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區域性性 -> 區域性
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zh-hant/codes/rust/chapter_sorting/bubble_sort.rs

@@ -0,0 +1,57 @@
+/*
+ * File: bubble_sort.rs
+ * Created Time: 2023-02-05
+ * Author: codingonion (coderonion@gmail.com)
+ */
+
+include!("../include/include.rs");
+
+/* 泡沫排序 */
+fn bubble_sort(nums: &mut [i32]) {
+    // 外迴圈：未排序區間為 [0, i]
+    for i in (1..nums.len()).rev() {
+        // 內迴圈：將未排序區間 [0, i] 中的最大元素交換至該區間的最右端
+        for j in 0..i {
+            if nums[j] > nums[j + 1] {
+                // 交換 nums[j] 與 nums[j + 1]
+                let tmp = nums[j];
+                nums[j] = nums[j + 1];
+                nums[j + 1] = tmp;
+            }
+        }
+    }
+}
+
+/* 泡沫排序（標誌最佳化） */
+fn bubble_sort_with_flag(nums: &mut [i32]) {
+    // 外迴圈：未排序區間為 [0, i]
+    for i in (1..nums.len()).rev() {
+        let mut flag = false; // 初始化標誌位
+        // 內迴圈：將未排序區間 [0, i] 中的最大元素交換至該區間的最右端
+        for j in 0..i {
+            if nums[j] > nums[j + 1] {
+                // 交換 nums[j] 與 nums[j + 1]
+                let tmp = nums[j];
+                nums[j] = nums[j + 1];
+                nums[j + 1] = tmp;
+                flag = true; // 記錄交換元素
+            }
+        }
+        if !flag {
+            break; // 此輪“冒泡”未交換任何元素，直接跳出
+        };
+    }
+}
+
+/* Driver Code */
+pub fn main() {
+    let mut nums = [4, 1, 3, 1, 5, 2];
+    bubble_sort(&mut nums);
+    print!("泡沫排序完成後 nums = ");
+    print_util::print_array(&nums);
+
+    let mut nums1 = [4, 1, 3, 1, 5, 2];
+    bubble_sort_with_flag(&mut nums1);
+    print!("\n泡沫排序完成後 nums1 = ");
+    print_util::print_array(&nums1);
+}

zh-hant/codes/rust/chapter_sorting/bucket_sort.rs

@@ -0,0 +1,43 @@
+/*
+ * File: bucket_sort.rs
+ * Created Time: 2023-07-09
+ * Author: night-cruise (2586447362@qq.com)
+ */
+
+include!("../include/include.rs");
+
+/* 桶排序 */
+fn bucket_sort(nums: &mut [f64]) {
+    // 初始化 k = n/2 個桶，預期向每個桶分配 2 個元素
+    let k = nums.len() / 2;
+    let mut buckets = vec![vec![]; k];
+    // 1. 將陣列元素分配到各個桶中
+    for &mut num in &mut *nums {
+        // 輸入資料範圍為 [0, 1)，使用 num * k 對映到索引範圍 [0, k-1]
+        let i = (num * k as f64) as usize;
+        // 將 num 新增進桶 i
+        buckets[i].push(num);
+    }
+    // 2. 對各個桶執行排序
+    for bucket in &mut buckets {
+        // 使用內建排序函式，也可以替換成其他排序演算法
+        bucket.sort_by(|a, b| a.partial_cmp(b).unwrap());
+    }
+    // 3. 走訪桶合併結果
+    let mut i = 0;
+    for bucket in &mut buckets {
+        for &mut num in bucket {
+            nums[i] = num;
+            i += 1;
+        }
+    }
+}
+
+/* Driver Code */
+fn main() {
+    // 設輸入資料為浮點數，範圍為 [0, 1)
+    let mut nums = [0.49, 0.96, 0.82, 0.09, 0.57, 0.43, 0.91, 0.75, 0.15, 0.37];
+    bucket_sort(&mut nums);
+    print!("桶排序完成後 nums = ");
+    print_util::print_array(&nums);
+}

zh-hant/codes/rust/chapter_sorting/counting_sort.rs

@@ -0,0 +1,72 @@
+/*
+ * File: counting_sort.rs
+ * Created Time: 2023-07-09
+ * Author: night-cruise (2586447362@qq.com)
+ */
+
+include!("../include/include.rs");
+
+/* 計數排序 */
+// 簡單實現，無法用於排序物件
+fn counting_sort_naive(nums: &mut [i32]) {
+    // 1. 統計陣列最大元素 m
+    let m = *nums.into_iter().max().unwrap();
+    // 2. 統計各數字的出現次數
+    // counter[num] 代表 num 的出現次數
+    let mut counter = vec![0; m as usize + 1];
+    for &num in &*nums {
+        counter[num as usize] += 1;
+    }
+    // 3. 走訪 counter ，將各元素填入原陣列 nums
+    let mut i = 0;
+    for num in 0..m + 1 {
+        for _ in 0..counter[num as usize] {
+            nums[i] = num;
+            i += 1;
+        }
+    }
+}
+
+/* 計數排序 */
+// 完整實現，可排序物件，並且是穩定排序
+fn counting_sort(nums: &mut [i32]) {
+    // 1. 統計陣列最大元素 m
+    let m = *nums.into_iter().max().unwrap();
+    // 2. 統計各數字的出現次數
+    // counter[num] 代表 num 的出現次數
+    let mut counter = vec![0; m as usize + 1];
+    for &num in &*nums {
+        counter[num as usize] += 1;
+    }
+    // 3. 求 counter 的前綴和，將“出現次數”轉換為“尾索引”
+    // 即 counter[num]-1 是 num 在 res 中最後一次出現的索引
+    for i in 0..m as usize {
+        counter[i + 1] += counter[i];
+    }
+    // 4. 倒序走訪 nums ，將各元素填入結果陣列 res
+    // 初始化陣列 res 用於記錄結果
+    let n = nums.len();
+    let mut res = vec![0; n];
+    for i in (0..n).rev() {
+        let num = nums[i];
+        res[counter[num as usize] - 1] = num; // 將 num 放置到對應索引處
+        counter[num as usize] -= 1; // 令前綴和自減 1 ，得到下次放置 num 的索引
+    }
+    // 使用結果陣列 res 覆蓋原陣列 nums
+    for i in 0..n {
+        nums[i] = res[i];
+    }
+}
+
+/* Driver Code */
+fn main() {
+    let mut nums = [1, 0, 1, 2, 0, 4, 0, 2, 2, 4];
+    counting_sort_naive(&mut nums);
+    print!("計數排序（無法排序物件）完成後 nums = ");
+    print_util::print_array(&nums);
+
+    let mut nums1 = [1, 0, 1, 2, 0, 4, 0, 2, 2, 4];
+    counting_sort(&mut nums1);
+    print!("\n計數排序完成後 nums1 = ");
+    print_util::print_array(&nums1);
+}

zh-hant/codes/rust/chapter_sorting/heap_sort.rs

@@ -0,0 +1,58 @@
+/*
+ * File: heap_sort.rs
+ * Created Time: 2023-07-04
+ * Author: night-cruise (2586447362@qq.com)
+ */
+
+include!("../include/include.rs");
+
+/* 堆積的長度為 n ，從節點 i 開始，從頂至底堆積化 */
+fn sift_down(nums: &mut [i32], n: usize, mut i: usize) {
+    loop {
+        // 判斷節點 i, l, r 中值最大的節點，記為 ma
+        let l = 2 * i + 1;
+        let r = 2 * i + 2;
+        let mut ma = i;
+        if l < n && nums[l] > nums[ma] {
+            ma = l;
+        }
+        if r < n && nums[r] > nums[ma] {
+            ma = r;
+        }
+        // 若節點 i 最大或索引 l, r 越界，則無須繼續堆積化，跳出
+        if ma == i {
+            break;
+        }
+        // 交換兩節點
+        let temp = nums[i];
+        nums[i] = nums[ma];
+        nums[ma] = temp;
+        // 迴圈向下堆積化
+        i = ma;
+    }
+}
+
+/* 堆積排序 */
+fn heap_sort(nums: &mut [i32]) {
+    // 建堆積操作：堆積化除葉節點以外的其他所有節點
+    for i in (0..=nums.len() / 2 - 1).rev() {
+        sift_down(nums, nums.len(), i);
+    }
+    // 從堆積中提取最大元素，迴圈 n-1 輪
+    for i in (1..=nums.len() - 1).rev() {
+        // 交換根節點與最右葉節點（交換首元素與尾元素）
+        let tmp = nums[0];
+        nums[0] = nums[i];
+        nums[i] = tmp;
+        // 以根節點為起點，從頂至底進行堆積化
+        sift_down(nums, i, 0);
+    }
+}
+
+/* Driver Code */
+fn main() {
+    let mut nums = [4, 1, 3, 1, 5, 2];
+    heap_sort(&mut nums);
+    print!("堆積排序完成後 nums = ");
+    print_util::print_array(&nums);
+}

zh-hant/codes/rust/chapter_sorting/insertion_sort.rs

@@ -0,0 +1,29 @@
+/*
+ * File: insertion_sort.rs
+ * Created Time: 2023-02-13
+ * Author: xBLACKICEx (xBLACKICEx@outlook.com)
+ */
+
+include!("../include/include.rs");
+
+/* 插入排序 */
+fn insertion_sort(nums: &mut [i32]) {
+    // 外迴圈：已排序區間為 [0, i-1]
+    for i in 1..nums.len() {
+        let (base, mut j) = (nums[i], (i - 1) as i32);
+        // 內迴圈：將 base 插入到已排序區間 [0, i-1] 中的正確位置
+        while j >= 0 && nums[j as usize] > base {
+            nums[(j + 1) as usize] = nums[j as usize]; // 將 nums[j] 向右移動一位
+            j -= 1;
+        }
+        nums[(j + 1) as usize] = base; // 將 base 賦值到正確位置
+    }
+}
+
+/* Driver Code */
+fn main() {
+    let mut nums = [4, 1, 3, 1, 5, 2];
+    insertion_sort(&mut nums);
+    print!("插入排序完成後 nums = ");
+    print_util::print_array(&nums);
+}

zh-hant/codes/rust/chapter_sorting/merge_sort.rs

@@ -0,0 +1,66 @@
+/**
+ * File: merge_sort.rs
+ * Created Time: 2023-02-14
+ * Author: xBLACKICEx (xBLACKICEx@outlook.com)
+ */
+
+/* 合併左子陣列和右子陣列 */
+fn merge(nums: &mut [i32], left: usize, mid: usize, right: usize) {
+    // 左子陣列區間為 [left, mid], 右子陣列區間為 [mid+1, right]
+    // 建立一個臨時陣列 tmp ，用於存放合併後的結果
+    let tmp_size = right - left + 1;
+    let mut tmp = vec![0; tmp_size];
+    // 初始化左子陣列和右子陣列的起始索引
+    let (mut i, mut j, mut k) = (left, mid + 1, 0);
+    // 當左右子陣列都還有元素時，進行比較並將較小的元素複製到臨時陣列中
+    while i <= mid && j <= right {
+        if nums[i] <= nums[j] {
+            tmp[k] = nums[i];
+            i += 1;
+        } else {
+            tmp[k] = nums[j];
+            j += 1;
+        }
+        k += 1;
+    }
+    // 將左子陣列和右子陣列的剩餘元素複製到臨時陣列中
+    while i <= mid {
+        tmp[k] = nums[i];
+        k += 1;
+        i += 1;
+    }
+    while j <= right {
+        tmp[k] = nums[j];
+        k += 1;
+        j += 1;
+    }
+    // 將臨時陣列 tmp 中的元素複製回原陣列 nums 的對應區間
+    for k in 0..tmp_size {
+        nums[left + k] = tmp[k];
+    }
+}
+
+/* 合併排序 */
+fn merge_sort(nums: &mut [i32], left: usize, right: usize) {
+    // 終止條件
+    if left >= right {
+        return; // 當子陣列長度為 1 時終止遞迴
+    }
+
+    // 劃分階段
+    let mid = (left + right) / 2; // 計算中點
+    merge_sort(nums, left, mid); // 遞迴左子陣列
+    merge_sort(nums, mid + 1, right); // 遞迴右子陣列
+
+    // 合併階段
+    merge(nums, left, mid, right);
+}
+
+/* Driver Code */
+fn main() {
+    /* 合併排序 */
+    let mut nums = [7, 3, 2, 6, 0, 1, 5, 4];
+    let right = nums.len() - 1;
+    merge_sort(&mut nums, 0, right);
+    println!("合併排序完成後 nums = {:?}", nums);
+}

zh-hant/codes/rust/chapter_sorting/quick_sort.rs

@@ -0,0 +1,148 @@
+/**
+ * File: quick_sort.rs
+ * Created Time: 2023-02-16
+ * Author: xBLACKICEx (xBLACKICE@outlook.com)
+ */
+
+/* 快速排序 */
+struct QuickSort;
+
+impl QuickSort {
+    /* 哨兵劃分 */
+    fn partition(nums: &mut [i32], left: usize, right: usize) -> usize {
+        // 以 nums[left] 為基準數
+        let (mut i, mut j) = (left, right);
+        while i < j {
+            while i < j && nums[j] >= nums[left] {
+                j -= 1; // 從右向左找首個小於基準數的元素
+            }
+            while i < j && nums[i] <= nums[left] {
+                i += 1; // 從左向右找首個大於基準數的元素
+            }
+            nums.swap(i, j); // 交換這兩個元素
+        }
+        nums.swap(i, left); // 將基準數交換至兩子陣列的分界線
+        i // 返回基準數的索引
+    }
+
+    /* 快速排序 */
+    pub fn quick_sort(left: i32, right: i32, nums: &mut [i32]) {
+        // 子陣列長度為 1 時終止遞迴
+        if left >= right {
+            return;
+        }
+        // 哨兵劃分
+        let pivot = Self::partition(nums, left as usize, right as usize) as i32;
+        // 遞迴左子陣列、右子陣列
+        Self::quick_sort(left, pivot - 1, nums);
+        Self::quick_sort(pivot + 1, right, nums);
+    }
+}
+
+/* 快速排序（中位基準數最佳化） */
+struct QuickSortMedian;
+
+impl QuickSortMedian {
+    /* 選取三個候選元素的中位數 */
+    fn median_three(nums: &mut [i32], left: usize, mid: usize, right: usize) -> usize {
+        let (l, m, r) = (nums[left], nums[mid], nums[right]);
+        if (l <= m && m <= r) || (r <= m && m <= l) {
+            return mid; // m 在 l 和 r 之間
+        }
+        if (m <= l && l <= r) || (r <= l && l <= m) {
+            return left; // l 在 m 和 r 之間
+        }
+        right
+    }
+
+    /* 哨兵劃分（三數取中值） */
+    fn partition(nums: &mut [i32], left: usize, right: usize) -> usize {
+        // 選取三個候選元素的中位數
+        let med = Self::median_three(nums, left, (left + right) / 2, right);
+        // 將中位數交換至陣列最左端
+        nums.swap(left, med);
+        // 以 nums[left] 為基準數
+        let (mut i, mut j) = (left, right);
+        while i < j {
+            while i < j && nums[j] >= nums[left] {
+                j -= 1; // 從右向左找首個小於基準數的元素
+            }
+            while i < j && nums[i] <= nums[left] {
+                i += 1; // 從左向右找首個大於基準數的元素
+            }
+            nums.swap(i, j); // 交換這兩個元素
+        }
+        nums.swap(i, left); // 將基準數交換至兩子陣列的分界線
+        i // 返回基準數的索引
+    }
+
+    /* 快速排序 */
+    pub fn quick_sort(left: i32, right: i32, nums: &mut [i32]) {
+        // 子陣列長度為 1 時終止遞迴
+        if left >= right {
+            return;
+        }
+        // 哨兵劃分
+        let pivot = Self::partition(nums, left as usize, right as usize) as i32;
+        // 遞迴左子陣列、右子陣列
+        Self::quick_sort(left, pivot - 1, nums);
+        Self::quick_sort(pivot + 1, right, nums);
+    }
+}
+
+/* 快速排序（尾遞迴最佳化） */
+struct QuickSortTailCall;
+
+impl QuickSortTailCall {
+    /* 哨兵劃分 */
+    fn partition(nums: &mut [i32], left: usize, right: usize) -> usize {
+        // 以 nums[left] 為基準數
+        let (mut i, mut j) = (left, right);
+        while i < j {
+            while i < j && nums[j] >= nums[left] {
+                j -= 1; // 從右向左找首個小於基準數的元素
+            }
+            while i < j && nums[i] <= nums[left] {
+                i += 1; // 從左向右找首個大於基準數的元素
+            }
+            nums.swap(i, j); // 交換這兩個元素
+        }
+        nums.swap(i, left); // 將基準數交換至兩子陣列的分界線
+        i // 返回基準數的索引
+    }
+
+    /* 快速排序（尾遞迴最佳化） */
+    pub fn quick_sort(mut left: i32, mut right: i32, nums: &mut [i32]) {
+        // 子陣列長度為 1 時終止
+        while left < right {
+            // 哨兵劃分操作
+            let pivot = Self::partition(nums, left as usize, right as usize) as i32;
+            // 對兩個子陣列中較短的那個執行快速排序
+            if pivot - left < right - pivot {
+                Self::quick_sort(left, pivot - 1, nums); // 遞迴排序左子陣列
+                left = pivot + 1; // 剩餘未排序區間為 [pivot + 1, right]
+            } else {
+                Self::quick_sort(pivot + 1, right, nums); // 遞迴排序右子陣列
+                right = pivot - 1; // 剩餘未排序區間為 [left, pivot - 1]
+            }
+        }
+    }
+}
+
+/* Driver Code */
+fn main() {
+    /* 快速排序 */
+    let mut nums = [2, 4, 1, 0, 3, 5];
+    QuickSort::quick_sort(0, (nums.len() - 1) as i32, &mut nums);
+    println!("快速排序完成後 nums = {:?}", nums);
+
+    /* 快速排序（中位基準數最佳化） */
+    let mut nums = [2, 4, 1, 0, 3, 5];
+    QuickSortMedian::quick_sort(0, (nums.len() - 1) as i32, &mut nums);
+    println!("快速排序（中位基準數最佳化）完成後 nums = {:?}", nums);
+
+    /* 快速排序（尾遞迴最佳化） */
+    let mut nums = [2, 4, 1, 0, 3, 5];
+    QuickSortTailCall::quick_sort(0, (nums.len() - 1) as i32, &mut nums);
+    println!("快速排序（尾遞迴最佳化）完成後 nums = {:?}", nums);
+}

zh-hant/codes/rust/chapter_sorting/radix_sort.rs

@@ -0,0 +1,65 @@
+/*
+ * File: radix_sort.rs
+ * Created Time: 2023-07-09
+ * Author: night-cruise (2586447362@qq.com)
+ */
+
+include!("../include/include.rs");
+
+/* 獲取元素 num 的第 k 位，其中 exp = 10^(k-1) */
+fn digit(num: i32, exp: i32) -> usize {
+    // 傳入 exp 而非 k 可以避免在此重複執行昂貴的次方計算
+    return ((num / exp) % 10) as usize;
+}
+
+/* 計數排序（根據 nums 第 k 位排序） */
+fn counting_sort_digit(nums: &mut [i32], exp: i32) {
+    // 十進位制的位範圍為 0~9 ，因此需要長度為 10 的桶陣列
+    let mut counter = [0; 10];
+    let n = nums.len();
+    // 統計 0~9 各數字的出現次數
+    for i in 0..n {
+        let d = digit(nums[i], exp); // 獲取 nums[i] 第 k 位，記為 d
+        counter[d] += 1; // 統計數字 d 的出現次數
+    }
+    // 求前綴和，將“出現個數”轉換為“陣列索引”
+    for i in 1..10 {
+        counter[i] += counter[i - 1];
+    }
+    // 倒序走訪，根據桶內統計結果，將各元素填入 res
+    let mut res = vec![0; n];
+    for i in (0..n).rev() {
+        let d = digit(nums[i], exp);
+        let j = counter[d] - 1; // 獲取 d 在陣列中的索引 j
+        res[j] = nums[i]; // 將當前元素填入索引 j
+        counter[d] -= 1; // 將 d 的數量減 1
+    }
+    // 使用結果覆蓋原陣列 nums
+    for i in 0..n {
+        nums[i] = res[i];
+    }
+}
+
+/* 基數排序 */
+fn radix_sort(nums: &mut [i32]) {
+    // 獲取陣列的最大元素，用於判斷最大位數
+    let m = *nums.into_iter().max().unwrap();
+    // 按照從低位到高位的順序走訪
+    let mut exp = 1;
+    while exp <= m {
+        counting_sort_digit(nums, exp);
+        exp *= 10;
+    }
+}
+
+/* Driver Code */
+fn main() {
+    // 基數排序
+    let mut nums = [
+        10546151, 35663510, 42865989, 34862445, 81883077, 88906420, 72429244, 30524779, 82060337,
+        63832996,
+    ];
+    radix_sort(&mut nums);
+    print!("基數排序完成後 nums = ");
+    print_util::print_array(&nums);
+}

zh-hant/codes/rust/chapter_sorting/selection_sort.rs

@@ -0,0 +1,35 @@
+/*
+ * File: selection_sort.rs
+ * Created Time: 2023-05-30
+ * Author: WSL0809 (wslzzy@outlook.com)
+ */
+
+include!("../include/include.rs");
+
+/* 選擇排序 */
+fn selection_sort(nums: &mut [i32]) {
+    if nums.is_empty() {
+        return;
+    }
+    let n = nums.len();
+    // 外迴圈：未排序區間為 [i, n-1]
+    for i in 0..n - 1 {
+        // 內迴圈：找到未排序區間內的最小元素
+        let mut k = i;
+        for j in i + 1..n {
+            if nums[j] < nums[k] {
+                k = j; // 記錄最小元素的索引
+            }
+        }
+        // 將該最小元素與未排序區間的首個元素交換
+        nums.swap(i, k);
+    }
+}
+
+/* Driver Code */
+pub fn main() {
+    let mut nums = [4, 1, 3, 1, 5, 2];
+    selection_sort(&mut nums);
+    print!("\n選擇排序完成後 nums = ");
+    print_util::print_array(&nums);
+}