CS_learn/hello-algo
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Yudong Jin
2026-03-30 07:30:15 +08:00
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74
ja/codes/python/chapter_stack_and_queue/array_deque.py
View File

@@ -6,7 +6,7 @@ Author: krahets (krahets@163.com)
class ArrayDeque:
"""循環配列ベースの双端キュークラス"""
"""循環配列ベースの両端キュー"""
def __init__(self, capacity: int):
"""コンストラクタ"""
@@ -15,78 +15,78 @@ class ArrayDeque:
self._size: int = 0
def capacity(self) -> int:
"""双端キューの容量を取得"""
"""両端キューの容量を取得"""
return len(self._nums)
def size(self) -> int:
"""双端キューの長さを取得"""
"""両端キューの長さを取得"""
return self._size
def is_empty(self) -> bool:
"""双端キューが空かどうかを判定"""
"""両端キューが空かどうかを判定"""
return self._size == 0
def index(self, i: int) -> int:
"""循環配列のインデックスを計算"""
# モジュロ演算によって循環配列を実装
# i が配列の末尾を超えた場合、先頭に戻る
# i が配列の先頭を超えた場合、末尾に戻る
# 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 + self.capacity()) % self.capacity()
def push_first(self, num: int):
"""前端エンキュー"""
"""キュー先頭にエンキュー"""
if self._size == self.capacity():
print("双端キューが満杯です")
print("両端キューがいっぱいです")
return
# フロントポインタを左に1つ移動
# モジュロ演算によってフロントが配列の先頭を超えて末尾に戻ることを実装
# 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
self._front = self.index(self._front - 1)
# num を前端に追加
# num をキュー先頭に追加
self._nums[self._front] = num
self._size += 1
def push_last(self, num: int):
"""後端エンキュー"""
"""キュー末尾にエンキュー"""
if self._size == self.capacity():
print("双端キューが満杯です")
print("両端キューがいっぱいです")
return
# リアポインタを計算、リアインデックス + 1 を指す
# 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
rear = self.index(self._front + self._size)
# num を後端に追加
# num をキュー末尾に追加
self._nums[rear] = num
self._size += 1
def pop_first(self) -> int:
"""前端デキュー"""
"""キュー先頭からデキュー"""
num = self.peek_first()
# フロントポインタを1つ後ろに移動
# 先頭ポインタを 1 つ後ろへ進める
self._front = self.index(self._front + 1)
self._size -= 1
return num
def pop_last(self) -> int:
"""後端デキュー"""
"""キュー末尾からデキュー"""
num = self.peek_last()
self._size -= 1
return num
def peek_first(self) -> int:
"""前端要素にアクセス"""
"""キュー先頭の要素にアクセス"""
if self.is_empty():
raise IndexError("Double-ended queue is empty")
raise IndexError("両端キューが空です")
return self._nums[self._front]
def peek_last(self) -> int:
"""後端要素にアクセス"""
"""キュー末尾の要素にアクセス"""
if self.is_empty():
raise IndexError("Double-ended queue is empty")
# 後端要素のインデックスを計算
raise IndexError("両端キューが空です")
# 末尾要素のインデックスを計算
last = self.index(self._front + self._size - 1)
return self._nums[last]
def to_array(self) -> list[int]:
"""出力用の配列を返す"""
# 有効な長さ範囲内の要素のみを変換
# 有効長の範囲内のリスト要素のみを変換
res = []
for i in range(self._size):
res.append(self._nums[self.index(self._front + i)])
@@ -95,35 +95,35 @@ class ArrayDeque:
"""Driver Code"""
if __name__ == "__main__":
# 双端キューを初期化
# 両端キューを初期化
deque = ArrayDeque(10)
deque.push_last(3)
deque.push_last(2)
deque.push_last(5)
print("双端キュー deque =", deque.to_array())
print("両端キュー deque =", deque.to_array())
# 要素にアクセス
peek_first: int = deque.peek_first()
print("前端要素 peek_first =", peek_first)
print("先頭要素 peek_first =", peek_first)
peek_last: int = deque.peek_last()
print("後端要素 peek_last =", peek_last)
print("末尾要素 peek_last =", peek_last)
# 要素をエンキュー
deque.push_last(4)
print("要素 4 を後端エンキュー、deque =", deque.to_array())
print("要素 4 を末尾に追加した後 deque =", deque.to_array())
deque.push_first(1)
print("要素 1 を前端エンキュー、deque =", deque.to_array())
print("要素 1 を先頭に追加した後 deque =", deque.to_array())
# 要素をデキュー
pop_last: int = deque.pop_last()
print("後端でデキューされた要素 =", pop_last, "、後端デキュー後の deque =", deque.to_array())
print("末尾から取り出した要素 =", pop_last, "、末尾から取り出した後 deque =", deque.to_array())
pop_first: int = deque.pop_first()
print("前端でデキューされた要素 =", pop_first, "、前端デキュー後の deque =", deque.to_array())
print("先頭から取り出した要素 =", pop_first, "、先頭から取り出した後 deque =", deque.to_array())
# 双端キューの長さを取得
# 両端キューの長さを取得
size: int = deque.size()
print("双端キューの長さ size =", size)
print("両端キューの長さ size =", size)
# 双端キューが空かどうかを判定
# 両端キューが空かどうかを判定
is_empty: bool = deque.is_empty()
print("双端キューが空かどうか =", is_empty)
print("両端キューが空かどうか =", is_empty)

32
ja/codes/python/chapter_stack_and_queue/array_queue.py
View File

@@ -6,12 +6,12 @@ Author: Peng Chen (pengchzn@gmail.com)
class ArrayQueue:
"""循環配列ベースのキュークラス"""
"""循環配列ベースのキュー"""
def __init__(self, size: int):
"""コンストラクタ"""
self._nums: list[int] = [0] * size # キュー要素を格納する配列
self._front: int = 0 # フロントポインタ、フロント要素を指す
self._front: int = 0 # 先頭ポインタ。先頭要素を指す
self._size: int = 0 # キューの長さ
def capacity(self) -> int:
@@ -29,30 +29,30 @@ class ArrayQueue:
def push(self, num: int):
"""エンキュー"""
if self._size == self.capacity():
raise IndexError("Queue is full")
# リアポインタを計算、リアインデックス + 1 を指す
# モジュロ演算を使用してリアポインタを配列の末尾から先頭に戻す
raise IndexError("キューがいっぱいです")
# 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
rear: int = (self._front + self._size) % self.capacity()
# num をリアに追加
# num をキュー末尾に追加
self._nums[rear] = num
self._size += 1
def pop(self) -> int:
"""デキュー"""
num: int = self.peek()
# フロントポインタを1つ後ろに移動、末尾を超えた場合は配列の先頭に戻る
# 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
self._front = (self._front + 1) % self.capacity()
self._size -= 1
return num
def peek(self) -> int:
"""フロント要素にアクセス"""
"""キュー先頭の要素にアクセス"""
if self.is_empty():
raise IndexError("Queue is empty")
raise IndexError("キューが空です")
return self._nums[self._front]
def to_list(self) -> list[int]:
"""出力用の配列を返す"""
"""表示用のリストを返す"""
res = [0] * self.size()
j: int = self._front
for i in range(self.size()):
@@ -74,14 +74,14 @@ if __name__ == "__main__":
queue.push(4)
print("キュー queue =", queue.to_list())
# フロント要素にアクセス
# キュー先頭の要素にアクセス
peek: int = queue.peek()
print("フロント要素 peek =", peek)
print("先頭要素 peek =", peek)
# 要素をデキュー
pop: int = queue.pop()
print("デキューされた要素 pop =", pop)
print("デキュー後のキュー =", queue.to_list())
print("取り出した要素 pop =", pop)
print("取り出した後 queue =", queue.to_list())
# キューの長さを取得
size: int = queue.size()
@@ -91,8 +91,8 @@ if __name__ == "__main__":
is_empty: bool = queue.is_empty()
print("キューが空かどうか =", is_empty)
# 循環配列のテスト
# 循環配列をテストする
for i in range(10):
queue.push(i)
queue.pop()
print("第", i, "回目のエンキュー + デキューで、queue =", queue.to_list())
print("第", i, "回目の追加 + 取り出し後 queue = ", queue.to_list())

18
ja/codes/python/chapter_stack_and_queue/array_stack.py
View File

@@ -6,7 +6,7 @@ Author: Peng Chen (pengchzn@gmail.com)
class ArrayStack:
"""配列ベースのスタッククラス"""
"""配列ベースのスタック"""
def __init__(self):
"""コンストラクタ"""
@@ -27,17 +27,17 @@ class ArrayStack:
def pop(self) -> int:
"""ポップ"""
if self.is_empty():
raise IndexError("Stack is empty")
raise IndexError("スタックが空です")
return self._stack.pop()
def peek(self) -> int:
"""スタックトップ要素にアクセス"""
"""スタックトップの要素にアクセス"""
if self.is_empty():
raise IndexError("Stack is empty")
raise IndexError("スタックが空です")
return self._stack[-1]
def to_list(self) -> list[int]:
"""出力用の配列を返す"""
"""表示用のリストを返す"""
return self._stack
@@ -54,14 +54,14 @@ if __name__ == "__main__":
stack.push(4)
print("スタック stack =", stack.to_list())
# スタックトップ要素にアクセス
# スタックトップの要素にアクセス
peek: int = stack.peek()
print("スタックトップ要素 peek =", peek)
# 要素をポップ
pop: int = stack.pop()
print("ポップされた要素 pop =", pop)
print("ポップ後のスタック =", stack.to_list())
print("ポップした要素 pop =", pop)
print("ポップ後 stack =", stack.to_list())
# スタックの長さを取得
size: int = stack.size()
@@ -69,4 +69,4 @@ if __name__ == "__main__":
# 空かどうかを判定
is_empty: bool = stack.is_empty()
print("スタックが空かどうか =", is_empty)
print("スタックが空かどうか =", is_empty)

36
ja/codes/python/chapter_stack_and_queue/deque.py
View File

@@ -8,35 +8,35 @@ from collections import deque
"""Driver Code"""
if __name__ == "__main__":
# 双端キューを初期化
# 両端キューを初期化
deq: deque[int] = deque()
# 要素をエンキュー
deq.append(2) # 後端に追加
deq.append(2) # 末尾に追加する
deq.append(5)
deq.append(4)
deq.appendleft(3) # 前端に追加
deq.appendleft(3) # 先頭に追加する
deq.appendleft(1)
print("双端キュー deque =", deq)
print("両端キュー deque =", deq)
# 要素にアクセス
front: int = deq[0] # 前端要素
print("前端要素 front =", front)
rear: int = deq[-1] # 後端要素
print("後端要素 rear =", rear)
front: int = deq[0] # 先頭要素
print("先頭要素 front =", front)
rear: int = deq[-1] # 末尾要素
print("末尾要素 rear =", rear)
# 要素をデキュー
pop_front: int = deq.popleft() # 前端要素のデキュー
print("前端でデキューされた要素 pop_front =", pop_front)
print("前端デキュー後のデック =", deq)
pop_rear: int = deq.pop() # 後端要素のデキュー
print("後端でデキューされた要素 pop_rear =", pop_rear)
print("後端デキュー後のデック =", deq)
pop_front: int = deq.popleft() # 先頭要素を取り出す
print("先頭から取り出した要素 pop_front =", pop_front)
print("先頭から取り出した後 deque =", deq)
pop_rear: int = deq.pop() # 末尾要素を取り出す
print("末尾から取り出した要素 pop_rear =", pop_rear)
print("末尾から取り出した後 deque =", deq)
# 双端キューの長さを取得
# 両端キューの長さを取得
size: int = len(deq)
print("双端キューの長さ size =", size)
print("両端キューの長さ size =", size)
# 双端キューが空かどうかを判定
# 両端キューが空かどうかを判定
is_empty: bool = len(deq) == 0
print("双端キューが空かどうか =", is_empty)
print("両端キューが空かどうか =", is_empty)

84
ja/codes/python/chapter_stack_and_queue/linkedlist_deque.py
View File

@@ -16,93 +16,93 @@ class ListNode:
class LinkedListDeque:
"""双方向連結リストベースの双端キュークラス"""
"""双方向連結リストベースの両端キュー"""
def __init__(self):
"""コンストラクタ"""
self._front: ListNode | None = None # ヘッドノード front
self._rear: ListNode | None = None # テールノード rear
self._size: int = 0 # 双端キューの長さ
self._front: ListNode | None = None # 先頭ノード front
self._rear: ListNode | None = None # 末尾ノード rear
self._size: int = 0 # 両端キューの長さ
def size(self) -> int:
"""双端キューの長さを取得"""
"""両端キューの長さを取得"""
return self._size
def is_empty(self) -> bool:
"""双端キューが空かどうかを判定"""
"""両端キューが空かどうかを判定"""
return self._size == 0
def push(self, num: int, is_front: bool):
"""エンキュー操作"""
node = ListNode(num)
# リストが空の場合、front と rear の両方を node に向ける
# 連結リストが空なら、front と rear の両方を node に向ける
if self.is_empty():
self._front = self._rear = node
# 前端エンキュー操作
# 先頭へのエンキュー操作
elif is_front:
# ノードをリストの先頭に追加
# node を連結リストの先頭に追加
self._front.prev = node
node.next = self._front
self._front = node # ヘッドノードを更新
# 後端エンキュー操作
self._front = node # 先頭ノードを更新する
# 末尾へのエンキュー操作
else:
# ノードをリストの末尾に追加
# node を連結リストの末尾に追加
self._rear.next = node
node.prev = self._rear
self._rear = node # テールノードを更新
self._rear = node # 末尾ノードを更新する
self._size += 1 # キューの長さを更新
def push_first(self, num: int):
"""前端エンキュー"""
"""キュー先頭にエンキュー"""
self.push(num, True)
def push_last(self, num: int):
"""後端エンキュー"""
"""キュー末尾にエンキュー"""
self.push(num, False)
def pop(self, is_front: bool) -> int:
"""デキュー操作"""
if self.is_empty():
raise IndexError("Double-ended queue is empty")
# 前端デキュー操作
raise IndexError("両端キューが空です")
# キュー先頭からの取り出し
if is_front:
val: int = self._front.val # ヘッドノードの値を一時的に保存
# ヘッドノードを削除
val: int = self._front.val # 先頭ノードの値を一時保存
# 先頭ノードを削除
fnext: ListNode | None = self._front.next
if fnext is not None:
fnext.prev = None
self._front.next = None
self._front = fnext # ヘッドノードを更新
# 後端デキュー操作
self._front = fnext # 先頭ノードを更新する
# キュー末尾からの取り出し
else:
val: int = self._rear.val # テールノードの値を一時的に保存
# テールノードを削除
val: int = self._rear.val # 末尾ノードの値を一時保存
# 末尾ノードを削除
rprev: ListNode | None = self._rear.prev
if rprev is not None:
rprev.next = None
self._rear.prev = None
self._rear = rprev # テールノードを更新
self._rear = rprev # 末尾ノードを更新する
self._size -= 1 # キューの長さを更新
return val
def pop_first(self) -> int:
"""前端デキュー"""
"""キュー先頭からデキュー"""
return self.pop(True)
def pop_last(self) -> int:
"""後端デキュー"""
"""キュー末尾からデキュー"""
return self.pop(False)
def peek_first(self) -> int:
"""前端要素にアクセス"""
"""キュー先頭の要素にアクセス"""
if self.is_empty():
raise IndexError("Double-ended queue is empty")
raise IndexError("両端キューが空です")
return self._front.val
def peek_last(self) -> int:
"""後端要素にアクセス"""
"""キュー末尾の要素にアクセス"""
if self.is_empty():
raise IndexError("Double-ended queue is empty")
raise IndexError("両端キューが空です")
return self._rear.val
def to_array(self) -> list[int]:
@@ -117,35 +117,35 @@ class LinkedListDeque:
"""Driver Code"""
if __name__ == "__main__":
# 双端キューを初期化
# 両端キューを初期化
deque = LinkedListDeque()
deque.push_last(3)
deque.push_last(2)
deque.push_last(5)
print("双端キュー deque =", deque.to_array())
print("両端キュー deque =", deque.to_array())
# 要素にアクセス
peek_first: int = deque.peek_first()
print("前端要素 peek_first =", peek_first)
print("先頭要素 peek_first =", peek_first)
peek_last: int = deque.peek_last()
print("後端要素 peek_last =", peek_last)
print("末尾要素 peek_last =", peek_last)
# 要素をエンキュー
deque.push_last(4)
print("要素 4 を後端エンキュー、deque =", deque.to_array())
print("要素 4 を末尾に追加した後 deque =", deque.to_array())
deque.push_first(1)
print("要素 1 を前端エンキュー、deque =", deque.to_array())
print("要素 1 を先頭に追加した後 deque =", deque.to_array())
# 要素をデキュー
pop_last: int = deque.pop_last()
print("後端でデキューされた要素 =", pop_last, "、後端デキュー後の deque =", deque.to_array())
print("末尾から取り出した要素 =", pop_last, "、末尾から取り出した後 deque =", deque.to_array())
pop_first: int = deque.pop_first()
print("前端でデキューされた要素 =", pop_first, "、前端デキュー後の deque =", deque.to_array())
print("先頭から取り出した要素 =", pop_first, "、先頭から取り出した後 deque =", deque.to_array())
# 双端キューの長さを取得
# 両端キューの長さを取得
size: int = deque.size()
print("双端キューの長さ size =", size)
print("両端キューの長さ size =", size)
# 双端キューが空かどうかを判定
# 両端キューが空かどうかを判定
is_empty: bool = deque.is_empty()
print("双端キューが空かどうか =", is_empty)
print("両端キューが空かどうか =", is_empty)

30
ja/codes/python/chapter_stack_and_queue/linkedlist_queue.py
View File

@@ -12,12 +12,12 @@ from modules import ListNode
class LinkedListQueue:
"""連結リストベースのキュークラス"""
"""連結リストベースのキュー"""
def __init__(self):
"""コンストラクタ"""
self._front: ListNode | None = None # ヘッドノード front
self._rear: ListNode | None = None # テールノード rear
self._front: ListNode | None = None # 先頭ノード front
self._rear: ListNode | None = None # 末尾ノード rear
self._size: int = 0
def size(self) -> int:
@@ -30,13 +30,13 @@ class LinkedListQueue:
def push(self, num: int):
"""エンキュー"""
# テールノードの後ろに num を追加
# 末尾ノードの後ろに num を追加
node = ListNode(num)
# キューが空の場合、ヘッドとテールノードの両方をそのノードに向ける
# 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 self._front is None:
self._front = node
self._rear = node
# キューが空でない場合、そのノードをテールノードの後ろに追加
# 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:
self._rear.next = node
self._rear = node
@@ -45,19 +45,19 @@ class LinkedListQueue:
def pop(self) -> int:
"""デキュー"""
num = self.peek()
# ヘッドノードを削除
# 先頭ノードを削除
self._front = self._front.next
self._size -= 1
return num
def peek(self) -> int:
"""フロント要素にアクセス"""
"""キュー先頭の要素にアクセス"""
if self.is_empty():
raise IndexError("Queue is empty")
raise IndexError("キューが空です")
return self._front.val
def to_list(self) -> list[int]:
"""出力用のリストに変換"""
"""表示用にリストへ変換"""
queue = []
temp = self._front
while temp:
@@ -79,14 +79,14 @@ if __name__ == "__main__":
queue.push(4)
print("キュー queue =", queue.to_list())
# フロント要素にアクセス
# キュー先頭の要素にアクセス
peek: int = queue.peek()
print("フロント要素 front =", peek)
print("先頭要素 front =", peek)
# 要素をデキュー
pop_front: int = queue.pop()
print("デキューされた要素 pop =", pop_front)
print("デキュー後のキュー =", queue.to_list())
print("取り出した要素 pop =", pop_front)
print("取り出した後 queue =", queue.to_list())
# キューの長さを取得
size: int = queue.size()
@@ -94,4 +94,4 @@ if __name__ == "__main__":
# キューが空かどうかを判定
is_empty: bool = queue.is_empty()
print("キューが空かどうか =", is_empty)
print("キューが空かどうか =", is_empty)

16
ja/codes/python/chapter_stack_and_queue/linkedlist_stack.py
View File

@@ -12,7 +12,7 @@ from modules import ListNode
class LinkedListStack:
"""連結リストベースのスタッククラス"""
"""連結リストベースのスタック"""
def __init__(self):
"""コンストラクタ"""
@@ -42,13 +42,13 @@ class LinkedListStack:
return num
def peek(self) -> int:
"""スタックトップ要素にアクセス"""
"""スタックトップの要素にアクセス"""
if self.is_empty():
raise IndexError("Stack is empty")
raise IndexError("スタックが空です")
return self._peek.val
def to_list(self) -> list[int]:
"""出力用のリストに変換"""
"""表示用にリストへ変換"""
arr = []
node = self._peek
while node:
@@ -71,14 +71,14 @@ if __name__ == "__main__":
stack.push(4)
print("スタック stack =", stack.to_list())
# スタックトップ要素にアクセス
# スタックトップの要素にアクセス
peek: int = stack.peek()
print("スタックトップ要素 peek =", peek)
# 要素をポップ
pop: int = stack.pop()
print("ポップされた要素 pop =", pop)
print("ポップ後のスタック =", stack.to_list())
print("ポップした要素 pop =", pop)
print("ポップ後 stack =", stack.to_list())
# スタックの長さを取得
size: int = stack.size()
@@ -86,4 +86,4 @@ if __name__ == "__main__":
# 空かどうかを判定
is_empty: bool = stack.is_empty()
print("スタックが空かどうか =", is_empty)
print("スタックが空かどうか =", is_empty)

16
ja/codes/python/chapter_stack_and_queue/queue.py
View File

@@ -8,9 +8,9 @@ from collections import deque
"""Driver Code"""
if __name__ == "__main__":
# キューを初期化
# Pythonでは、一般的にdequeクラスをキューとして考えます
# queue.Queue()は純粋なキュークラスですが、あまりユーザーフレンドリーではありません
# キューを初期化する
# Python では通常、両端キュー deque をキューとして使う
# queue.Queue() は正統なキュークラスだが、あまり使いやすくない
que: deque[int] = deque()
# 要素をエンキュー
@@ -21,14 +21,14 @@ if __name__ == "__main__":
que.append(4)
print("キュー que =", que)
# フロント要素にアクセス
# キュー先頭の要素にアクセス
front: int = que[0]
print("フロント要素 front =", front)
print("先頭要素 front =", front)
# 要素をデキュー
pop: int = que.popleft()
print("デキューされた要素 pop =", pop)
print("デキュー後のキュー =", que)
print("取り出した要素 pop =", pop)
print("取り出し後 que =", que)
# キューの長さを取得
size: int = len(que)
@@ -36,4 +36,4 @@ if __name__ == "__main__":
# キューが空かどうかを判定
is_empty: bool = len(que) == 0
print("キューが空かどうか =", is_empty)
print("キューが空かどうか =", is_empty)

12
ja/codes/python/chapter_stack_and_queue/stack.py
View File

@@ -6,8 +6,8 @@ Author: Peng Chen (pengchzn@gmail.com)
"""Driver Code"""
if __name__ == "__main__":
# スタックを初期化
# Pythonには組み込みのスタッククラスはありませんが、リストをスタックとして使用できます
# スタックを初期化する
# Python には組み込みのスタッククラスがないため、list をスタックとして使える
stack: list[int] = []
# 要素をプッシュ
@@ -18,14 +18,14 @@ if __name__ == "__main__":
stack.append(4)
print("スタック stack =", stack)
# スタックトップ要素にアクセス
# スタックトップの要素にアクセス
peek: int = stack[-1]
print("スタックトップ要素 peek =", peek)
# 要素をポップ
pop: int = stack.pop()
print("ポップされた要素 pop =", pop)
print("ポップ後のスタック =", stack)
print("ポップした要素 pop =", pop)
print("ポップ後 stack =", stack)
# スタックの長さを取得
size: int = len(stack)
@@ -33,4 +33,4 @@ if __name__ == "__main__":
# 空かどうかを判定
is_empty: bool = len(stack) == 0
print("スタックが空かどうか =", is_empty)
print("スタックが空かどうか =", is_empty)