeek = null;
}
/* スタックの長さを取得 */
get size() {
return this.#stkSize;
}
/* スタックが空かどうかを判定 */
isEmpty() {
return this.size === 0;
}
/* プッシュ */
push(num) {
const node = new ListNode(num);
node.next = this.#stackPeek;
this.#stackPeek = node;
this.#stkSize++;
}
/* ポップ */
pop() {
const num = this.peek();
this.#stackPeek = this.#stackPeek.next;
this.#stkSize--;
return num;
}
/* スタックトップの要素にアクセス */
peek() {
if (!this.#stackPeek) throw new Error('スタックが空');
return this.#stackPeek.val;
}
/* 連結リストを Array に変換して返す */
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 */
/* スタックを初期化 */
const stack = new LinkedListStack();
/* 要素をプッシュ */
stack.push(1);
stack.push(3);
stack.push(2);
stack.push(5);
stack.push(4);
console.log('スタック stack = ' + stack.toArray());
/* スタックトップの要素にアクセス */
const peek = stack.peek();
console.log('スタックトップ要素 peek = ' + peek);
/* 要素をポップ */
const pop = stack.pop();
console.log('ポップした要素 pop = ' + pop + ',ポップ後 stack = ' + stack.toArray());
/* スタックの長さを取得 */
const size = stack.size;
console.log('スタックの長さ size = ' + size);
/* 空かどうかを判定 */
const isEmpty = stack.isEmpty();
console.log('スタックは空か = ' + 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 */
/* キューを初期化 */
// JavaScript には組み込みのキューがないため、Array をキューとして使う
const queue = [];
/* 要素をエンキュー */
queue.push(1);
queue.push(3);
queue.push(2);
queue.push(5);
queue.push(4);
console.log('キュー queue =', queue);
/* キュー先頭の要素にアクセス */
const peek = queue[0];
console.log('先頭要素 peek =', peek);
/* 要素をデキュー */
// 基盤が配列であるため、shift() メソッドの時間計算量は O(n)
const pop = queue.shift();
console.log('デキューした要素 pop =', pop, ',デキュー後 queue = ', queue);
/* キューの長さを取得 */
const size = queue.length;
console.log('キューの長さ size =', size);
/* キューが空かどうかを判定 */
const isEmpty = queue.length === 0;
console.log('キューは空か = ', 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 */
/* スタックを初期化 */
// JavaScript には組み込みのスタッククラスがないため、Array をスタックとして使う
const stack = [];
/* 要素をプッシュ */
stack.push(1);
stack.push(3);
stack.push(2);
stack.push(5);
stack.push(4);
console.log('スタック stack =', stack);
/* スタックトップの要素にアクセス */
const peek = stack[stack.length - 1];
console.log('スタックトップ要素 peek =', peek);
/* 要素をポップ */
const pop = stack.pop();
console.log('ポップした要素 pop =', pop);
console.log('ポップ後 stack =', stack);
/* スタックの長さを取得 */
const size = stack.length;
console.log('スタックの長さ size =', size);
/* 空かどうかを判定 */
const isEmpty = stack.length === 0;
console.log('スタックは空か =', isEmpty);

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@@ -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');
/* 配列表現による二分木クラス */
class ArrayBinaryTree {
#tree;
/* コンストラクタ */
constructor(arr) {
this.#tree = arr;
}
/* リスト容量 */
size() {
return this.#tree.length;
}
/* インデックス i のノードの値を取得 */
val(i) {
// インデックスが範囲外なら、空きを表す null を返す
if (i < 0 || i >= this.size()) return null;
return this.#tree[i];
}
/* インデックス i のノードの左子ノードのインデックスを取得 */
left(i) {
return 2 * i + 1;
}
/* インデックス i のノードの右子ノードのインデックスを取得 */
right(i) {
return 2 * i + 2;
}
/* インデックス i のノードの親ノードのインデックスを取得 */
parent(i) {
return Math.floor((i - 1) / 2); // 切り捨て除算
}
/* レベル順走査 */
levelOrder() {
let res = [];
// 配列を直接走査する
for (let i = 0; i < this.size(); i++) {
if (this.val(i) !== null) res.push(this.val(i));
}
return res;
}
/* 深さ優先探索 */
#dfs(i, order, res) {
// 空きスロットなら返す
if (this.val(i) === null) return;
// 先行順走査
if (order === 'pre') res.push(this.val(i));
this.#dfs(this.left(i), order, res);
// 中順走査
if (order === 'in') res.push(this.val(i));
this.#dfs(this.right(i), order, res);
// 後順走査
if (order === 'post') res.push(this.val(i));
}
/* 先行順走査 */
preOrder() {
const res = [];
this.#dfs(0, 'pre', res);
return res;
}
/* 中順走査 */
inOrder() {
const res = [];
this.#dfs(0, 'in', res);
return res;
}
/* 後順走査 */
postOrder() {
const res = [];
this.#dfs(0, 'post', res);
return res;
}
}
/* Driver Code */
// 二分木を初期化
// ここでは、配列から直接二分木を生成する関数を利用する
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('\n二分木を初期化\n');
console.log('二分木の配列表現:');
console.log(arr);
console.log('二分木の連結リスト表現:');
printTree(root);
// 配列表現による二分木クラス
const abt = new ArrayBinaryTree(arr);
// ノードにアクセス
const i = 1;
const l = abt.left(i);
const r = abt.right(i);
const p = abt.parent(i);
console.log('\n現在のードのインデックスは ' + i + ' ,値は ' + abt.val(i));
console.log(
'その左子ノードのインデックスは ' + l + ' ,値は ' + (l === null ? 'null' : abt.val(l))
);
console.log(
'その右子ノードのインデックスは ' + r + ' ,値は ' + (r === null ? 'null' : abt.val(r))
);
console.log(
'その親ノードのインデックスは ' + p + ' ,値は ' + (p === null ? 'null' : abt.val(p))
);
// 木を走査
let res = abt.levelOrder();
console.log('\nレベル順走査' + res);
res = abt.preOrder();
console.log('先行順走査:' + res);
res = abt.inOrder();
console.log('中間順走査:' + res);
res = abt.postOrder();
console.log('後行順走査:' + res);

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@@ -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 木 */
class AVLTree {
/* コンストラクタ */
constructor() {
this.root = null; // 根ノード
}
/* ノードの高さを取得 */
height(node) {
// 空ノードの高さは -1、葉ードの高さは 0
return node === null ? -1 : node.height;
}
/* ノードの高さを更新する */
#updateHeight(node) {
// ノードの高さは最も高い部分木の高さ + 1 に等しい
node.height =
Math.max(this.height(node.left), this.height(node.right)) + 1;
}
/* 平衡係数を取得 */
balanceFactor(node) {
// 空ノードの平衡係数は 0
if (node === null) return 0;
// ノードの平衡係数 = 左部分木の高さ - 右部分木の高さ
return this.height(node.left) - this.height(node.right);
}
/* 右回転 */
#rightRotate(node) {
const child = node.left;
const grandChild = child.right;
// child を支点として node を右回転させる
child.right = node;
node.left = grandChild;
// ノードの高さを更新する
this.#updateHeight(node);
this.#updateHeight(child);
// 回転後の部分木の根ノードを返す
return child;
}
/* 左回転 */
#leftRotate(node) {
const child = node.right;
const grandChild = child.left;
// child を支点として node を左回転させる
child.left = node;
node.right = grandChild;
// ノードの高さを更新する
this.#updateHeight(node);
this.#updateHeight(child);
// 回転後の部分木の根ノードを返す
return child;
}
/* 回転操作を行い、この部分木の平衡を回復する */
#rotate(node) {
// ノード node の平衡係数を取得
const balanceFactor = this.balanceFactor(node);
// 左に偏った木
if (balanceFactor > 1) {
if (this.balanceFactor(node.left) >= 0) {
// 右回転
return this.#rightRotate(node);
} else {
// 左回転してから右回転
node.left = this.#leftRotate(node.left);
return this.#rightRotate(node);
}
}
// 右に偏った木
if (balanceFactor < -1) {
if (this.balanceFactor(node.right) <= 0) {
// 左回転
return this.#leftRotate(node);
} else {
// 右回転してから左回転
node.right = this.#rightRotate(node.right);
return this.#leftRotate(node);
}
}
// 平衡木なので回転不要、そのまま返す
return node;
}
/* ノードを挿入 */
insert(val) {
this.root = this.#insertHelper(this.root, val);
}
/* ノードを再帰的に挿入する(補助メソッド) */
#insertHelper(node, val) {
if (node === null) return new TreeNode(val);
/* 1. 挿入位置を探索してノードを挿入 */
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; // 重複ノードは挿入せず、そのまま返す
this.#updateHeight(node); // ノードの高さを更新する
/* 2. 回転操作を行い、部分木の平衡を回復する */
node = this.#rotate(node);
// 部分木の根ノードを返す
return node;
}
/* ノードを削除 */
remove(val) {
this.root = this.#removeHelper(this.root, val);
}
/* ノードを再帰的に削除する(補助メソッド) */
#removeHelper(node, val) {
if (node === null) return null;
/* 1. ノードを探索して削除 */
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;
// 子ノード数 = 0 の場合、node をそのまま削除して返す
if (child === null) return null;
// 子ノード数 = 1 の場合、node をそのまま削除する
else node = child;
} else {
// 子ノード数 = 2 の場合、中順走査の次のノードを削除し、そのノードで現在のノードを置き換える
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); // ノードの高さを更新する
/* 2. 回転操作を行い、部分木の平衡を回復する */
node = this.#rotate(node);
// 部分木の根ノードを返す
return node;
}
/* ノードを探索 */
search(val) {
let cur = this.root;
// ループで探索し、葉ノードを越えたら抜ける
while (cur !== null) {
// 目標ノードは cur の右部分木にある
if (cur.val < val) cur = cur.right;
// 目標ノードは cur の左部分木にある
else if (cur.val > val) cur = cur.left;
// 目標ノードが見つかったらループを抜ける
else break;
}
// 目標ノードを返す
return cur;
}
}
function testInsert(tree, val) {
tree.insert(val);
console.log('\nード ' + val + ' を挿入後AVL 木は');
printTree(tree.root);
}
function testRemove(tree, val) {
tree.remove(val);
console.log('\nード ' + val + ' を削除後AVL 木は');
printTree(tree.root);
}
/* Driver Code */
/* 空の AVL 木を初期化する */
const avlTree = new AVLTree();
/* ノードを挿入 */
// ノード挿入後に AVL 木がどのように平衡を保つかに注目してほしい
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);
/* 重複ノードを挿入する */
testInsert(avlTree, 7);
/* ノードを削除 */
// ノード削除後に AVL 木がどのように平衡を保つかに注目してほしい
testRemove(avlTree, 8); // 次数 0 のノードを削除する
testRemove(avlTree, 5); // 次数 1 のノードを削除する
testRemove(avlTree, 4); // 次数 2 のノードを削除する
/* ノードを検索 */
const node = avlTree.search(7);
console.log('\n見つかったードオブジェクトは', node, ',ノード値 = ' + 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');
/* 二分探索木 */
class BinarySearchTree {
/* コンストラクタ */
constructor() {
// 空の木を初期化する
this.root = null;
}
/* 二分木の根ノードを取得 */
getRoot() {
return this.root;
}
/* ノードを探索 */
search(num) {
let cur = this.root;
// ループで探索し、葉ノードを越えたら抜ける
while (cur !== null) {
// 目標ノードは cur の右部分木にある
if (cur.val < num) cur = cur.right;
// 目標ノードは cur の左部分木にある
else if (cur.val > num) cur = cur.left;
// 目標ノードが見つかったらループを抜ける
else break;
}
// 目標ノードを返す
return cur;
}
/* ノードを挿入 */
insert(num) {
// 木が空なら、根ノードを初期化する
if (this.root === null) {
this.root = new TreeNode(num);
return;
}
let cur = this.root,
pre = null;
// ループで探索し、葉ノードを越えたら抜ける
while (cur !== null) {
// 重複ノードが見つかったら、直ちに返す
if (cur.val === num) return;
pre = cur;
// 挿入位置は cur の右部分木にある
if (cur.val < num) cur = cur.right;
// 挿入位置は cur の左部分木にある
else cur = cur.left;
}
// ノードを挿入
const node = new TreeNode(num);
if (pre.val < num) pre.right = node;
else pre.left = node;
}
/* ノードを削除 */
remove(num) {
// 木が空なら、そのまま早期リターンする
if (this.root === null) return;
let cur = this.root,
pre = null;
// ループで探索し、葉ノードを越えたら抜ける
while (cur !== null) {
// 削除対象のノードが見つかったら、ループを抜ける
if (cur.val === num) break;
pre = cur;
// 削除対象ノードは cur の右部分木にある
if (cur.val < num) cur = cur.right;
// 削除対象ノードは cur の左部分木にある
else cur = cur.left;
}
// 削除対象ノードがなければそのまま返す
if (cur === null) return;
// 子ノード数 = 0 or 1
if (cur.left === null || cur.right === null) {
// 子ノード数が 0 / 1 のとき、child = null / その子ノード
const child = cur.left !== null ? cur.left : cur.right;
// ノード cur を削除する
if (cur !== this.root) {
if (pre.left === cur) pre.left = child;
else pre.right = child;
} else {
// 削除ノードが根ノードなら、根ノードを再設定
this.root = child;
}
}
// 子ノード数 = 2
else {
// 中順走査における cur の次ノードを取得
let tmp = cur.right;
while (tmp.left !== null) {
tmp = tmp.left;
}
// ノード tmp を再帰的に削除
this.remove(tmp.val);
// tmp で cur を上書きする
cur.val = tmp.val;
}
}
}
/* Driver Code */
/* 二分探索木を初期化 */
const bst = new BinarySearchTree();
// 注意:挿入順序が異なると異なる二分木が生成される。このシーケンスからは完全二分木を生成できる
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('\n初期化した二分木は\n');
printTree(bst.getRoot());
/* ノードを探索 */
const node = bst.search(7);
console.log('\n見つかったードオブジェクトは ' + node + ',ノード値 = ' + node.val);
/* ノードを挿入 */
bst.insert(16);
console.log('\nード 16 を挿入後,二分木は\n');
printTree(bst.getRoot());
/* ノードを削除 */
bst.remove(1);
console.log('\nード 1 を削除後,二分木は\n');
printTree(bst.getRoot());
bst.remove(2);
console.log('\nード 2 を削除後,二分木は\n');
printTree(bst.getRoot());
bst.remove(4);
console.log('\nード 4 を削除後,二分木は\n');
printTree(bst.getRoot());

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@@ -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');
/* 二分木を初期化 */
// ノードを初期化
let n1 = new TreeNode(1),
n2 = new TreeNode(2),
n3 = new TreeNode(3),
n4 = new TreeNode(4),
n5 = new TreeNode(5);
// ノード間の参照(ポインタ)を構築する
n1.left = n2;
n1.right = n3;
n2.left = n4;
n2.right = n5;
console.log('\n二分木を初期化\n');
printTree(n1);
/* ノードの挿入と削除 */
const P = new TreeNode(0);
// n1 -> n2 の間にノード P を挿入
n1.left = P;
P.left = n2;
console.log('\nード P を挿入後\n');
printTree(n1);
// ノード P を削除
n1.left = n2;
console.log('\nード P を削除後\n');
printTree(n1);

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@@ -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');
/* レベル順走査 */
function levelOrder(root) {
// キューを初期化し、ルートノードを追加する
const queue = [root];
// 走査順序を保存するためのリストを初期化する
const list = [];
while (queue.length) {
let node = queue.shift(); // デキュー
list.push(node.val); // ノードの値を保存する
if (node.left) queue.push(node.left); // 左子ノードをキューに追加
if (node.right) queue.push(node.right); // 右子ノードをキューに追加
}
return list;
}
/* Driver Code */
/* 二分木を初期化 */
// ここでは、配列から直接二分木を生成する関数を利用する
const root = arrToTree([1, 2, 3, 4, 5, 6, 7]);
console.log('\n二分木を初期化\n');
printTree(root);
/* レベル順走査 */
const list = levelOrder(root);
console.log('\nレベル順走査のード出力シーケンス = ' + list);

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@@ -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');
// 走査順序を格納するリストを初期化
const list = [];
/* 先行順走査 */
function preOrder(root) {
if (root === null) return;
// 訪問順序:根ノード -> 左部分木 -> 右部分木
list.push(root.val);
preOrder(root.left);
preOrder(root.right);
}
/* 中順走査 */
function inOrder(root) {
if (root === null) return;
// 訪問優先順: 左部分木 -> 根ノード -> 右部分木
inOrder(root.left);
list.push(root.val);
inOrder(root.right);
}
/* 後順走査 */
function postOrder(root) {
if (root === null) return;
// 訪問優先順: 左部分木 -> 右部分木 -> 根ノード
postOrder(root.left);
postOrder(root.right);
list.push(root.val);
}
/* Driver Code */
/* 二分木を初期化 */
// ここでは、配列から直接二分木を生成する関数を利用する
const root = arrToTree([1, 2, 3, 4, 5, 6, 7]);
console.log('\n二分木を初期化\n');
printTree(root);
/* 先行順走査 */
list.length = 0;
preOrder(root);
console.log('\n先行順走査のード出力シーケンス = ' + list);
/* 中順走査 */
list.length = 0;
inOrder(root);
console.log('\n中間順走査のード出力シーケンス = ' + list);
/* 後順走査 */
list.length = 0;
postOrder(root);
console.log('\n後行順走査のード出力シーケンス = ' + list);

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@@ -0,0 +1,31 @@
/**
* File: ListNode.js
* Created Time: 2022-12-12
* Author: IsChristina (christinaxia77@foxmail.com)
*/
/* 連結リストノード */
class ListNode {
val; // ノード値
next; // 次のノードを指す参照(ポインタ)
constructor(val, next) {
this.val = val === undefined ? 0 : val;
this.next = next === undefined ? null : next;
}
}
/* リストを連結リストにデシリアライズする */
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,
};

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@@ -0,0 +1,86 @@
/**
* File: PrintUtil.js
* Created Time: 2022-12-04
* Author: IsChristina (christinaxia77@foxmail.com)
*/
const { arrToTree } = require('./TreeNode');
/* 連結リストを出力 */
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;
}
/**
* 二分木を出力
* This tree printer is borrowed from TECHIE DELIGHT
* https://www.techiedelight.com/c-program-print-binary-tree/
*/
function printTree(root) {
printTree(root, null, false);
}
/* 二分木を出力 */
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);
}
/* ヒープを出力 */
function printHeap(arr) {
console.log('ヒープの配列表現:');
console.log(arr);
console.log('ヒープの木構造表現:');
printTree(arrToTree(arr));
}
module.exports = {
printLinkedList,
printTree,
printHeap,
};

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@@ -0,0 +1,35 @@
/**
* File: TreeNode.js
* Created Time: 2022-12-04
* Author: IsChristina (christinaxia77@foxmail.com)
*/
/* 二分木ノード */
class TreeNode {
val; // ノード値
left; // 左の子ノードへのポインタ
right; // 右の子ノードへのポインタ
height; // ノードの高さ
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;
}
}
/* 配列をデシリアライズして二分木に変換する */
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,
};

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@@ -0,0 +1,35 @@
/**
* File: Vertex.js
* Created Time: 2023-02-15
* Author: Zhuo Qinyue (1403450829@qq.com)
*/
/* 頂点クラス */
class Vertex {
val;
constructor(val) {
this.val = val;
}
/* 値リスト vals を入力し、頂点リスト vets を返す */
static valsToVets(vals) {
const vets = [];
for (let i = 0; i < vals.length; i++) {
vets[i] = new Vertex(vals[i]);
}
return vets;
}
/* 頂点リスト vets を入力し、値リスト vals を返す */
static vetsToVals(vets) {
const vals = [];
for (const vet of vets) {
vals.push(vet.val);
}
return vals;
}
}
module.exports = {
Vertex,
};

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@@ -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');
}