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* Retranslate Japanese code with GPT-5.4

ja/codes/javascript/chapter_sorting/bubble_sort.js

@@ -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);

ja/codes/javascript/chapter_sorting/bucket_sort.js

@@ -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);

ja/codes/javascript/chapter_sorting/counting_sort.js

@@ -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);

ja/codes/javascript/chapter_sorting/heap_sort.js

@@ -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。ノード 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);

ja/codes/javascript/chapter_sorting/insertion_sort.js

@@ -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);

ja/codes/javascript/chapter_sorting/merge_sort.js

@@ -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);

ja/codes/javascript/chapter_sorting/quick_sort.js

@@ -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);

ja/codes/javascript/chapter_sorting/radix_sort.js

@@ -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);

ja/codes/javascript/chapter_sorting/selection_sort.js

@@ -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);