Add ru version (#1865)

* Add Russian docs site baseline

* Add Russian localized codebase

* Polish Russian code wording

* Update ru code translation.

* Update code translation and chapter covers.

* Fix pythontutor extraction.

* Add README and landing page.

* placeholder of profiles

* Use figures of English version

* Remove chapter paperbook
This commit is contained in:
Yudong Jin
2026-03-28 04:24:07 +08:00
committed by GitHub
parent 2ca570cc33
commit 772183705e
1958 changed files with 108186 additions and 0 deletions
+39
View File
@@ -0,0 +1,39 @@
import 'dart:io';
void main() {
Directory foldPath = Directory('codes/dart/');
List<FileSystemEntity> files = foldPath.listSync();
int totalCount = 0;
int errorCount = 0;
for (var file in files) {
if (file.path.endsWith('build.dart')) continue;
if (file is File && file.path.endsWith('.dart')) {
totalCount++;
try {
Process.runSync('dart', [file.path]);
} catch (e) {
errorCount++;
print('Error: $e');
print('File: ${file.path}');
}
} else if (file is Directory) {
List<FileSystemEntity> subFiles = file.listSync();
for (var subFile in subFiles) {
if (subFile is File && subFile.path.endsWith('.dart')) {
totalCount++;
try {
Process.runSync('dart', [subFile.path]);
} catch (e) {
errorCount++;
print('Error: $e');
print('File: ${file.path}');
}
}
}
}
}
print('===== Build Complete =====');
print('Total: $totalCount');
print('Error: $errorCount');
}
@@ -0,0 +1,105 @@
/**
* File: array.dart
* Created Time: 2023-01-20
* Author: Jefferson (JeffersonHuang77@gmail.com)
*/
// ignore_for_file: unused_local_variable
import 'dart:math';
/* Случайный доступ к элементу */
int randomAccess(List<int> nums) {
// Случайным образом выбрать число из интервала [0, nums.length)
int randomIndex = Random().nextInt(nums.length);
// Получить и вернуть случайный элемент
int randomNum = nums[randomIndex];
return randomNum;
}
/* Увеличить длину массива */
List<int> extend(List<int> nums, int enlarge) {
// Инициализировать массив увеличенной длины
List<int> res = List.filled(nums.length + enlarge, 0);
// Скопировать все элементы исходного массива в новый массив
for (var i = 0; i < nums.length; i++) {
res[i] = nums[i];
}
// Вернуть новый массив после расширения
return res;
}
/* Вставить элемент _num по индексу index в массив */
void insert(List<int> nums, int _num, int index) {
// Сдвинуть элемент с индексом index и все последующие элементы на одну позицию назад
for (var i = nums.length - 1; i > index; i--) {
nums[i] = nums[i - 1];
}
// Присвоить _num элементу по индексу index
nums[index] = _num;
}
/* Удалить элемент по индексу index */
void remove(List<int> nums, int index) {
// Сдвинуть все элементы после индекса index на одну позицию вперед
for (var i = index; i < nums.length - 1; i++) {
nums[i] = nums[i + 1];
}
}
/* Перебрать элементы массива */
void traverse(List<int> nums) {
int count = 0;
// Обход массива по индексам
for (var i = 0; i < nums.length; i++) {
count += nums[i];
}
// Непосредственно обходить элементы массива
for (int _num in nums) {
count += _num;
}
// Перебрать массив методом forEach
nums.forEach((_num) {
count += _num;
});
}
/* Найти заданный элемент в массиве */
int find(List<int> nums, int target) {
for (var i = 0; i < nums.length; i++) {
if (nums[i] == target) return i;
}
return -1;
}
/* Driver Code */
void main() {
/* Инициализация массива */
var arr = List.filled(5, 0);
print('Массив arr = $arr');
List<int> nums = [1, 3, 2, 5, 4];
print('Массив nums = $nums');
/* Случайный доступ */
int randomNum = randomAccess(nums);
print('Случайный элемент из nums = $randomNum');
/* Расширение длины */
nums = extend(nums, 3);
print('После увеличения длины массива до 8 nums = $nums');
/* Вставка элемента */
insert(nums, 6, 3);
print('После вставки числа 6 по индексу 3 nums = $nums');
/* Удаление элемента */
remove(nums, 2);
print('После удаления элемента по индексу 2 nums = $nums');
/* Обход массива */
traverse(nums);
/* Поиск элемента */
int index = find(nums, 3);
print('Поиск элемента 3 в nums: индекс = $index');
}
@@ -0,0 +1,83 @@
/**
* File: linked_list.dart
* Created Time: 2023-01-23
* Author: Jefferson (JeffersonHuang77@gmail.com)
*/
import '../utils/list_node.dart';
import '../utils/print_util.dart';
/* Вставить узел P после узла n0 в связном списке */
void insert(ListNode n0, ListNode P) {
ListNode? n1 = n0.next;
P.next = n1;
n0.next = P;
}
/* Удалить первый узел после узла n0 в связном списке */
void remove(ListNode n0) {
if (n0.next == null) return;
// n0 -> P -> n1
ListNode P = n0.next!;
ListNode? n1 = P.next;
n0.next = n1;
}
/* Доступ к узлу связного списка по индексу index */
ListNode? access(ListNode? head, int index) {
for (var i = 0; i < index; i++) {
if (head == null) return null;
head = head.next;
}
return head;
}
/* Найти в связном списке первый узел со значением target */
int find(ListNode? head, int target) {
int index = 0;
while (head != null) {
if (head.val == target) {
return index;
}
head = head.next;
index++;
}
return -1;
}
/* Driver Code */
void main() {
// Инициализация связного списка
// Инициализация всех узлов
ListNode n0 = ListNode(1);
ListNode n1 = ListNode(3);
ListNode n2 = ListNode(2);
ListNode n3 = ListNode(5);
ListNode n4 = ListNode(4);
// Построить ссылки между узлами
n0.next = n1;
n1.next = n2;
n2.next = n3;
n3.next = n4;
print('Исходный связный список');
printLinkedList(n0);
/* Вставка узла */
insert(n0, ListNode(0));
print('Связный список после вставки узла');
printLinkedList(n0);
/* Удаление узла */
remove(n0);
print('Связный список после удаления узла');
printLinkedList(n0);
/* Доступ к узлу */
ListNode? node = access(n0, 3);
print('Значение узла по индексу 3 в связном списке = ${node!.val}');
/* Поиск узла */
int index = find(n0, 2);
print('Индекс узла со значением 2 в связном списке = $index');
}
@@ -0,0 +1,62 @@
/**
* File: list.dart
* Created Time: 2023-01-24
* Author: Jefferson (JeffersonHuang77@gmail.com)
*/
// ignore_for_file: unused_local_variable
/* Driver Code */
void main() {
/* Инициализация списка */
List<int> nums = [1, 3, 2, 5, 4];
print('Список nums = $nums');
/* Доступ к элементу */
int _num = nums[1];
print('Элемент по индексу 1: _num = $_num');
/* Обновление элемента */
nums[1] = 0;
print('После обновления элемента по индексу 1 до 0 nums = $nums');
/* Очистить список */
nums.clear();
print('После очистки списка nums = $nums');
/* Добавление элемента в конец */
nums.add(1);
nums.add(3);
nums.add(2);
nums.add(5);
nums.add(4);
print('После добавления элементов nums = $nums');
/* Вставка элемента в середину */
nums.insert(3, 6);
print('После вставки числа 6 по индексу 3 nums = $nums');
/* Удаление элемента */
nums.removeAt(3);
print('После удаления элемента по индексу 3 nums = $nums');
/* Обходить список по индексам */
int count = 0;
for (var i = 0; i < nums.length; i++) {
count += nums[i];
}
/* Непосредственно обходить элементы списка */
count = 0;
for (var x in nums) {
count += x;
}
/* Объединить два списка */
List<int> nums1 = [6, 8, 7, 10, 9];
nums.addAll(nums1);
print('После конкатенации списка nums1 к nums nums = $nums');
/* Отсортировать список */
nums.sort();
print('После сортировки списка nums = $nums');
}
@@ -0,0 +1,132 @@
/**
* File: my_list.dart
* Created Time: 2023-02-05
* Author: Jefferson (JeffersonHuang77@gmail.com)
*/
/* Класс списка */
class MyList {
late List<int> _arr; // Массив (для хранения элементов списка)
int _capacity = 10; // Вместимость списка
int _size = 0; // Длина списка (текущее число элементов)
int _extendRatio = 2; // Коэффициент увеличения списка при каждом расширении
/* Конструктор */
MyList() {
_arr = List.filled(_capacity, 0);
}
/* Получить длину списка (текущее число элементов) */
int size() => _size;
/* Получить вместимость списка */
int capacity() => _capacity;
/* Доступ к элементу */
int get(int index) {
if (index >= _size) throw RangeError('индекс выходит за границы');
return _arr[index];
}
/* Обновление элемента */
void set(int index, int _num) {
if (index >= _size) throw RangeError('индекс выходит за границы');
_arr[index] = _num;
}
/* Добавление элемента в конец */
void add(int _num) {
// При превышении вместимости по числу элементов запускается расширение
if (_size == _capacity) extendCapacity();
_arr[_size] = _num;
// Обновить число элементов
_size++;
}
/* Вставка элемента в середину */
void insert(int index, int _num) {
if (index >= _size) throw RangeError('индекс выходит за границы');
// При превышении вместимости по числу элементов запускается расширение
if (_size == _capacity) extendCapacity();
// Сдвинуть элемент с индексом index и все следующие элементы на одну позицию назад
for (var j = _size - 1; j >= index; j--) {
_arr[j + 1] = _arr[j];
}
_arr[index] = _num;
// Обновить число элементов
_size++;
}
/* Удаление элемента */
int remove(int index) {
if (index >= _size) throw RangeError('индекс выходит за границы');
int _num = _arr[index];
// Сдвинуть все элементы после индекса index на одну позицию вперед
for (var j = index; j < _size - 1; j++) {
_arr[j] = _arr[j + 1];
}
// Обновить число элементов
_size--;
// Вернуть удаленный элемент
return _num;
}
/* Расширение списка */
void extendCapacity() {
// Создать новый массив длиной в _extendRatio раз больше исходного массива
final _newNums = List.filled(_capacity * _extendRatio, 0);
// Скопировать исходный массив в новый массив
List.copyRange(_newNums, 0, _arr);
// Обновить ссылку на _arr
_arr = _newNums;
// Обновить вместимость списка
_capacity = _arr.length;
}
/* Преобразовать список в массив */
List<int> toArray() {
List<int> arr = [];
for (var i = 0; i < _size; i++) {
arr.add(get(i));
}
return arr;
}
}
/* Driver Code */
void main() {
/* Инициализация списка */
MyList nums = MyList();
/* Добавление элемента в конец */
nums.add(1);
nums.add(3);
nums.add(2);
nums.add(5);
nums.add(4);
print(
'Список nums = ${nums.toArray()}, вместимость = ${nums.capacity()}, длина = ${nums.size()}');
/* Вставка элемента в середину */
nums.insert(3, 6);
print('После вставки числа 6 по индексу 3 nums = ${nums.toArray()}');
/* Удаление элемента */
nums.remove(3);
print('После удаления элемента по индексу 3 nums = ${nums.toArray()}');
/* Доступ к элементу */
int _num = nums.get(1);
print('Элемент по индексу 1: _num = $_num');
/* Обновление элемента */
nums.set(1, 0);
print('После обновления элемента по индексу 1 до 0 nums = ${nums.toArray()}');
/* Проверка механизма расширения */
for (var i = 0; i < 10; i++) {
// При i = 5 длина списка превысит его вместимость, и в этот момент сработает механизм расширения
nums.add(i);
}
print(
'Список nums после увеличения вместимости = ${nums.toArray()}, вместимость = ${nums.capacity()}, длина = ${nums.size()}');
}
@@ -0,0 +1,75 @@
/**
* File: n_queens.dart
* Created Time: 2023-08-10
* Author: liuyuxin (gvenusleo@gmail.com)
*/
/* Алгоритм бэктрекинга: n ферзей */
void backtrack(
int row,
int n,
List<List<String>> state,
List<List<List<String>>> res,
List<bool> cols,
List<bool> diags1,
List<bool> diags2,
) {
// Когда все строки уже обработаны, записать решение
if (row == n) {
List<List<String>> copyState = [];
for (List<String> sRow in state) {
copyState.add(List.from(sRow));
}
res.add(copyState);
return;
}
// Обойти все столбцы
for (int col = 0; col < n; col++) {
// Вычислить главную и побочную диагонали, соответствующие этой клетке
int diag1 = row - col + n - 1;
int diag2 = row + col;
// Отсечение: в столбце, главной диагонали и побочной диагонали этой клетки не должно быть ферзей
if (!cols[col] && !diags1[diag1] && !diags2[diag2]) {
// Попытка: поставить ферзя в эту клетку
state[row][col] = "Q";
cols[col] = true;
diags1[diag1] = true;
diags2[diag2] = true;
// Перейти к размещению следующей строки
backtrack(row + 1, n, state, res, cols, diags1, diags2);
// Откат: восстановить эту клетку как пустую
state[row][col] = "#";
cols[col] = false;
diags1[diag1] = false;
diags2[diag2] = false;
}
}
}
/* Решить задачу о n ферзях */
List<List<List<String>>> nQueens(int n) {
// Инициализировать доску размера n*n, где 'Q' обозначает ферзя, а '#' — пустую клетку
List<List<String>> state = List.generate(n, (index) => List.filled(n, "#"));
List<bool> cols = List.filled(n, false); // Отмечать, есть ли ферзь в столбце
List<bool> diags1 = List.filled(2 * n - 1, false); // Отмечать наличие ферзя на главной диагонали
List<bool> diags2 = List.filled(2 * n - 1, false); // Отмечать наличие ферзя на побочной диагонали
List<List<List<String>>> res = [];
backtrack(0, n, state, res, cols, diags1, diags2);
return res;
}
/* Driver Code */
void main() {
int n = 4;
List<List<List<String>>> res = nQueens(n);
print("Размер входной доски = $n");
print("Количество способов расстановки ферзей: ${res.length}");
for (List<List<String>> state in res) {
print("--------------------");
for (List<String> row in state) {
print(row);
}
}
}
@@ -0,0 +1,51 @@
/**
* File: permutations_i.dart
* Created Time: 2023-08-10
* Author: liuyuxin (gvenusleo@gmail.com)
*/
/* Алгоритм бэктрекинга: все перестановки I */
void backtrack(
List<int> state,
List<int> choices,
List<bool> selected,
List<List<int>> res,
) {
// Когда длина состояния равна числу элементов, записать решение
if (state.length == choices.length) {
res.add(List.from(state));
return;
}
// Перебор всех вариантов выбора
for (int i = 0; i < choices.length; i++) {
int choice = choices[i];
// Отсечение: нельзя выбирать один и тот же элемент повторно
if (!selected[i]) {
// Попытка: сделать выбор и обновить состояние
selected[i] = true;
state.add(choice);
// Перейти к следующему выбору
backtrack(state, choices, selected, res);
// Откат: отменить выбор и восстановить предыдущее состояние
selected[i] = false;
state.removeLast();
}
}
}
/* Все перестановки I */
List<List<int>> permutationsI(List<int> nums) {
List<List<int>> res = [];
backtrack([], nums, List.filled(nums.length, false), res);
return res;
}
/* Driver Code */
void main() {
List<int> nums = [1, 2, 3];
List<List<int>> res = permutationsI(nums);
print("Входной массив nums = $nums");
print("Все перестановки res = $res");
}
@@ -0,0 +1,53 @@
/**
* File: permutations_ii.dart
* Created Time: 2023-08-10
* Author: liuyuxin (gvenusleo@gmail.com)
*/
/* Алгоритм бэктрекинга: все перестановки II */
void backtrack(
List<int> state,
List<int> choices,
List<bool> selected,
List<List<int>> res,
) {
// Когда длина состояния равна числу элементов, записать решение
if (state.length == choices.length) {
res.add(List.from(state));
return;
}
// Перебор всех вариантов выбора
Set<int> duplicated = {};
for (int i = 0; i < choices.length; i++) {
int choice = choices[i];
// Отсечение: нельзя выбирать один и тот же элемент повторно и нельзя повторно выбирать равные элементы
if (!selected[i] && !duplicated.contains(choice)) {
// Попытка: сделать выбор и обновить состояние
duplicated.add(choice); // Записать значения уже выбранных элементов
selected[i] = true;
state.add(choice);
// Перейти к следующему выбору
backtrack(state, choices, selected, res);
// Откат: отменить выбор и восстановить предыдущее состояние
selected[i] = false;
state.removeLast();
}
}
}
/* Все перестановки II */
List<List<int>> permutationsII(List<int> nums) {
List<List<int>> res = [];
backtrack([], nums, List.filled(nums.length, false), res);
return res;
}
/* Driver Code */
void main() {
List<int> nums = [1, 2, 2];
List<List<int>> res = permutationsII(nums);
print("Входной массив nums = $nums");
print("Все перестановки res = $res");
}
@@ -0,0 +1,35 @@
/**
* File: preorder_traversal_i_compact.dart
* Created Time: 2023-08-10
* Author: liuyuxin (gvenusleo@gmail.com)
*/
import '../utils/print_util.dart';
import '../utils/tree_node.dart';
/* Предварительный обход: пример 1 */
void preOrder(TreeNode? root, List<TreeNode> res) {
if (root == null) {
return;
}
if (root.val == 7) {
// Записать решение
res.add(root);
}
preOrder(root.left, res);
preOrder(root.right, res);
}
/* Driver Code */
void main() {
TreeNode? root = listToTree([1, 7, 3, 4, 5, 6, 7]);
print("\nИнициализация двоичного дерева");
printTree(root);
// Предварительный обход
List<TreeNode> res = [];
preOrder(root, res);
print("\nВсе узлы со значением 7");
print(List.generate(res.length, (i) => res[i].val));
}
@@ -0,0 +1,47 @@
/**
* File: preorder_traversal_ii_compact.dart
* Created Time: 2023-08-10
* Author: liuyuxin (gvenusleo@gmail.com)
*/
import '../utils/print_util.dart';
import '../utils/tree_node.dart';
/* Предварительный обход: пример 2 */
void preOrder(
TreeNode? root,
List<TreeNode> path,
List<List<TreeNode>> res,
) {
if (root == null) {
return;
}
// Попытка
path.add(root);
if (root.val == 7) {
// Записать решение
res.add(List.from(path));
}
preOrder(root.left, path, res);
preOrder(root.right, path, res);
// Откат
path.removeLast();
}
/* Driver Code */
void main() {
TreeNode? root = listToTree([1, 7, 3, 4, 5, 6, 7]);
print("\nИнициализация двоичного дерева");
printTree(root);
// Предварительный обход
List<TreeNode> path = [];
List<List<TreeNode>> res = [];
preOrder(root, path, res);
print("\nВсе пути от корня к узлу 7");
for (List<TreeNode> vals in res) {
print(List.generate(vals.length, (i) => vals[i].val));
}
}
@@ -0,0 +1,47 @@
/**
* File: preorder_traversal_iii_compact.dart
* Created Time: 2023-08-10
* Author: liuyuxin (gvenusleo@gmail.com)
*/
import '../utils/print_util.dart';
import '../utils/tree_node.dart';
/* Предварительный обход: пример 3 */
void preOrder(
TreeNode? root,
List<TreeNode> path,
List<List<TreeNode>> res,
) {
if (root == null || root.val == 3) {
return;
}
// Попытка
path.add(root);
if (root.val == 7) {
// Записать решение
res.add(List.from(path));
}
preOrder(root.left, path, res);
preOrder(root.right, path, res);
// Откат
path.removeLast();
}
/* Driver Code */
void main() {
TreeNode? root = listToTree([1, 7, 3, 4, 5, 6, 7]);
print("\nИнициализация двоичного дерева");
printTree(root);
// Предварительный обход
List<TreeNode> path = [];
List<List<TreeNode>> res = [];
preOrder(root, path, res);
print("\nВсе пути от корня к узлу 7");
for (List<TreeNode> vals in res) {
print(List.generate(vals.length, (i) => vals[i].val));
}
}
@@ -0,0 +1,73 @@
/**
* File: preorder_traversal_iii_template.dart
* Created Time: 2023-08-10
* Author: liuyuxin (gvenusleo@gmail.com)
*/
import '../utils/print_util.dart';
import '../utils/tree_node.dart';
/* Проверить, является ли текущее состояние решением */
bool isSolution(List<TreeNode> state) {
return state.isNotEmpty && state.last.val == 7;
}
/* Записать решение */
void recordSolution(List<TreeNode> state, List<List<TreeNode>> res) {
res.add(List.from(state));
}
/* Проверить, допустим ли этот выбор в текущем состоянии */
bool isValid(List<TreeNode> state, TreeNode? choice) {
return choice != null && choice.val != 3;
}
/* Обновить состояние */
void makeChoice(List<TreeNode> state, TreeNode? choice) {
state.add(choice!);
}
/* Восстановить состояние */
void undoChoice(List<TreeNode> state, TreeNode? choice) {
state.removeLast();
}
/* Алгоритм бэктрекинга: пример 3 */
void backtrack(
List<TreeNode> state,
List<TreeNode?> choices,
List<List<TreeNode>> res,
) {
// Проверить, является ли текущее состояние решением
if (isSolution(state)) {
// Записать решение
recordSolution(state, res);
}
// Перебор всех вариантов выбора
for (TreeNode? choice in choices) {
// Отсечение: проверить допустимость выбора
if (isValid(state, choice)) {
// Попытка: сделать выбор и обновить состояние
makeChoice(state, choice);
// Перейти к следующему выбору
backtrack(state, [choice!.left, choice.right], res);
// Откат: отменить выбор и восстановить предыдущее состояние
undoChoice(state, choice);
}
}
}
/* Driver Code */
void main() {
TreeNode? root = listToTree([1, 7, 3, 4, 5, 6, 7]);
print("\nИнициализация двоичного дерева");
printTree(root);
// Алгоритм бэктрекинга
List<List<TreeNode>> res = [];
backtrack([], [root!], res);
print("\nВсе пути от корня к узлу 7, в которых путь не содержит узлов со значением 3");
for (List<TreeNode> path in res) {
print(List.from(path.map((e) => e.val)));
}
}
@@ -0,0 +1,56 @@
/**
* File: subset_sum_i.dart
* Created Time: 2023-08-10
* Author: liuyuxin (gvenusleo@gmail.com)
*/
/* Алгоритм бэктрекинга: сумма подмножеств I */
void backtrack(
List<int> state,
int target,
List<int> choices,
int start,
List<List<int>> res,
) {
// Если сумма подмножества равна target, записать решение
if (target == 0) {
res.add(List.from(state));
return;
}
// Обойти все варианты выбора
// Отсечение 2: начинать обход с start, чтобы избежать генерации повторяющихся подмножеств
for (int i = start; i < choices.length; i++) {
// Отсечение 1: если сумма подмножества превышает target, немедленно завершить цикл
// Это связано с тем, что массив уже отсортирован, следующие элементы больше, и сумма подмножества точно превысит target
if (target - choices[i] < 0) {
break;
}
// Попытка: сделать выбор и обновить target и start
state.add(choices[i]);
// Перейти к следующему выбору
backtrack(state, target - choices[i], choices, i, res);
// Откат: отменить выбор и восстановить предыдущее состояние
state.removeLast();
}
}
/* Решить задачу суммы подмножеств I */
List<List<int>> subsetSumI(List<int> nums, int target) {
List<int> state = []; // Состояние (подмножество)
nums.sort(); // Отсортировать nums
int start = 0; // Стартовая вершина обхода
List<List<int>> res = []; // Список результатов (список подмножеств)
backtrack(state, target, nums, start, res);
return res;
}
/* Driver Code */
void main() {
List<int> nums = [3, 4, 5];
int target = 9;
List<List<int>> res = subsetSumI(nums, target);
print("Входной массив nums = $nums, target = $target");
print("Все подмножества с суммой $target: res = $res");
}
@@ -0,0 +1,54 @@
/**
* File: subset_sum_i_naive.dart
* Created Time: 2023-08-10
* Author: liuyuxin (gvenusleo@gmail.com)
*/
/* Алгоритм бэктрекинга: сумма подмножеств I */
void backtrack(
List<int> state,
int target,
int total,
List<int> choices,
List<List<int>> res,
) {
// Если сумма подмножества равна target, записать решение
if (total == target) {
res.add(List.from(state));
return;
}
// Перебор всех вариантов выбора
for (int i = 0; i < choices.length; i++) {
// Отсечение: если сумма подмножества превышает target, пропустить этот выбор
if (total + choices[i] > target) {
continue;
}
// Попытка: сделать выбор и обновить элемент и total
state.add(choices[i]);
// Перейти к следующему выбору
backtrack(state, target, total + choices[i], choices, res);
// Откат: отменить выбор и восстановить предыдущее состояние
state.removeLast();
}
}
/* Решить задачу суммы подмножеств I (с повторяющимися подмножествами) */
List<List<int>> subsetSumINaive(List<int> nums, int target) {
List<int> state = []; // Состояние (подмножество)
int total = 0; // Сумма элементов
List<List<int>> res = []; // Список результатов (список подмножеств)
backtrack(state, target, total, nums, res);
return res;
}
/* Driver Code */
void main() {
List<int> nums = [3, 4, 5];
int target = 9;
List<List<int>> res = subsetSumINaive(nums, target);
print("Входной массив nums = $nums, target = $target");
print("Все подмножества с суммой $target: res = $res");
print("Обратите внимание: результат этого метода содержит повторяющиеся множества");
}
@@ -0,0 +1,61 @@
/**
* File: subset_sum_ii.dart
* Created Time: 2023-08-10
* Author: liuyuxin (gvenusleo@gmail.com)
*/
/* Алгоритм бэктрекинга: сумма подмножеств II */
void backtrack(
List<int> state,
int target,
List<int> choices,
int start,
List<List<int>> res,
) {
// Если сумма подмножества равна target, записать решение
if (target == 0) {
res.add(List.from(state));
return;
}
// Обойти все варианты выбора
// Отсечение 2: начинать обход с start, чтобы избежать генерации повторяющихся подмножеств
// Отсечение 3: начинать обход с start, чтобы избежать повторного выбора одного и того же элемента
for (int i = start; i < choices.length; i++) {
// Отсечение 1: если сумма подмножества превышает target, немедленно завершить цикл
// Это связано с тем, что массив уже отсортирован, следующие элементы больше, и сумма подмножества точно превысит target
if (target - choices[i] < 0) {
break;
}
// Отсечение 4: если этот элемент равен элементу слева, значит ветвь поиска повторяется, ее нужно сразу пропустить
if (i > start && choices[i] == choices[i - 1]) {
continue;
}
// Попытка: сделать выбор и обновить target и start
state.add(choices[i]);
// Перейти к следующему выбору
backtrack(state, target - choices[i], choices, i + 1, res);
// Откат: отменить выбор и восстановить предыдущее состояние
state.removeLast();
}
}
/* Решить задачу суммы подмножеств II */
List<List<int>> subsetSumII(List<int> nums, int target) {
List<int> state = []; // Состояние (подмножество)
nums.sort(); // Отсортировать nums
int start = 0; // Стартовая вершина обхода
List<List<int>> res = []; // Список результатов (список подмножеств)
backtrack(state, target, nums, start, res);
return res;
}
/* Driver Code */
void main() {
List<int> nums = [4, 4, 5];
int target = 9;
List<List<int>> res = subsetSumII(nums, target);
print("Входной массив nums = $nums, target = $target");
print("Все подмножества с суммой $target: res = $res");
}
@@ -0,0 +1,72 @@
/**
* File: iteration.dart
* Created Time: 2023-08-27
* Author: liuyuxin (gvenusleo@gmail.com)
*/
/* Цикл for */
int forLoop(int n) {
int res = 0;
// Циклическое суммирование 1, 2, ..., n-1, n
for (int i = 1; i <= n; i++) {
res += i;
}
return res;
}
/* Цикл while */
int whileLoop(int n) {
int res = 0;
int i = 1; // Инициализация условной переменной
// Циклическое суммирование 1, 2, ..., n-1, n
while (i <= n) {
res += i;
i++; // Обновить условную переменную
}
return res;
}
/* Цикл while (двойное обновление) */
int whileLoopII(int n) {
int res = 0;
int i = 1; // Инициализация условной переменной
// Циклическое суммирование 1, 4, 10, ...
while (i <= n) {
res += i;
// Обновить условную переменную
i++;
i *= 2;
}
return res;
}
/* Двойной цикл for */
String nestedForLoop(int n) {
String res = "";
// Цикл по i = 1, 2, ..., n-1, n
for (int i = 1; i <= n; i++) {
// Цикл по j = 1, 2, ..., n-1, n
for (int j = 1; j <= n; j++) {
res += "($i, $j), ";
}
}
return res;
}
/* Driver Code */
void main() {
int n = 5;
int res;
res = forLoop(n);
print("\nРезультат суммирования в цикле for res = $res");
res = whileLoop(n);
print("\nРезультат суммирования в цикле while res = $res");
res = whileLoopII(n);
print("\nРезультат суммирования в цикле while (двойное обновление) res = $res");
String resStr = nestedForLoop(n);
print("\nРезультат двойного цикла for $resStr");
}
@@ -0,0 +1,70 @@
/**
* File: recursion.dart
* Created Time: 2023-08-27
* Author: liuyuxin (gvenusleo@gmail.com)
*/
/* Рекурсия */
int recur(int n) {
// Условие завершения
if (n == 1) return 1;
// Рекурсия: рекурсивный вызов
int res = recur(n - 1);
// Возврат: вернуть результат
return n + res;
}
/* Имитация рекурсии итерацией */
int forLoopRecur(int n) {
// Использовать явный стек для имитации системного стека вызовов
List<int> stack = [];
int res = 0;
// Рекурсия: рекурсивный вызов
for (int i = n; i > 0; i--) {
// Имитировать «рекурсию» с помощью операции помещения в стек
stack.add(i);
}
// Возврат: вернуть результат
while (!stack.isEmpty) {
// Имитировать «возврат» с помощью операции извлечения из стека
res += stack.removeLast();
}
// res = 1+2+3+...+n
return res;
}
/* Хвостовая рекурсия */
int tailRecur(int n, int res) {
// Условие завершения
if (n == 0) return res;
// Хвостовой рекурсивный вызов
return tailRecur(n - 1, res + n);
}
/* Последовательность Фибоначчи: рекурсия */
int fib(int n) {
// Условие завершения: f(1) = 0, f(2) = 1
if (n == 1 || n == 2) return n - 1;
// Рекурсивный вызов f(n) = f(n-1) + f(n-2)
int res = fib(n - 1) + fib(n - 2);
// Вернуть результат f(n)
return res;
}
/* Driver Code */
void main() {
int n = 5;
int res;
res = recur(n);
print("\nРезультат суммирования в рекурсивной функции res = $res");
res = tailRecur(n, 0);
print("\nРезультат суммирования в хвостовой рекурсии res = $res");
res = forLoopRecur(n);
print("\nРезультат суммирования при имитации рекурсии итерацией res = $res");
res = fib(n);
print("\nЧлен последовательности Фибоначчи с номером $n = $res");
}
@@ -0,0 +1,106 @@
/**
* File: space_complexity.dart
* Created Time: 2023-2-12
* Author: Jefferson (JeffersonHuang77@gmail.com)
*/
// ignore_for_file: unused_local_variable
import 'dart:collection';
import '../utils/list_node.dart';
import '../utils/print_util.dart';
import '../utils/tree_node.dart';
/* Функция */
int function() {
// Выполнить некоторые операции
return 0;
}
/* Постоянная сложность */
void constant(int n) {
// Константы, переменные и объекты занимают O(1) памяти
final int a = 0;
int b = 0;
List<int> nums = List.filled(10000, 0);
ListNode node = ListNode(0);
// Переменные в цикле занимают O(1) памяти
for (var i = 0; i < n; i++) {
int c = 0;
}
// Функции в цикле занимают O(1) памяти
for (var i = 0; i < n; i++) {
function();
}
}
/* Линейная сложность */
void linear(int n) {
// Массив длины n занимает O(n) памяти
List<int> nums = List.filled(n, 0);
// Список длины n занимает O(n) памяти
List<ListNode> nodes = [];
for (var i = 0; i < n; i++) {
nodes.add(ListNode(i));
}
// Хеш-таблица длины n занимает O(n) памяти
Map<int, String> map = HashMap();
for (var i = 0; i < n; i++) {
map.putIfAbsent(i, () => i.toString());
}
}
/* Линейная сложность (рекурсивная реализация) */
void linearRecur(int n) {
print('Рекурсия n = $n');
if (n == 1) return;
linearRecur(n - 1);
}
/* Квадратичная сложность */
void quadratic(int n) {
// Матрица занимает O(n^2) памяти
List<List<int>> numMatrix = List.generate(n, (_) => List.filled(n, 0));
// Двумерный список занимает O(n^2) памяти
List<List<int>> numList = [];
for (var i = 0; i < n; i++) {
List<int> tmp = [];
for (int j = 0; j < n; j++) {
tmp.add(0);
}
numList.add(tmp);
}
}
/* Квадратичная сложность (рекурсивная реализация) */
int quadraticRecur(int n) {
if (n <= 0) return 0;
List<int> nums = List.filled(n, 0);
print('В рекурсии n = $n длина nums = ${nums.length}');
return quadraticRecur(n - 1);
}
/* Экспоненциальная сложность (построение полного двоичного дерева) */
TreeNode? buildTree(int n) {
if (n == 0) return null;
TreeNode root = TreeNode(0);
root.left = buildTree(n - 1);
root.right = buildTree(n - 1);
return root;
}
/* Driver Code */
void main() {
int n = 5;
// Постоянная сложность
constant(n);
// Линейная сложность
linear(n);
linearRecur(n);
// Квадратичная сложность
quadratic(n);
quadraticRecur(n);
// Экспоненциальная сложность
TreeNode? root = buildTree(n);
printTree(root);
}
@@ -0,0 +1,165 @@
/**
* File: time_complexity.dart
* Created Time: 2023-02-12
* Author: Jefferson (JeffersonHuang77@gmail.com)
*/
// ignore_for_file: unused_local_variable
/* Постоянная сложность */
int constant(int n) {
int count = 0;
int size = 100000;
for (var i = 0; i < size; i++) {
count++;
}
return count;
}
/* Линейная сложность */
int linear(int n) {
int count = 0;
for (var i = 0; i < n; i++) {
count++;
}
return count;
}
/* Линейная сложность (обход массива) */
int arrayTraversal(List<int> nums) {
int count = 0;
// Число итераций пропорционально длине массива
for (var _num in nums) {
count++;
}
return count;
}
/* Квадратичная сложность */
int quadratic(int n) {
int count = 0;
// Число итераций квадратично зависит от размера данных n
for (int i = 0; i < n; i++) {
for (int j = 0; j < n; j++) {
count++;
}
}
return count;
}
/* Квадратичная сложность (пузырьковая сортировка) */
int bubbleSort(List<int> nums) {
int count = 0; // Счетчик
// Внешний цикл: неотсортированный диапазон [0, i]
for (var i = nums.length - 1; i > 0; i--) {
// Внутренний цикл: переместить максимальный элемент неотсортированного диапазона [0, i] в его правый конец
for (var j = 0; j < i; j++) {
if (nums[j] > nums[j + 1]) {
// Поменять местами nums[j] и nums[j + 1]
int tmp = nums[j];
nums[j] = nums[j + 1];
nums[j + 1] = tmp;
count += 3; // Обмен элементов включает 3 элементарные операции
}
}
}
return count;
}
/* Экспоненциальная сложность (итеративная реализация) */
int exponential(int n) {
int count = 0, base = 1;
// На каждом шаге клетка делится надвое, образуя последовательность 1, 2, 4, 8, ..., 2^(n-1)
for (var i = 0; i < n; i++) {
for (var j = 0; j < base; j++) {
count++;
}
base *= 2;
}
// count = 1 + 2 + 4 + 8 + .. + 2^(n-1) = 2^n - 1
return count;
}
/* Экспоненциальная сложность (рекурсивная реализация) */
int expRecur(int n) {
if (n == 1) return 1;
return expRecur(n - 1) + expRecur(n - 1) + 1;
}
/* Логарифмическая сложность (итеративная реализация) */
int logarithmic(int n) {
int count = 0;
while (n > 1) {
n = n ~/ 2;
count++;
}
return count;
}
/* Логарифмическая сложность (рекурсивная реализация) */
int logRecur(int n) {
if (n <= 1) return 0;
return logRecur(n ~/ 2) + 1;
}
/* Линейно-логарифмическая сложность */
int linearLogRecur(int n) {
if (n <= 1) return 1;
int count = linearLogRecur(n ~/ 2) + linearLogRecur(n ~/ 2);
for (var i = 0; i < n; i++) {
count++;
}
return count;
}
/* Факториальная сложность (рекурсивная реализация) */
int factorialRecur(int n) {
if (n == 0) return 1;
int count = 0;
// Из одного получается n
for (var i = 0; i < n; i++) {
count += factorialRecur(n - 1);
}
return count;
}
/* Driver Code */
void main() {
// Можно изменить n и запустить программу, чтобы увидеть, как меняется число операций при разных сложностях
int n = 8;
print('Размер входных данных n = $n');
int count = constant(n);
print('Число операций константной сложности = $count');
count = linear(n);
print('Число операций линейной сложности = $count');
count = arrayTraversal(List.filled(n, 0));
print('Число операций линейной сложности (обход массива) = $count');
count = quadratic(n);
print('Число операций квадратичной сложности = $count');
final nums = List.filled(n, 0);
for (int i = 0; i < n; i++) {
nums[i] = n - i; // [n,n-1,...,2,1]
}
count = bubbleSort(nums);
print('Число операций квадратичной сложности (пузырьковая сортировка) = $count');
count = exponential(n);
print('Число операций экспоненциальной сложности (итеративная реализация) = $count');
count = expRecur(n);
print('Число операций экспоненциальной сложности (рекурсивная реализация) = $count');
count = logarithmic(n);
print('Число операций логарифмической сложности (итеративная реализация) = $count');
count = logRecur(n);
print('Число операций логарифмической сложности (рекурсивная реализация) = $count');
count = linearLogRecur(n);
print('Число операций линейно-логарифмической сложности (рекурсивная реализация) = $count');
count = factorialRecur(n);
print('Число операций факториальной сложности (рекурсивная реализация) = $count');
}
@@ -0,0 +1,40 @@
/**
* File: worst_best_time_complexity.dart
* Created Time: 2023-02-12
* Author: Jefferson (JeffersonHuang77@gmail.com)
*/
/* Создать массив с элементами { 1, 2, ..., n } в случайном порядке */
List<int> randomNumbers(int n) {
final nums = List.filled(n, 0);
// Создать массив nums = { 1, 2, 3, ..., n }
for (var i = 0; i < n; i++) {
nums[i] = i + 1;
}
// Случайно перемешать элементы массива
nums.shuffle();
return nums;
}
/* Найти индекс числа 1 в массиве nums */
int findOne(List<int> nums) {
for (var i = 0; i < nums.length; i++) {
// Когда элемент 1 находится в начале массива, достигается лучшая временная сложность O(1)
// Когда элемент 1 находится в конце массива, достигается худшая временная сложность O(n)
if (nums[i] == 1) return i;
}
return -1;
}
/* Driver Code */
void main() {
for (var i = 0; i < 10; i++) {
int n = 100;
final nums = randomNumbers(n);
int index = findOne(nums);
print('\nМассив [1, 2, ..., n] после перемешивания = $nums');
print('Индекс числа 1 = $index');
}
}
@@ -0,0 +1,42 @@
/**
* File: binary_search_recur.dart
* Created Time: 2023-08-10
* Author: liuyuxin (gvenusleo@gmail.com)
*/
/* Бинарный поиск: задача f(i, j) */
int dfs(List<int> nums, int target, int i, int j) {
// Если интервал пуст, целевой элемент отсутствует, вернуть -1
if (i > j) {
return -1;
}
// Вычислить индекс середины m
int m = (i + j) ~/ 2;
if (nums[m] < target) {
// Рекурсивная подзадача f(m+1, j)
return dfs(nums, target, m + 1, j);
} else if (nums[m] > target) {
// Рекурсивная подзадача f(i, m-1)
return dfs(nums, target, i, m - 1);
} else {
// Целевой элемент найден, вернуть его индекс
return m;
}
}
/* Бинарный поиск */
int binarySearch(List<int> nums, int target) {
int n = nums.length;
// Решить задачу f(0, n-1)
return dfs(nums, target, 0, n - 1);
}
/* Driver Code */
void main() {
int target = 6;
List<int> nums = [1, 3, 6, 8, 12, 15, 23, 26, 31, 35];
// Бинарный поиск (двусторонне замкнутый интервал)
int index = binarySearch(nums, target);
print("Индекс целевого элемента 6 = $index");
}
@@ -0,0 +1,55 @@
/**
* File: build_tree.dart
* Created Time: 2023-08-10
* Author: liuyuxin (gvenusleo@gmail.com)
*/
import '../utils/print_util.dart';
import '../utils/tree_node.dart';
/* Построить двоичное дерево: разделяй и властвуй */
TreeNode? dfs(
List<int> preorder,
Map<int, int> inorderMap,
int i,
int l,
int r,
) {
// Завершить при пустом диапазоне поддерева
if (r - l < 0) {
return null;
}
// Инициализировать корневой узел
TreeNode? root = TreeNode(preorder[i]);
// Найти m, чтобы разделить левое и правое поддеревья
int m = inorderMap[preorder[i]]!;
// Подзадача: построить левое поддерево
root.left = dfs(preorder, inorderMap, i + 1, l, m - 1);
// Подзадача: построить правое поддерево
root.right = dfs(preorder, inorderMap, i + 1 + m - l, m + 1, r);
// Вернуть корневой узел
return root;
}
/* Построить двоичное дерево */
TreeNode? buildTree(List<int> preorder, List<int> inorder) {
// Инициализировать хеш-таблицу для хранения соответствия элементов inorder их индексам
Map<int, int> inorderMap = {};
for (int i = 0; i < inorder.length; i++) {
inorderMap[inorder[i]] = i;
}
TreeNode? root = dfs(preorder, inorderMap, 0, 0, inorder.length - 1);
return root;
}
/* Driver Code */
void main() {
List<int> preorder = [3, 9, 2, 1, 7];
List<int> inorder = [9, 3, 1, 2, 7];
print("Предварительный обход = $preorder");
print("Симметричный обход = $inorder");
TreeNode? root = buildTree(preorder, inorder);
print("Построенное двоичное дерево:");
printTree(root!);
}
@@ -0,0 +1,54 @@
/**
* File: hanota.dart
* Created Time: 2023-08-10
* Author: liuyuxin (gvenusleo@gmail.com)
*/
/* Переместить один диск */
void move(List<int> src, List<int> tar) {
// Снять диск с вершины src
int pan = src.removeLast();
// Положить диск на вершину tar
tar.add(pan);
}
/* Решить задачу Ханойской башни f(i) */
void dfs(int i, List<int> src, List<int> buf, List<int> tar) {
// Если в src остался только один диск, сразу переместить его в tar
if (i == 1) {
move(src, tar);
return;
}
// Подзадача f(i-1): переместить верхние i-1 дисков из src в buf с помощью tar
dfs(i - 1, src, tar, buf);
// Подзадача f(1): переместить оставшийся один диск из src в tar
move(src, tar);
// Подзадача f(i-1): переместить верхние i-1 дисков из buf в tar с помощью src
dfs(i - 1, buf, src, tar);
}
/* Решить задачу Ханойской башни */
void solveHanota(List<int> A, List<int> B, List<int> C) {
int n = A.length;
// Переместить верхние n дисков из A в C с помощью B
dfs(n, A, B, C);
}
/* Driver Code */
void main() {
// Хвост списка соответствует вершине столбца
List<int> A = [5, 4, 3, 2, 1];
List<int> B = [];
List<int> C = [];
print("Исходное состояние:");
print("A = $A");
print("B = $B");
print("C = $C");
solveHanota(A, B, C);
print("После завершения перемещения дисков:");
print("A = $A");
print("B = $B");
print("C = $C");
}
@@ -0,0 +1,39 @@
/**
* File: climbing_stairs_backtrack.dart
* Created Time: 2023-08-11
* Author: liuyuxin (gvenusleo@gmail.com)
*/
/* Бэктрекинг */
void backtrack(List<int> choices, int state, int n, List<int> res) {
// Когда подъем достигает n-й ступени, число вариантов увеличивается на 1
if (state == n) {
res[0]++;
}
// Перебор всех вариантов выбора
for (int choice in choices) {
// Отсечение: нельзя выходить за n-ю ступень
if (state + choice > n) continue;
// Попытка: сделать выбор и обновить состояние
backtrack(choices, state + choice, n, res);
// Откат
}
}
/* Подъем по лестнице: бэктрекинг */
int climbingStairsBacktrack(int n) {
List<int> choices = [1, 2]; // Можно подняться на 1 или 2 ступени
int state = 0; // Начать подъем с 0-й ступени
List<int> res = [];
res.add(0); // Использовать res[0] для хранения числа решений
backtrack(choices, state, n, res);
return res[0];
}
/* Driver Code */
void main() {
int n = 9;
int res = climbingStairsBacktrack(n);
print("Количество способов подняться по лестнице из $n ступеней = $res");
}
@@ -0,0 +1,33 @@
/**
* File: climbing_stairs_constraint_dp.dart
* Created Time: 2023-08-11
* Author: liuyuxin (gvenusleo@gmail.com)
*/
/* Подъем по лестнице с ограничениями: динамическое программирование */
int climbingStairsConstraintDP(int n) {
if (n == 1 || n == 2) {
return 1;
}
// Инициализация таблицы dp для хранения решений подзадач
List<List<int>> dp = List.generate(n + 1, (index) => List.filled(3, 0));
// Начальное состояние: заранее задать решения наименьших подзадач
dp[1][1] = 1;
dp[1][2] = 0;
dp[2][1] = 0;
dp[2][2] = 1;
// Переход состояний: постепенное решение больших подзадач через меньшие
for (int 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 */
void main() {
int n = 9;
int res = climbingStairsConstraintDP(n);
print("Количество способов подняться по лестнице из $n ступеней = $res");
}
@@ -0,0 +1,27 @@
/**
* File: climbing_stairs_dfs.dart
* Created Time: 2023-08-11
* Author: liuyuxin (gvenusleo@gmail.com)
*/
/* Поиск */
int dfs(int i) {
// dp[1] и dp[2] уже известны, вернуть их
if (i == 1 || i == 2) return i;
// dp[i] = dp[i-1] + dp[i-2]
int count = dfs(i - 1) + dfs(i - 2);
return count;
}
/* Подъем по лестнице: поиск */
int climbingStairsDFS(int n) {
return dfs(n);
}
/* Driver Code */
void main() {
int n = 9;
int res = climbingStairsDFS(n);
print("Количество способов подняться по лестнице из $n ступеней = $res");
}
@@ -0,0 +1,33 @@
/**
* File: climbing_stairs_dfs_mem.dart
* Created Time: 2023-08-11
* Author: liuyuxin (gvenusleo@gmail.com)
*/
/* Поиск с мемоизацией */
int dfs(int i, List<int> mem) {
// dp[1] и dp[2] уже известны, вернуть их
if (i == 1 || i == 2) return i;
// Если запись dp[i] существует, сразу вернуть ее
if (mem[i] != -1) return mem[i];
// dp[i] = dp[i-1] + dp[i-2]
int count = dfs(i - 1, mem) + dfs(i - 2, mem);
// Сохранить dp[i]
mem[i] = count;
return count;
}
/* Подъем по лестнице: поиск с мемоизацией */
int climbingStairsDFSMem(int n) {
// mem[i] хранит число способов подняться на i-ю ступень, -1 означает отсутствие записи
List<int> mem = List.filled(n + 1, -1);
return dfs(n, mem);
}
/* Driver Code */
void main() {
int n = 9;
int res = climbingStairsDFSMem(n);
print("Количество способов подняться по лестнице из $n ступеней = $res");
}
@@ -0,0 +1,43 @@
/**
* File: climbing_stairs_dp.dart
* Created Time: 2023-08-11
* Author: liuyuxin (gvenusleo@gmail.com)
*/
/* Подъем по лестнице: динамическое программирование */
int climbingStairsDP(int n) {
if (n == 1 || n == 2) return n;
// Инициализация таблицы dp для хранения решений подзадач
List<int> dp = List.filled(n + 1, 0);
// Начальное состояние: заранее задать решения наименьших подзадач
dp[1] = 1;
dp[2] = 2;
// Переход состояний: постепенное решение больших подзадач через меньшие
for (int i = 3; i <= n; i++) {
dp[i] = dp[i - 1] + dp[i - 2];
}
return dp[n];
}
/* Подъем по лестнице: динамическое программирование с оптимизацией памяти */
int climbingStairsDPComp(int n) {
if (n == 1 || n == 2) return n;
int a = 1, b = 2;
for (int i = 3; i <= n; i++) {
int tmp = b;
b = a + b;
a = tmp;
}
return b;
}
/* Driver Code */
void main() {
int n = 9;
int res = climbingStairsDP(n);
print("Количество способов подняться по лестнице из $n ступеней = $res");
res = climbingStairsDPComp(n);
print("Количество способов подняться по лестнице из $n ступеней = $res");
}
@@ -0,0 +1,68 @@
/**
* File: coin_change.dart
* Created Time: 2023-08-11
* Author: liuyuxin (gvenusleo@gmail.com)
*/
import 'dart:math';
/* Размен монет: динамическое программирование */
int coinChangeDP(List<int> coins, int amt) {
int n = coins.length;
int MAX = amt + 1;
// Инициализация таблицы dp
List<List<int>> dp = List.generate(n + 1, (index) => List.filled(amt + 1, 0));
// Переход состояний: первая строка и первый столбец
for (int a = 1; a <= amt; a++) {
dp[0][a] = MAX;
}
// Переход состояний: остальные строки и столбцы
for (int i = 1; i <= n; i++) {
for (int a = 1; a <= amt; a++) {
if (coins[i - 1] > a) {
// Если целевая сумма превышена, монету i не выбирать
dp[i][a] = dp[i - 1][a];
} else {
// Меньшее из двух решений: не брать или взять монету i
dp[i][a] = min(dp[i - 1][a], dp[i][a - coins[i - 1]] + 1);
}
}
}
return dp[n][amt] != MAX ? dp[n][amt] : -1;
}
/* Размен монет: динамическое программирование с оптимизацией памяти */
int coinChangeDPComp(List<int> coins, int amt) {
int n = coins.length;
int MAX = amt + 1;
// Инициализация таблицы dp
List<int> dp = List.filled(amt + 1, MAX);
dp[0] = 0;
// Переход состояний
for (int i = 1; i <= n; i++) {
for (int a = 1; a <= amt; a++) {
if (coins[i - 1] > a) {
// Если целевая сумма превышена, монету i не выбирать
dp[a] = dp[a];
} else {
// Меньшее из двух решений: не брать или взять монету i
dp[a] = min(dp[a], dp[a - coins[i - 1]] + 1);
}
}
}
return dp[amt] != MAX ? dp[amt] : -1;
}
/* Driver Code */
void main() {
List<int> coins = [1, 2, 5];
int amt = 4;
// Динамическое программирование
int res = coinChangeDP(coins, amt);
print("Минимальное число монет для набора целевой суммы = $res");
// Динамическое программирование с оптимизацией памяти
res = coinChangeDPComp(coins, amt);
print("Минимальное число монет для набора целевой суммы = $res");
}
@@ -0,0 +1,64 @@
/**
* File: coin_change_ii.dart
* Created Time: 2023-08-11
* Author: liuyuxin (gvenusleo@gmail.com)
*/
/* Размен монет II: динамическое программирование */
int coinChangeIIDP(List<int> coins, int amt) {
int n = coins.length;
// Инициализация таблицы dp
List<List<int>> dp = List.generate(n + 1, (index) => List.filled(amt + 1, 0));
// Инициализация первого столбца
for (int i = 0; i <= n; i++) {
dp[i][0] = 1;
}
// Переход состояний
for (int i = 1; i <= n; i++) {
for (int a = 1; a <= amt; a++) {
if (coins[i - 1] > a) {
// Если целевая сумма превышена, монету i не выбирать
dp[i][a] = dp[i - 1][a];
} else {
// Сумма двух решений: не брать или взять монету i
dp[i][a] = dp[i - 1][a] + dp[i][a - coins[i - 1]];
}
}
}
return dp[n][amt];
}
/* Размен монет II: динамическое программирование с оптимизацией памяти */
int coinChangeIIDPComp(List<int> coins, int amt) {
int n = coins.length;
// Инициализация таблицы dp
List<int> dp = List.filled(amt + 1, 0);
dp[0] = 1;
// Переход состояний
for (int i = 1; i <= n; i++) {
for (int a = 1; a <= amt; a++) {
if (coins[i - 1] > a) {
// Если целевая сумма превышена, монету i не выбирать
dp[a] = dp[a];
} else {
// Сумма двух решений: не брать или взять монету i
dp[a] = dp[a] + dp[a - coins[i - 1]];
}
}
}
return dp[amt];
}
/* Driver Code */
void main() {
List<int> coins = [1, 2, 5];
int amt = 5;
// Динамическое программирование
int res = coinChangeIIDP(coins, amt);
print("Количество комбинаций монет для набора целевой суммы = $res");
// Динамическое программирование с оптимизацией памяти
res = coinChangeIIDPComp(coins, amt);
print("Количество комбинаций монет для набора целевой суммы = $res");
}
@@ -0,0 +1,125 @@
/**
* File: edit_distance.dart
* Created Time: 2023-08-11
* Author: liuyuxin (gvenusleo@gmail.com)
*/
import 'dart:math';
/* Редакционное расстояние: полный перебор */
int editDistanceDFS(String s, String t, int i, int j) {
// Если s и t пусты, вернуть 0
if (i == 0 && j == 0) return 0;
// Если s пусто, вернуть длину t
if (i == 0) return j;
// Если t пусто, вернуть длину s
if (j == 0) return i;
// Если два символа равны, сразу пропустить их
if (s[i - 1] == t[j - 1]) return editDistanceDFS(s, t, i - 1, j - 1);
// Минимальное число шагов редактирования = минимальное число шагов для вставки, удаления и замены + 1
int insert = editDistanceDFS(s, t, i, j - 1);
int delete = editDistanceDFS(s, t, i - 1, j);
int replace = editDistanceDFS(s, t, i - 1, j - 1);
// Вернуть минимальное число шагов редактирования
return min(min(insert, delete), replace) + 1;
}
/* Редакционное расстояние: поиск с мемоизацией */
int editDistanceDFSMem(String s, String t, List<List<int>> mem, int i, int j) {
// Если s и t пусты, вернуть 0
if (i == 0 && j == 0) return 0;
// Если s пусто, вернуть длину t
if (i == 0) return j;
// Если t пусто, вернуть длину s
if (j == 0) return i;
// Если запись уже есть, сразу вернуть ее
if (mem[i][j] != -1) return mem[i][j];
// Если два символа равны, сразу пропустить их
if (s[i - 1] == t[j - 1]) return editDistanceDFSMem(s, t, mem, i - 1, j - 1);
// Минимальное число шагов редактирования = минимальное число шагов для вставки, удаления и замены + 1
int insert = editDistanceDFSMem(s, t, mem, i, j - 1);
int delete = editDistanceDFSMem(s, t, mem, i - 1, j);
int replace = editDistanceDFSMem(s, t, mem, i - 1, j - 1);
// Сохранить и вернуть минимальное число шагов редактирования
mem[i][j] = min(min(insert, delete), replace) + 1;
return mem[i][j];
}
/* Редакционное расстояние: динамическое программирование */
int editDistanceDP(String s, String t) {
int n = s.length, m = t.length;
List<List<int>> dp = List.generate(n + 1, (_) => List.filled(m + 1, 0));
// Переход состояний: первая строка и первый столбец
for (int i = 1; i <= n; i++) {
dp[i][0] = i;
}
for (int j = 1; j <= m; j++) {
dp[0][j] = j;
}
// Переход состояний: остальные строки и столбцы
for (int i = 1; i <= n; i++) {
for (int j = 1; j <= m; j++) {
if (s[i - 1] == t[j - 1]) {
// Если два символа равны, сразу пропустить их
dp[i][j] = dp[i - 1][j - 1];
} else {
// Минимальное число шагов редактирования = минимальное число шагов для вставки, удаления и замены + 1
dp[i][j] = min(min(dp[i][j - 1], dp[i - 1][j]), dp[i - 1][j - 1]) + 1;
}
}
}
return dp[n][m];
}
/* Редакционное расстояние: динамическое программирование с оптимизацией памяти */
int editDistanceDPComp(String s, String t) {
int n = s.length, m = t.length;
List<int> dp = List.filled(m + 1, 0);
// Переход состояний: первая строка
for (int j = 1; j <= m; j++) {
dp[j] = j;
}
// Переход состояний: остальные строки
for (int i = 1; i <= n; i++) {
// Переход состояний: первый столбец
int leftup = dp[0]; // Временно сохранить dp[i-1, j-1]
dp[0] = i;
// Переход состояний: остальные столбцы
for (int j = 1; j <= m; j++) {
int temp = dp[j];
if (s[i - 1] == t[j - 1]) {
// Если два символа равны, сразу пропустить их
dp[j] = leftup;
} else {
// Минимальное число шагов редактирования = минимальное число шагов для вставки, удаления и замены + 1
dp[j] = min(min(dp[j - 1], dp[j]), leftup) + 1;
}
leftup = temp; // Обновить до значения dp[i-1, j-1] для следующей итерации
}
}
return dp[m];
}
/* Driver Code */
void main() {
String s = "bag";
String t = "pack";
int n = s.length, m = t.length;
// Полный перебор
int res = editDistanceDFS(s, t, n, m);
print("Чтобы преобразовать " + s + " в " + t + ", нужно минимум $res шагов");
// Поиск с мемоизацией
List<List<int>> mem = List.generate(n + 1, (_) => List.filled(m + 1, -1));
res = editDistanceDFSMem(s, t, mem, n, m);
print("Чтобы преобразовать " + s + " в " + t + ", нужно минимум $res шагов");
// Динамическое программирование
res = editDistanceDP(s, t);
print("Чтобы преобразовать " + s + " в " + t + ", нужно минимум $res шагов");
// Динамическое программирование с оптимизацией памяти
res = editDistanceDPComp(s, t);
print("Чтобы преобразовать " + s + " в " + t + ", нужно минимум $res шагов");
}
@@ -0,0 +1,116 @@
/**
* File: knapsack.dart
* Created Time: 2023-08-11
* Author: liuyuxin (gvenusleo@gmail.com)
*/
import 'dart:math';
/* Рюкзак 0-1: полный перебор */
int knapsackDFS(List<int> wgt, List<int> val, int i, int c) {
// Если все предметы уже рассмотрены или в рюкзаке не осталось места, вернуть стоимость 0
if (i == 0 || c == 0) {
return 0;
}
// Если вместимость рюкзака превышена, можно только не класть предмет в рюкзак
if (wgt[i - 1] > c) {
return knapsackDFS(wgt, val, i - 1, c);
}
// Вычислить максимальную стоимость для случаев, когда предмет i не кладут и кладут
int no = knapsackDFS(wgt, val, i - 1, c);
int yes = knapsackDFS(wgt, val, i - 1, c - wgt[i - 1]) + val[i - 1];
// Вернуть вариант с большей стоимостью из двух возможных
return max(no, yes);
}
/* Рюкзак 0-1: поиск с мемоизацией */
int knapsackDFSMem(
List<int> wgt,
List<int> val,
List<List<int>> mem,
int i,
int c,
) {
// Если все предметы уже рассмотрены или в рюкзаке не осталось места, вернуть стоимость 0
if (i == 0 || c == 0) {
return 0;
}
// Если запись уже есть, вернуть сразу
if (mem[i][c] != -1) {
return mem[i][c];
}
// Если вместимость рюкзака превышена, можно только не класть предмет в рюкзак
if (wgt[i - 1] > c) {
return knapsackDFSMem(wgt, val, mem, i - 1, c);
}
// Вычислить максимальную стоимость для случаев, когда предмет i не кладут и кладут
int no = knapsackDFSMem(wgt, val, mem, i - 1, c);
int yes = knapsackDFSMem(wgt, val, mem, i - 1, c - wgt[i - 1]) + val[i - 1];
// Сохранить и вернуть вариант с большей стоимостью из двух решений
mem[i][c] = max(no, yes);
return mem[i][c];
}
/* Рюкзак 0-1: динамическое программирование */
int knapsackDP(List<int> wgt, List<int> val, int cap) {
int n = wgt.length;
// Инициализация таблицы dp
List<List<int>> dp = List.generate(n + 1, (index) => List.filled(cap + 1, 0));
// Переход состояний
for (int i = 1; i <= n; i++) {
for (int c = 1; c <= cap; c++) {
if (wgt[i - 1] > c) {
// Если вместимость рюкзака превышена, предмет i не выбирать
dp[i][c] = dp[i - 1][c];
} else {
// Большее из двух решений: не брать или взять предмет i
dp[i][c] = max(dp[i - 1][c], dp[i - 1][c - wgt[i - 1]] + val[i - 1]);
}
}
}
return dp[n][cap];
}
/* Рюкзак 0-1: динамическое программирование с оптимизацией памяти */
int knapsackDPComp(List<int> wgt, List<int> val, int cap) {
int n = wgt.length;
// Инициализация таблицы dp
List<int> dp = List.filled(cap + 1, 0);
// Переход состояний
for (int i = 1; i <= n; i++) {
// Обход в обратном порядке
for (int c = cap; c >= 1; c--) {
if (wgt[i - 1] <= c) {
// Большее из двух решений: не брать или взять предмет i
dp[c] = max(dp[c], dp[c - wgt[i - 1]] + val[i - 1]);
}
}
}
return dp[cap];
}
/* Driver Code */
void main() {
List<int> wgt = [10, 20, 30, 40, 50];
List<int> val = [50, 120, 150, 210, 240];
int cap = 50;
int n = wgt.length;
// Полный перебор
int res = knapsackDFS(wgt, val, n, cap);
print("Максимальная стоимость предметов без превышения вместимости рюкзака = $res");
// Поиск с мемоизацией
List<List<int>> mem =
List.generate(n + 1, (index) => List.filled(cap + 1, -1));
res = knapsackDFSMem(wgt, val, mem, n, cap);
print("Максимальная стоимость предметов без превышения вместимости рюкзака = $res");
// Динамическое программирование
res = knapsackDP(wgt, val, cap);
print("Максимальная стоимость предметов без превышения вместимости рюкзака = $res");
// Динамическое программирование с оптимизацией памяти
res = knapsackDPComp(wgt, val, cap);
print("Максимальная стоимость предметов без превышения вместимости рюкзака = $res");
}
@@ -0,0 +1,48 @@
/**
* File: min_cost_climbing_stairs_dp.dart
* Created Time: 2023-08-11
* Author: liuyuxin (gvenusleo@gmail.com)
*/
import 'dart:math';
/* Минимальная стоимость подъема по лестнице: динамическое программирование */
int minCostClimbingStairsDP(List<int> cost) {
int n = cost.length - 1;
if (n == 1 || n == 2) return cost[n];
// Инициализация таблицы dp для хранения решений подзадач
List<int> dp = List.filled(n + 1, 0);
// Начальное состояние: заранее задать решения наименьших подзадач
dp[1] = cost[1];
dp[2] = cost[2];
// Переход состояний: постепенное решение больших подзадач через меньшие
for (int i = 3; i <= n; i++) {
dp[i] = min(dp[i - 1], dp[i - 2]) + cost[i];
}
return dp[n];
}
/* Минимальная стоимость подъема по лестнице: динамическое программирование с оптимизацией памяти */
int minCostClimbingStairsDPComp(List<int> cost) {
int n = cost.length - 1;
if (n == 1 || n == 2) return cost[n];
int a = cost[1], b = cost[2];
for (int i = 3; i <= n; i++) {
int tmp = b;
b = min(a, tmp) + cost[i];
a = tmp;
}
return b;
}
/* Driver Code */
void main() {
List<int> cost = [0, 1, 10, 1, 1, 1, 10, 1, 1, 10, 1];
print("Список стоимостей ступеней = $cost");
int res = minCostClimbingStairsDP(cost);
print("Минимальная стоимость подъема по лестнице = $res");
res = minCostClimbingStairsDPComp(cost);
print("Минимальная стоимость подъема по лестнице = $res");
}
@@ -0,0 +1,120 @@
/**
* File: min_path_sum.dart
* Created Time: 2023-08-11
* Author: liuyuxin (gvenusleo@gmail.com)
*/
import 'dart:math';
/* Минимальная сумма пути: полный перебор */
int minPathSumDFS(List<List<int>> grid, int i, int j) {
// Если это верхняя левая ячейка, завершить поиск
if (i == 0 && j == 0) {
return grid[0][0];
}
// Если индексы строки или столбца выходят за границы, вернуть стоимость +∞
if (i < 0 || j < 0) {
// В Dart тип int — целое число фиксированного диапазона; значения, представляющего «бесконечность», не существует
return BigInt.from(2).pow(31).toInt();
}
// Вычислить минимальную стоимость пути из левого верхнего угла до (i-1, j) и (i, j-1)
int up = minPathSumDFS(grid, i - 1, j);
int left = minPathSumDFS(grid, i, j - 1);
// Вернуть минимальную стоимость пути из левого верхнего угла до (i, j)
return min(left, up) + grid[i][j];
}
/* Минимальная сумма пути: поиск с мемоизацией */
int minPathSumDFSMem(List<List<int>> grid, List<List<int>> mem, int i, int j) {
// Если это верхняя левая ячейка, завершить поиск
if (i == 0 && j == 0) {
return grid[0][0];
}
// Если индексы строки или столбца выходят за границы, вернуть стоимость +∞
if (i < 0 || j < 0) {
// В Dart тип int — целое число фиксированного диапазона; значения, представляющего «бесконечность», не существует
return BigInt.from(2).pow(31).toInt();
}
// Если запись уже есть, вернуть сразу
if (mem[i][j] != -1) {
return mem[i][j];
}
// Минимальная стоимость пути для левой и верхней ячеек
int up = minPathSumDFSMem(grid, mem, i - 1, j);
int left = minPathSumDFSMem(grid, mem, i, j - 1);
// Сохранить и вернуть минимальную стоимость пути из левого верхнего угла до (i, j)
mem[i][j] = min(left, up) + grid[i][j];
return mem[i][j];
}
/* Минимальная сумма пути: динамическое программирование */
int minPathSumDP(List<List<int>> grid) {
int n = grid.length, m = grid[0].length;
// Инициализация таблицы dp
List<List<int>> dp = List.generate(n, (i) => List.filled(m, 0));
dp[0][0] = grid[0][0];
// Переход состояний: первая строка
for (int j = 1; j < m; j++) {
dp[0][j] = dp[0][j - 1] + grid[0][j];
}
// Переход состояний: первый столбец
for (int i = 1; i < n; i++) {
dp[i][0] = dp[i - 1][0] + grid[i][0];
}
// Переход состояний: остальные строки и столбцы
for (int i = 1; i < n; i++) {
for (int j = 1; j < m; j++) {
dp[i][j] = min(dp[i][j - 1], dp[i - 1][j]) + grid[i][j];
}
}
return dp[n - 1][m - 1];
}
/* Минимальная сумма пути: динамическое программирование с оптимизацией памяти */
int minPathSumDPComp(List<List<int>> grid) {
int n = grid.length, m = grid[0].length;
// Инициализация таблицы dp
List<int> dp = List.filled(m, 0);
dp[0] = grid[0][0];
for (int j = 1; j < m; j++) {
dp[j] = dp[j - 1] + grid[0][j];
}
// Переход состояний: остальные строки
for (int i = 1; i < n; i++) {
// Переход состояний: первый столбец
dp[0] = dp[0] + grid[i][0];
// Переход состояний: остальные столбцы
for (int j = 1; j < m; j++) {
dp[j] = min(dp[j - 1], dp[j]) + grid[i][j];
}
}
return dp[m - 1];
}
/* Driver Code */
void main() {
List<List<int>> grid = [
[1, 3, 1, 5],
[2, 2, 4, 2],
[5, 3, 2, 1],
[4, 3, 5, 2],
];
int n = grid.length, m = grid[0].length;
// Полный перебор
int res = minPathSumDFS(grid, n - 1, m - 1);
print("Минимальная сумма пути из левого верхнего угла в правый нижний = $res");
// Поиск с мемоизацией
List<List<int>> mem = List.generate(n, (i) => List.filled(m, -1));
res = minPathSumDFSMem(grid, mem, n - 1, m - 1);
print("Минимальная сумма пути из левого верхнего угла в правый нижний = $res");
// Динамическое программирование
res = minPathSumDP(grid);
print("Минимальная сумма пути из левого верхнего угла в правый нижний = $res");
// Динамическое программирование с оптимизацией памяти
res = minPathSumDPComp(grid);
print("Минимальная сумма пути из левого верхнего угла в правый нижний = $res");
}
@@ -0,0 +1,62 @@
/**
* File: unbounded_knapsack.dart
* Created Time: 2023-08-11
* Author: liuyuxin (gvenusleo@gmail.com)
*/
import 'dart:math';
/* Полный рюкзак: динамическое программирование */
int unboundedKnapsackDP(List<int> wgt, List<int> val, int cap) {
int n = wgt.length;
// Инициализация таблицы dp
List<List<int>> dp = List.generate(n + 1, (index) => List.filled(cap + 1, 0));
// Переход состояний
for (int i = 1; i <= n; i++) {
for (int c = 1; c <= cap; c++) {
if (wgt[i - 1] > c) {
// Если вместимость рюкзака превышена, предмет i не выбирать
dp[i][c] = dp[i - 1][c];
} else {
// Большее из двух решений: не брать или взять предмет i
dp[i][c] = max(dp[i - 1][c], dp[i][c - wgt[i - 1]] + val[i - 1]);
}
}
}
return dp[n][cap];
}
/* Полный рюкзак: динамическое программирование с оптимизацией памяти */
int unboundedKnapsackDPComp(List<int> wgt, List<int> val, int cap) {
int n = wgt.length;
// Инициализация таблицы dp
List<int> dp = List.filled(cap + 1, 0);
// Переход состояний
for (int i = 1; i <= n; i++) {
for (int c = 1; c <= cap; c++) {
if (wgt[i - 1] > c) {
// Если вместимость рюкзака превышена, предмет i не выбирать
dp[c] = dp[c];
} else {
// Большее из двух решений: не брать или взять предмет i
dp[c] = max(dp[c], dp[c - wgt[i - 1]] + val[i - 1]);
}
}
}
return dp[cap];
}
/* Driver Code */
void main() {
List<int> wgt = [1, 2, 3];
List<int> val = [5, 11, 15];
int cap = 4;
// Динамическое программирование
int res = unboundedKnapsackDP(wgt, val, cap);
print("Максимальная стоимость предметов без превышения вместимости рюкзака = $res");
// Динамическое программирование с оптимизацией памяти
int resComp = unboundedKnapsackDPComp(wgt, val, cap);
print("Максимальная стоимость предметов без превышения вместимости рюкзака = $resComp");
}
@@ -0,0 +1,124 @@
/**
* File: graph_adjacency_list.dart
* Created Time: 2023-05-15
* Author: liuyuxin (gvenusleo@gmail.com)
*/
import '../utils/vertex.dart';
/* Класс неориентированного графа на основе списка смежности */
class GraphAdjList {
// Список смежности, где key — вершина, а value — все смежные ей вершины
Map<Vertex, List<Vertex>> adjList = {};
/* Конструктор */
GraphAdjList(List<List<Vertex>> edges) {
for (List<Vertex> edge in edges) {
addVertex(edge[0]);
addVertex(edge[1]);
addEdge(edge[0], edge[1]);
}
}
/* Получить число вершин */
int size() {
return adjList.length;
}
/* Добавление ребра */
void addEdge(Vertex vet1, Vertex vet2) {
if (!adjList.containsKey(vet1) ||
!adjList.containsKey(vet2) ||
vet1 == vet2) {
throw ArgumentError;
}
// Добавить ребро vet1 - vet2
adjList[vet1]!.add(vet2);
adjList[vet2]!.add(vet1);
}
/* Удаление ребра */
void removeEdge(Vertex vet1, Vertex vet2) {
if (!adjList.containsKey(vet1) ||
!adjList.containsKey(vet2) ||
vet1 == vet2) {
throw ArgumentError;
}
// Удалить ребро vet1 - vet2
adjList[vet1]!.remove(vet2);
adjList[vet2]!.remove(vet1);
}
/* Добавление вершины */
void addVertex(Vertex vet) {
if (adjList.containsKey(vet)) return;
// Добавить новый список в список смежности
adjList[vet] = [];
}
/* Удаление вершины */
void removeVertex(Vertex vet) {
if (!adjList.containsKey(vet)) {
throw ArgumentError;
}
// Удалить из списка смежности список, соответствующий вершине vet
adjList.remove(vet);
// Обойти списки других вершин и удалить все ребра, содержащие vet
adjList.forEach((key, value) {
value.remove(vet);
});
}
/* Вывести список смежности */
void printAdjList() {
print("Список смежности =");
adjList.forEach((key, value) {
List<int> tmp = [];
for (Vertex vertex in value) {
tmp.add(vertex.val);
}
print("${key.val}: $tmp,");
});
}
}
/* Driver Code */
void main() {
/* Инициализация неориентированного графа */
List<Vertex> v = Vertex.valsToVets([1, 3, 2, 5, 4]);
List<List<Vertex>> edges = [
[v[0], v[1]],
[v[0], v[3]],
[v[1], v[2]],
[v[2], v[3]],
[v[2], v[4]],
[v[3], v[4]],
];
GraphAdjList graph = GraphAdjList(edges);
print("\nГраф после инициализации");
graph.printAdjList();
/* Добавление ребра */
// Вершины 1 и 2 соответствуют v[0] и v[2]
graph.addEdge(v[0], v[2]);
print("\nГраф после добавления ребра 1-2");
graph.printAdjList();
/* Удаление ребра */
// Вершины 1 и 3 соответствуют v[0] и v[1]
graph.removeEdge(v[0], v[1]);
print("\nГраф после удаления ребра 1-3");
graph.printAdjList();
/* Добавление вершины */
Vertex v5 = Vertex(6);
graph.addVertex(v5);
print("\nГраф после добавления вершины 6");
graph.printAdjList();
/* Удаление вершины */
// Вершина 3 соответствует v[1]
graph.removeVertex(v[1]);
print("\nГраф после удаления вершины 3");
graph.printAdjList();
}
@@ -0,0 +1,133 @@
/**
* File: graph_adjacency_matrix.dart
* Created Time: 2023-05-15
* Author: liuyuxin (gvenusleo@gmail.com)
*/
import '../utils/print_util.dart';
/* Класс неориентированного графа на основе матрицы смежности */
class GraphAdjMat {
List<int> vertices = []; // Элемент вершины: элемент представляет «значение вершины», индекс представляет «индекс вершины»
List<List<int>> adjMat = []; // Матрица смежности, где индексы строк и столбцов соответствуют «индексам вершин»
/* Конструктор */
GraphAdjMat(List<int> vertices, List<List<int>> edges) {
this.vertices = [];
this.adjMat = [];
// Добавление вершины
for (int val in vertices) {
addVertex(val);
}
// Добавить ребра
// Обратите внимание: элементы edges представляют собой индексы вершин, то есть соответствуют индексам элементов vertices
for (List<int> e in edges) {
addEdge(e[0], e[1]);
}
}
/* Получить число вершин */
int size() {
return vertices.length;
}
/* Добавление вершины */
void addVertex(int val) {
int n = size();
// Добавить значение новой вершины в список вершин
vertices.add(val);
// Добавить строку в матрицу смежности
List<int> newRow = List.filled(n, 0, growable: true);
adjMat.add(newRow);
// Добавить столбец в матрицу смежности
for (List<int> row in adjMat) {
row.add(0);
}
}
/* Удаление вершины */
void removeVertex(int index) {
if (index >= size()) {
throw IndexError;
}
// Удалить вершину с индексом index из списка вершин
vertices.removeAt(index);
// Удалить строку с индексом index из матрицы смежности
adjMat.removeAt(index);
// Удалить столбец с индексом index из матрицы смежности
for (List<int> row in adjMat) {
row.removeAt(index);
}
}
/* Добавление ребра */
// Параметры i и j соответствуют индексам элементов vertices
void addEdge(int i, int j) {
// Обработка выхода индекса за границы и случая равенства
if (i < 0 || j < 0 || i >= size() || j >= size() || i == j) {
throw IndexError;
}
// В неориентированном графе матрица смежности симметрична относительно главной диагонали, то есть выполняется (i, j) == (j, i)
adjMat[i][j] = 1;
adjMat[j][i] = 1;
}
/* Удаление ребра */
// Параметры i и j соответствуют индексам элементов vertices
void removeEdge(int i, int j) {
// Обработка выхода индекса за границы и случая равенства
if (i < 0 || j < 0 || i >= size() || j >= size() || i == j) {
throw IndexError;
}
adjMat[i][j] = 0;
adjMat[j][i] = 0;
}
/* Вывести матрицу смежности */
void printAdjMat() {
print("Список вершин = $vertices");
print("Матрица смежности = ");
printMatrix(adjMat);
}
}
/* Driver Code */
void main() {
/* Инициализация неориентированного графа */
// Обратите внимание: элементы edges представляют индексы вершин, то есть соответствуют индексам элементов vertices
List<int> vertices = [1, 3, 2, 5, 4];
List<List<int>> edges = [
[0, 1],
[0, 3],
[1, 2],
[2, 3],
[2, 4],
[3, 4],
];
GraphAdjMat graph = GraphAdjMat(vertices, edges);
print("\nГраф после инициализации");
graph.printAdjMat();
/* Добавление ребра */
// Индексы вершин 1 и 2 равны 0 и 2 соответственно
graph.addEdge(0, 2);
print("\nГраф после добавления ребра 1-2");
graph.printAdjMat();
/* Удаление ребра */
// Индексы вершин 1 и 3 равны 0 и 1 соответственно
graph.removeEdge(0, 1);
print("\nГраф после удаления ребра 1-3");
graph.printAdjMat();
/* Добавление вершины */
graph.addVertex(6);
print("\nГраф после добавления вершины 6");
graph.printAdjMat();
/* Удаление вершины */
// Индекс вершины 3 равен 1
graph.removeVertex(1);
print("\nГраф после удаления вершины 3");
graph.printAdjMat();
}
@@ -0,0 +1,66 @@
/**
* File: graph_bfs.dart
* Created Time: 2023-05-15
* Author: liuyuxin (gvenusleo@gmail.com)
*/
import 'dart:collection';
import '../utils/vertex.dart';
import 'graph_adjacency_list.dart';
/* Обход в ширину */
List<Vertex> graphBFS(GraphAdjList graph, Vertex startVet) {
// Использовать список смежности для представления графа, чтобы получать все смежные вершины заданной вершины
// Последовательность обхода вершин
List<Vertex> res = [];
// Хеш-множество для хранения уже посещенных вершин
Set<Vertex> visited = {};
visited.add(startVet);
// Очередь используется для реализации BFS
Queue<Vertex> que = Queue();
que.add(startVet);
// Начиная с вершины vet, продолжать цикл, пока не будут посещены все вершины
while (que.isNotEmpty) {
Vertex vet = que.removeFirst(); // Извлечь головную вершину из очереди
res.add(vet); // Отметить посещенную вершину
// Обойти все смежные вершины данной вершины
for (Vertex adjVet in graph.adjList[vet]!) {
if (visited.contains(adjVet)) {
continue; // Пропустить уже посещенную вершину
}
que.add(adjVet); // Помещать в очередь только непосещенные вершины
visited.add(adjVet); // Отметить эту вершину как посещенную
}
}
// Вернуть последовательность обхода вершин
return res;
}
/* Dirver Code */
void main() {
/* Инициализация неориентированного графа */
List<Vertex> v = Vertex.valsToVets([0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]);
List<List<Vertex>> 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]],
];
GraphAdjList graph = GraphAdjList(edges);
print("\nГраф после инициализации");
graph.printAdjList();
/* Обход в ширину */
List<Vertex> res = graphBFS(graph, v[0]);
print("\nПоследовательность вершин при обходе в ширину (BFS)");
print(Vertex.vetsToVals(res));
}
@@ -0,0 +1,59 @@
/**
* File: graph_dfs.dart
* Created Time: 2023-05-15
* Author: liuyuxin (gvenusleo@gmail.com)
*/
import '../utils/vertex.dart';
import 'graph_adjacency_list.dart';
/* Вспомогательная функция обхода в глубину */
void dfs(
GraphAdjList graph,
Set<Vertex> visited,
List<Vertex> res,
Vertex vet,
) {
res.add(vet); // Отметить посещенную вершину
visited.add(vet); // Отметить эту вершину как посещенную
// Обойти все смежные вершины данной вершины
for (Vertex adjVet in graph.adjList[vet]!) {
if (visited.contains(adjVet)) {
continue; // Пропустить уже посещенную вершину
}
// Рекурсивно обходить смежные вершины
dfs(graph, visited, res, adjVet);
}
}
/* Обход в глубину */
List<Vertex> graphDFS(GraphAdjList graph, Vertex startVet) {
// Последовательность обхода вершин
List<Vertex> res = [];
// Хеш-множество для хранения уже посещенных вершин
Set<Vertex> visited = {};
dfs(graph, visited, res, startVet);
return res;
}
/* Driver Code */
void main() {
/* Инициализация неориентированного графа */
List<Vertex> v = Vertex.valsToVets([0, 1, 2, 3, 4, 5, 6]);
List<List<Vertex>> 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]],
];
GraphAdjList graph = GraphAdjList(edges);
print("\nГраф после инициализации");
graph.printAdjList();
/* Обход в глубину */
List<Vertex> res = graphDFS(graph, v[0]);
print("\nПоследовательность вершин при обходе в глубину (DFS)");
print(Vertex.vetsToVals(res));
}
@@ -0,0 +1,50 @@
/**
* File: coin_change_greedy.dart
* Created Time: 2023-08-11
* Author: liuyuxin (gvenusleo@gmail.com)
*/
/* Размен монет: жадный алгоритм */
int coinChangeGreedy(List<int> coins, int amt) {
// Предположить, что список coins упорядочен
int i = coins.length - 1;
int count = 0;
// Циклически выполнять жадный выбор, пока не останется суммы
while (amt > 0) {
// Найти монету, которая меньше остатка суммы и наиболее к нему близка
while (i > 0 && coins[i] > amt) {
i--;
}
// Выбрать coins[i]
amt -= coins[i];
count++;
}
// Если допустимое решение не найдено, вернуть -1
return amt == 0 ? count : -1;
}
/* Driver Code */
void main() {
// Жадный подход: гарантирует нахождение глобально оптимального решения
List<int> coins = [1, 5, 10, 20, 50, 100];
int amt = 186;
int res = coinChangeGreedy(coins, amt);
print("\ncoins = $coins, amt = $amt");
print("Минимальное число монет для набора суммы $amt = $res");
// Жадный подход: не гарантирует нахождение глобально оптимального решения
coins = [1, 20, 50];
amt = 60;
res = coinChangeGreedy(coins, amt);
print("\ncoins = $coins, amt = $amt");
print("Минимальное число монет для набора суммы $amt = $res");
print("На самом деле минимум равен 3: 20 + 20 + 20");
// Жадный подход: не гарантирует нахождение глобально оптимального решения
coins = [1, 49, 50];
amt = 98;
res = coinChangeGreedy(coins, amt);
print("\ncoins = $coins, amt = $amt");
print("Минимальное число монет для набора суммы $amt = $res");
print("На самом деле минимум равен 2: 49 + 49");
}
@@ -0,0 +1,47 @@
/**
* File: fractional_knapsack.dart
* Created Time: 2023-08-11
* Author: liuyuxin (gvenusleo@gmail.com)
*/
/* Предмет */
class Item {
int w; // Вес предмета
int v; // Стоимость предмета
Item(this.w, this.v);
}
/* Дробный рюкзак: жадный алгоритм */
double fractionalKnapsack(List<int> wgt, List<int> val, int cap) {
// Создать список предметов с двумя свойствами: вес и стоимость
List<Item> items = List.generate(wgt.length, (i) => Item(wgt[i], val[i]));
// Отсортировать по удельной стоимости item.v / item.w в порядке убывания
items.sort((a, b) => (b.v / b.w).compareTo(a.v / a.w));
// Циклический жадный выбор
double res = 0;
for (Item item in items) {
if (item.w <= cap) {
// Если оставшейся вместимости достаточно, положить в рюкзак текущий предмет целиком
res += item.v;
cap -= item.w;
} else {
// Если оставшейся вместимости недостаточно, положить в рюкзак часть текущего предмета
res += item.v / item.w * cap;
// Свободной вместимости больше не осталось, поэтому выйти из цикла
break;
}
}
return res;
}
/* Driver Code */
void main() {
List<int> wgt = [10, 20, 30, 40, 50];
List<int> val = [50, 120, 150, 210, 240];
int cap = 50;
// Жадный алгоритм
double res = fractionalKnapsack(wgt, val, cap);
print("Максимальная стоимость предметов без превышения вместимости рюкзака = $res");
}
@@ -0,0 +1,37 @@
/**
* File: max_capacity.dart
* Created Time: 2023-08-11
* Author: liuyuxin (gvenusleo@gmail.com)
*/
import 'dart:math';
/* Максимальная вместимость: жадный алгоритм */
int maxCapacity(List<int> ht) {
// Инициализировать i и j так, чтобы они располагались по двум концам массива
int i = 0, j = ht.length - 1;
// Начальная максимальная вместимость равна 0
int res = 0;
// Выполнять жадный выбор в цикле, пока две доски не встретятся
while (i < j) {
// Обновить максимальную вместимость
int cap = min(ht[i], ht[j]) * (j - i);
res = max(res, cap);
// Сдвигать внутрь более короткую сторону
if (ht[i] < ht[j]) {
i++;
} else {
j--;
}
}
return res;
}
/* Driver Code */
void main() {
List<int> ht = [3, 8, 5, 2, 7, 7, 3, 4];
// Жадный алгоритм
int res = maxCapacity(ht);
print("Максимальная вместимость = $res");
}
@@ -0,0 +1,37 @@
/**
* File: max_product_cutting.dart
* Created Time: 2023-08-11
* Author: liuyuxin (gvenusleo@gmail.com)
*/
import 'dart:math';
/* Максимальное произведение разрезания: жадный алгоритм */
int maxProductCutting(int n) {
// Когда n <= 3, обязательно нужно выделить одну 1
if (n <= 3) {
return 1 * (n - 1);
}
// Жадно выделить множители 3, где a — число троек, а b — остаток
int a = n ~/ 3;
int b = n % 3;
if (b == 1) {
// Если остаток равен 1, преобразовать одну пару 1 * 3 в 2 * 2
return (pow(3, a - 1) * 2 * 2).toInt();
}
if (b == 2) {
// Если остаток равен 2, ничего не делать
return (pow(3, a) * 2).toInt();
}
// Если остаток равен 0, ничего не делать
return pow(3, a).toInt();
}
/* Driver Code */
void main() {
int n = 58;
// Жадный алгоритм
int res = maxProductCutting(n);
print("Максимальное произведение после разрезания = $res");
}
@@ -0,0 +1,126 @@
/**
* File: array_hash_map.dart
* Created Time: 2023-03-29
* Author: liuyuxin (gvenusleo@gmail.com)
*/
/* Пара ключ-значение */
class Pair {
int key;
String val;
Pair(this.key, this.val);
}
/* Хеш-таблица на основе массива */
class ArrayHashMap {
late List<Pair?> _buckets;
ArrayHashMap() {
// Инициализировать массив, содержащий 100 корзин
_buckets = List.filled(100, null);
}
/* Хеш-функция */
int _hashFunc(int key) {
final int index = key % 100;
return index;
}
/* Операция поиска */
String? get(int key) {
final int index = _hashFunc(key);
final Pair? pair = _buckets[index];
if (pair == null) {
return null;
}
return pair.val;
}
/* Операция добавления */
void put(int key, String val) {
final Pair pair = Pair(key, val);
final int index = _hashFunc(key);
_buckets[index] = pair;
}
/* Операция удаления */
void remove(int key) {
final int index = _hashFunc(key);
_buckets[index] = null;
}
/* Получить все пары ключ-значение */
List<Pair> pairSet() {
List<Pair> pairSet = [];
for (final Pair? pair in _buckets) {
if (pair != null) {
pairSet.add(pair);
}
}
return pairSet;
}
/* Получить все ключи */
List<int> keySet() {
List<int> keySet = [];
for (final Pair? pair in _buckets) {
if (pair != null) {
keySet.add(pair.key);
}
}
return keySet;
}
/* Получить все значения */
List<String> values() {
List<String> valueSet = [];
for (final Pair? pair in _buckets) {
if (pair != null) {
valueSet.add(pair.val);
}
}
return valueSet;
}
/* Вывести хеш-таблицу */
void printHashMap() {
for (final Pair kv in pairSet()) {
print("${kv.key} -> ${kv.val}");
}
}
}
/* Driver Code */
void main() {
/* Инициализация хеш-таблицы */
final ArrayHashMap map = ArrayHashMap();
/* Операция добавления */
// Добавить пару (key, value) в хеш-таблицу
map.put(12836, "Сяо Ха");
map.put(15937, "Сяо Ло");
map.put(16750, "Сяо Суань");
map.put(13276, "Сяо Фа");
map.put(10583, "Сяо Я");
print("\nПосле добавления хеш-таблица имеет вид\nКлюч -> Значение");
map.printHashMap();
/* Операция поиска */
// Ввести в хеш-таблицу ключ key и получить значение value
String? name = map.get(15937);
print("\nДля номера 15937 найдено имя $name");
/* Операция удаления */
// Удалить пару (key, value) из хеш-таблицы
map.remove(10583);
print("\nПосле удаления 10583 хеш-таблица имеет вид\nКлюч -> Значение");
map.printHashMap();
/* Обход хеш-таблицы */
print("\nОтдельный обход пар ключ-значение");
map.pairSet().forEach((kv) => print("${kv.key} -> ${kv.val}"));
print("\nОтдельный обход ключей");
map.keySet().forEach((key) => print("$key"));
print("\nОтдельный обход значений");
map.values().forEach((val) => print("$val"));
}
@@ -0,0 +1,34 @@
/**
* File: built_in_hash.dart
* Created Time: 2023-06-25
* Author: liuyuxin (gvenusleo@gmail.com)
*/
import '../chapter_stack_and_queue/linkedlist_deque.dart';
/* Driver Code */
void main() {
int _num = 3;
int hashNum = _num.hashCode;
print("Хеш-значение целого числа $_num = $hashNum");
bool bol = true;
int hashBol = bol.hashCode;
print("Хеш-значение булева значения $bol = $hashBol");
double dec = 3.14159;
int hashDec = dec.hashCode;
print("Хеш-значение десятичного числа $dec = $hashDec");
String str = "Hello Algo";
int hashStr = str.hashCode;
print("Хеш-значение строки $str = $hashStr");
List arr = [12836, "Сяо Ха"];
int hashArr = arr.hashCode;
print("Хеш-значение массива $arr = $hashArr");
ListNode obj = new ListNode(0);
int hashObj = obj.hashCode;
print("Хеш-значение объекта узла $obj = $hashObj");
}
@@ -0,0 +1,41 @@
/**
* File: hash_map.dart
* Created Time: 2023-03-29
* Author: liuyuxin (gvenusleo@gmail.com)
*/
/* Driver Code */
void main() {
/* Инициализация хеш-таблицы */
final Map<int, String> map = {};
/* Операция добавления */
// Добавить пару (key, value) в хеш-таблицу
map[12836] = "Сяо Ха";
map[15937] = "Сяо Ло";
map[16750] = "Сяо Суань";
map[13276] = "Сяо Фа";
map[10583] = "Сяо Я";
print("\nПосле добавления хеш-таблица имеет вид\nКлюч -> Значение");
map.forEach((key, value) => print("$key -> $value"));
/* Операция поиска */
// Ввести в хеш-таблицу ключ key и получить значение value
final String? name = map[15937];
print("\nДля номера 15937 найдено имя $name");
/* Операция удаления */
// Удалить пару (key, value) из хеш-таблицы
map.remove(10583);
print("\nПосле удаления 10583 хеш-таблица имеет вид\nКлюч -> Значение");
map.forEach((key, value) => print("$key -> $value"));
/* Обход хеш-таблицы */
print("\nОтдельный обход пар ключ-значение");
map.forEach((key, value) => print("$key -> $value"));
print("\nОтдельный обход ключей");
map.keys.forEach((key) => print(key));
print("\nОтдельный обход значений");
map.forEach((key, value) => print("$value"));
map.values.forEach((value) => print(value));
}
@@ -0,0 +1,138 @@
/**
* File: hash_map_chaining.dart
* Created Time: 2023-06-24
* Author: liuyuxin (gvenusleo@gmail.com)
*/
import 'array_hash_map.dart';
/* Хеш-таблица с цепочками */
class HashMapChaining {
late int size; // Число пар ключ-значение
late int capacity; // Вместимость хеш-таблицы
late double loadThres; // Порог коэффициента загрузки для запуска расширения
late int extendRatio; // Коэффициент расширения
late List<List<Pair>> buckets; // Массив корзин
/* Конструктор */
HashMapChaining() {
size = 0;
capacity = 4;
loadThres = 2.0 / 3.0;
extendRatio = 2;
buckets = List.generate(capacity, (_) => []);
}
/* Хеш-функция */
int hashFunc(int key) {
return key % capacity;
}
/* Коэффициент загрузки */
double loadFactor() {
return size / capacity;
}
/* Операция поиска */
String? get(int key) {
int index = hashFunc(key);
List<Pair> bucket = buckets[index];
// Обойти корзину; если найден key, вернуть соответствующее val
for (Pair pair in bucket) {
if (pair.key == key) {
return pair.val;
}
}
// Если key не найден, вернуть null
return null;
}
/* Операция добавления */
void put(int key, String val) {
// Когда коэффициент загрузки превышает порог, выполнить расширение
if (loadFactor() > loadThres) {
extend();
}
int index = hashFunc(key);
List<Pair> bucket = buckets[index];
// Обойти корзину; если встретился указанный key, обновить соответствующее val и вернуть
for (Pair pair in bucket) {
if (pair.key == key) {
pair.val = val;
return;
}
}
// Если такого key нет, добавить пару ключ-значение в конец
Pair pair = Pair(key, val);
bucket.add(pair);
size++;
}
/* Операция удаления */
void remove(int key) {
int index = hashFunc(key);
List<Pair> bucket = buckets[index];
// Обойти корзину и удалить из нее пару ключ-значение
for (Pair pair in bucket) {
if (pair.key == key) {
bucket.remove(pair);
size--;
break;
}
}
}
/* Расширить хеш-таблицу */
void extend() {
// Временно сохранить исходную хеш-таблицу
List<List<Pair>> bucketsTmp = buckets;
// Инициализация новой хеш-таблицы после расширения
capacity *= extendRatio;
buckets = List.generate(capacity, (_) => []);
size = 0;
// Перенести пары ключ-значение из исходной хеш-таблицы в новую
for (List<Pair> bucket in bucketsTmp) {
for (Pair pair in bucket) {
put(pair.key, pair.val);
}
}
}
/* Вывести хеш-таблицу */
void printHashMap() {
for (List<Pair> bucket in buckets) {
List<String> res = [];
for (Pair pair in bucket) {
res.add("${pair.key} -> ${pair.val}");
}
print(res);
}
}
}
/* Driver Code */
void main() {
/* Инициализация хеш-таблицы */
HashMapChaining map = HashMapChaining();
/* Операция добавления */
// Добавить пару (key, value) в хеш-таблицу
map.put(12836, "Сяо Ха");
map.put(15937, "Сяо Ло");
map.put(16750, "Сяо Суань");
map.put(13276, "Сяо Фа");
map.put(10583, "Сяо Я");
print("\nПосле добавления хеш-таблица имеет вид\nКлюч -> Значение");
map.printHashMap();
/* Операция поиска */
// Ввести в хеш-таблицу ключ key и получить значение value
String? name = map.get(13276);
print("\nДля номера 13276 найдено имя ${name}");
/* Операция удаления */
// Удалить пару (key, value) из хеш-таблицы
map.remove(12836);
print("\nПосле удаления 12836 хеш-таблица имеет вид\nКлюч -> Значение");
map.printHashMap();
}
@@ -0,0 +1,157 @@
/**
* File: hash_map_open_addressing.dart
* Created Time: 2023-06-25
* Author: liuyuxin (gvenusleo@gmail.com)
*/
import 'array_hash_map.dart';
/* Хеш-таблица с открытой адресацией */
class HashMapOpenAddressing {
late int _size; // Число пар ключ-значение
int _capacity = 4; // Вместимость хеш-таблицы
double _loadThres = 2.0 / 3.0; // Порог коэффициента загрузки для запуска расширения
int _extendRatio = 2; // Коэффициент расширения
late List<Pair?> _buckets; // Массив корзин
Pair _TOMBSTONE = Pair(-1, "-1"); // Удалить метку
/* Конструктор */
HashMapOpenAddressing() {
_size = 0;
_buckets = List.generate(_capacity, (index) => null);
}
/* Хеш-функция */
int hashFunc(int key) {
return key % _capacity;
}
/* Коэффициент загрузки */
double loadFactor() {
return _size / _capacity;
}
/* Найти индекс корзины, соответствующий key */
int findBucket(int key) {
int index = hashFunc(key);
int firstTombstone = -1;
// Выполнять линейное пробирование и завершить при встрече с пустой корзиной
while (_buckets[index] != null) {
// Если встретился key, вернуть соответствующий индекс корзины
if (_buckets[index]!.key == key) {
// Если ранее встретилась метка удаления, переместить пару ключ-значение на этот индекс
if (firstTombstone != -1) {
_buckets[firstTombstone] = _buckets[index];
_buckets[index] = _TOMBSTONE;
return firstTombstone; // Вернуть индекс корзины после перемещения
}
return index; // Вернуть индекс корзины
}
// Записать первую встретившуюся метку удаления
if (firstTombstone == -1 && _buckets[index] == _TOMBSTONE) {
firstTombstone = index;
}
// Вычислить индекс корзины; при выходе за конец вернуться к началу
index = (index + 1) % _capacity;
}
// Если key не существует, вернуть индекс точки добавления
return firstTombstone == -1 ? index : firstTombstone;
}
/* Операция поиска */
String? get(int key) {
// Найти индекс корзины, соответствующий key
int index = findBucket(key);
// Если пара ключ-значение найдена, вернуть соответствующее val
if (_buckets[index] != null && _buckets[index] != _TOMBSTONE) {
return _buckets[index]!.val;
}
// Если пары ключ-значение не существует, вернуть null
return null;
}
/* Операция добавления */
void put(int key, String val) {
// Когда коэффициент загрузки превышает порог, выполнить расширение
if (loadFactor() > _loadThres) {
extend();
}
// Найти индекс корзины, соответствующий key
int index = findBucket(key);
// Если пара ключ-значение найдена, перезаписать val и вернуть
if (_buckets[index] != null && _buckets[index] != _TOMBSTONE) {
_buckets[index]!.val = val;
return;
}
// Если пары ключ-значение нет, добавить ее
_buckets[index] = new Pair(key, val);
_size++;
}
/* Операция удаления */
void remove(int key) {
// Найти индекс корзины, соответствующий key
int index = findBucket(key);
// Если пара ключ-значение найдена, заменить ее меткой удаления
if (_buckets[index] != null && _buckets[index] != _TOMBSTONE) {
_buckets[index] = _TOMBSTONE;
_size--;
}
}
/* Расширить хеш-таблицу */
void extend() {
// Временно сохранить исходную хеш-таблицу
List<Pair?> bucketsTmp = _buckets;
// Инициализация новой хеш-таблицы после расширения
_capacity *= _extendRatio;
_buckets = List.generate(_capacity, (index) => null);
_size = 0;
// Перенести пары ключ-значение из исходной хеш-таблицы в новую
for (Pair? pair in bucketsTmp) {
if (pair != null && pair != _TOMBSTONE) {
put(pair.key, pair.val);
}
}
}
/* Вывести хеш-таблицу */
void printHashMap() {
for (Pair? pair in _buckets) {
if (pair == null) {
print("null");
} else if (pair == _TOMBSTONE) {
print("TOMBSTONE");
} else {
print("${pair.key} -> ${pair.val}");
}
}
}
}
/* Driver Code */
void main() {
/* Инициализация хеш-таблицы */
HashMapOpenAddressing map = HashMapOpenAddressing();
/* Операция добавления */
// Добавить пару (key, value) в хеш-таблицу
map.put(12836, "Сяо Ха");
map.put(15937, "Сяо Ло");
map.put(16750, "Сяо Суань");
map.put(13276, "Сяо Фа");
map.put(10583, "Сяо Я");
print("\nПосле добавления хеш-таблица имеет вид\nКлюч -> Значение");
map.printHashMap();
/* Операция поиска */
// Ввести в хеш-таблицу ключ key и получить значение value
String? name = map.get(13276);
print("\nДля номера 13276 найдено имя $name");
/* Операция удаления */
// Удалить пару (key, value) из хеш-таблицы
map.remove(16750);
print("\nПосле удаления 16750 хеш-таблица имеет вид\nКлюч -> Значение");
map.printHashMap();
}
@@ -0,0 +1,62 @@
/**
* File: simple_hash.dart
* Created Time: 2023-06-25
* Author: liuyuxin (gvenusleo@gmail.com)
*/
/* Аддитивное хеширование */
int addHash(String key) {
int hash = 0;
final int MODULUS = 1000000007;
for (int i = 0; i < key.length; i++) {
hash = (hash + key.codeUnitAt(i)) % MODULUS;
}
return hash;
}
/* Мультипликативное хеширование */
int mulHash(String key) {
int hash = 0;
final int MODULUS = 1000000007;
for (int i = 0; i < key.length; i++) {
hash = (31 * hash + key.codeUnitAt(i)) % MODULUS;
}
return hash;
}
/* XOR-хеширование */
int xorHash(String key) {
int hash = 0;
final int MODULUS = 1000000007;
for (int i = 0; i < key.length; i++) {
hash ^= key.codeUnitAt(i);
}
return hash & MODULUS;
}
/* Хеширование с циклическим сдвигом */
int rotHash(String key) {
int hash = 0;
final int MODULUS = 1000000007;
for (int i = 0; i < key.length; i++) {
hash = ((hash << 4) ^ (hash >> 28) ^ key.codeUnitAt(i)) % MODULUS;
}
return hash;
}
/* Dirver Code */
void main() {
String key = "Hello Algo";
int hash = addHash(key);
print("Хеш-сумма сложением = $hash");
hash = mulHash(key);
print("Хеш-сумма умножением = $hash");
hash = xorHash(key);
print("Хеш-сумма XOR = $hash");
hash = rotHash(key);
print("Хеш-сумма с циклическим сдвигом = $hash");
}
+151
View File
@@ -0,0 +1,151 @@
/**
* File: my_heap.dart
* Created Time: 2023-04-09
* Author: liuyuxin (gvenusleo@gmail.com)
*/
import '../utils/print_util.dart';
/* Максимальная куча */
class MaxHeap {
late List<int> _maxHeap;
/* Конструктор, строящий кучу по входному списку */
MaxHeap(List<int> nums) {
// Добавить элементы списка в кучу без изменений
_maxHeap = nums;
// Выполнить heapify для всех узлов, кроме листовых
for (int i = _parent(size() - 1); i >= 0; i--) {
siftDown(i);
}
}
/* Получить индекс левого дочернего узла */
int _left(int i) {
return 2 * i + 1;
}
/* Получить индекс правого дочернего узла */
int _right(int i) {
return 2 * i + 2;
}
/* Получить индекс родительского узла */
int _parent(int i) {
return (i - 1) ~/ 2; // Округление вниз при делении
}
/* Поменять элементы местами */
void _swap(int i, int j) {
int tmp = _maxHeap[i];
_maxHeap[i] = _maxHeap[j];
_maxHeap[j] = tmp;
}
/* Получение размера кучи */
int size() {
return _maxHeap.length;
}
/* Проверка, пуста ли куча */
bool isEmpty() {
return size() == 0;
}
/* Доступ к элементу на вершине кучи */
int peek() {
return _maxHeap[0];
}
/* Добавление элемента в кучу */
void push(int val) {
// Добавление узла
_maxHeap.add(val);
// Просеивание снизу вверх
siftUp(size() - 1);
}
/* Начиная с узла i, выполнить просеивание снизу вверх */
void siftUp(int i) {
while (true) {
// Получение родительского узла для узла i
int p = _parent(i);
// Завершить heapify, когда «корневой узел уже пройден» или «узел не требует исправления»
if (p < 0 || _maxHeap[i] <= _maxHeap[p]) {
break;
}
// Поменять два узла местами
_swap(i, p);
// Циклическое просеивание вверх
i = p;
}
}
/* Извлечение элемента из кучи */
int pop() {
// Обработка пустого случая
if (isEmpty()) throw Exception('куча пуста');
// Поменять корневой узел с самым правым листом местами (поменять первый и последний элементы)
_swap(0, size() - 1);
// Удаление узла
int val = _maxHeap.removeLast();
// Просеивание сверху вниз
siftDown(0);
// Вернуть элемент с вершины кучи
return val;
}
/* Начиная с узла i, выполнить просеивание сверху вниз */
void siftDown(int i) {
while (true) {
// Определить узел с максимальным значением среди i, l и r и обозначить его как ma
int l = _left(i);
int r = _right(i);
int ma = i;
if (l < size() && _maxHeap[l] > _maxHeap[ma]) ma = l;
if (r < size() && _maxHeap[r] > _maxHeap[ma]) ma = r;
// Если узел i уже максимален или индексы l и r вне границ, дальнейшее просеивание не требуется, выйти
if (ma == i) break;
// Поменять два узла местами
_swap(i, ma);
// Циклическое просеивание вниз
i = ma;
}
}
/* Вывести кучу (двоичное дерево) */
void print() {
printHeap(_maxHeap);
}
}
/* Driver Code */
void main() {
/* Инициализация максимальной кучи */
MaxHeap maxHeap = MaxHeap([9, 8, 6, 6, 7, 5, 2, 1, 4, 3, 6, 2]);
print("\nПосле построения кучи из входного списка");
maxHeap.print();
/* Получение элемента с вершины кучи */
int peek = maxHeap.peek();
print("\nЭлемент на вершине кучи = $peek");
/* Добавление элемента в кучу */
int val = 7;
maxHeap.push(val);
print("\nПосле добавления элемента $val в кучу");
maxHeap.print();
/* Извлечение элемента с вершины кучи */
peek = maxHeap.pop();
print("\nПосле извлечения элемента вершины кучи $peek");
maxHeap.print();
/* Получение размера кучи */
int size = maxHeap.size();
print("\nКоличество элементов в куче = $size");
/* Проверка, пуста ли куча */
bool isEmpty = maxHeap.isEmpty();
print("\nПуста ли куча: $isEmpty");
}
+150
View File
@@ -0,0 +1,150 @@
/**
* File: top_k.dart
* Created Time: 2023-08-15
* Author: liuyuxin (gvenusleo@gmail.com)
*/
import '../utils/print_util.dart';
/* Найти k наибольших элементов массива с помощью кучи */
MinHeap topKHeap(List<int> nums, int k) {
// Инициализировать минимальную кучу, поместив в нее первые k элементов массива
MinHeap heap = MinHeap(nums.sublist(0, k));
// Начиная с элемента k+1, поддерживать длину кучи равной k
for (int i = k; i < nums.length; i++) {
// Если текущий элемент больше элемента на вершине кучи, извлечь вершину кучи и добавить текущий элемент в кучу
if (nums[i] > heap.peek()) {
heap.pop();
heap.push(nums[i]);
}
}
return heap;
}
/* Driver Code */
void main() {
List<int> nums = [1, 7, 6, 3, 2];
int k = 3;
MinHeap res = topKHeap(nums, k);
print("Наибольшие $k элементов");
res.print();
}
/* Минимальная куча */
class MinHeap {
late List<int> _minHeap;
/* Конструктор, строящий кучу по входному списку */
MinHeap(List<int> nums) {
// Добавить элементы списка в кучу без изменений
_minHeap = nums;
// Выполнить heapify для всех узлов, кроме листовых
for (int i = _parent(size() - 1); i >= 0; i--) {
siftDown(i);
}
}
/* Вернуть элементы в куче */
List<int> getHeap() {
return _minHeap;
}
/* Получить индекс левого дочернего узла */
int _left(int i) {
return 2 * i + 1;
}
/* Получить индекс правого дочернего узла */
int _right(int i) {
return 2 * i + 2;
}
/* Получить индекс родительского узла */
int _parent(int i) {
return (i - 1) ~/ 2; // Округление вниз при делении
}
/* Поменять элементы местами */
void _swap(int i, int j) {
int tmp = _minHeap[i];
_minHeap[i] = _minHeap[j];
_minHeap[j] = tmp;
}
/* Получение размера кучи */
int size() {
return _minHeap.length;
}
/* Проверка, пуста ли куча */
bool isEmpty() {
return size() == 0;
}
/* Доступ к элементу на вершине кучи */
int peek() {
return _minHeap[0];
}
/* Добавление элемента в кучу */
void push(int val) {
// Добавление узла
_minHeap.add(val);
// Просеивание снизу вверх
siftUp(size() - 1);
}
/* Начиная с узла i, выполнить просеивание снизу вверх */
void siftUp(int i) {
while (true) {
// Получение родительского узла для узла i
int p = _parent(i);
// Завершить heapify, когда «корневой узел уже пройден» или «узел не требует исправления»
if (p < 0 || _minHeap[i] >= _minHeap[p]) {
break;
}
// Поменять два узла местами
_swap(i, p);
// Циклическое просеивание вверх
i = p;
}
}
/* Извлечение элемента из кучи */
int pop() {
// Обработка пустого случая
if (isEmpty()) throw Exception('куча пуста');
// Поменять корневой узел с самым правым листом местами (поменять первый и последний элементы)
_swap(0, size() - 1);
// Удаление узла
int val = _minHeap.removeLast();
// Просеивание сверху вниз
siftDown(0);
// Вернуть элемент с вершины кучи
return val;
}
/* Начиная с узла i, выполнить просеивание сверху вниз */
void siftDown(int i) {
while (true) {
// Определить узел с максимальным значением среди i, l и r и обозначить его как ma
int l = _left(i);
int r = _right(i);
int mi = i;
if (l < size() && _minHeap[l] < _minHeap[mi]) mi = l;
if (r < size() && _minHeap[r] < _minHeap[mi]) mi = r;
// Если узел i уже максимален или индексы l и r вне границ, дальнейшее просеивание не требуется, выйти
if (mi == i) break;
// Поменять два узла местами
_swap(i, mi);
// Циклическое просеивание вниз
i = mi;
}
}
/* Вывести кучу (двоичное дерево) */
void print() {
printHeap(_minHeap);
}
}
@@ -0,0 +1,63 @@
/**
* File: binary_search.dart
* Created Time: 2023-05-12
* Author: Jefferson (JeffersonHuang77@gmail.com)
*/
/* Бинарный поиск (двусторонне замкнутый интервал) */
int binarySearch(List<int> nums, int target) {
// Инициализировать двусторонне замкнутый интервал [0, n-1], то есть i и j указывают на первый и последний элементы массива соответственно
int i = 0, j = nums.length - 1;
// Цикл завершается, когда диапазон поиска пуст (при i > j диапазон пуст)
while (i <= j) {
int m = i + (j - i) ~/ 2; // Вычислить индекс середины m
if (nums[m] < target) {
// Это означает, что target находится в интервале [m+1, j]
i = m + 1;
} else if (nums[m] > target) {
// Это означает, что target находится в интервале [i, m-1]
j = m - 1;
} else {
// Целевой элемент найден, вернуть его индекс
return m;
}
}
// Целевой элемент не найден, вернуть -1
return -1;
}
/* Бинарный поиск (лево замкнутый, право открытый интервал) */
int binarySearchLCRO(List<int> nums, int target) {
// Инициализировать лево замкнутый, право открытый интервал [0, n), то есть i и j указывают на первый элемент массива и позицию сразу за последним элементом соответственно
int i = 0, j = nums.length;
// Цикл завершается, когда диапазон поиска пуст (при i = j диапазон пуст)
while (i < j) {
int m = i + (j - i) ~/ 2; // Вычислить индекс середины m
if (nums[m] < target) {
// Это означает, что target находится в интервале [m+1, j)
i = m + 1;
} else if (nums[m] > target) {
// Это означает, что target находится в интервале [i, m)
j = m;
} else {
// Целевой элемент найден, вернуть его индекс
return m;
}
}
// Целевой элемент не найден, вернуть -1
return -1;
}
/* Driver Code*/
void main() {
int target = 6;
final nums = [1, 3, 6, 8, 12, 15, 23, 26, 31, 35];
/* Бинарный поиск (двусторонне замкнутый интервал) */
int index = binarySearch(nums, target);
print('Индекс целевого элемента 6 = $index');
/* Бинарный поиск (лево замкнутый, право открытый интервал) */
index = binarySearchLCRO(nums, target);
print('Индекс целевого элемента 6 = $index');
}
@@ -0,0 +1,48 @@
/**
* File: binary_search_edge.dart
* Created Time: 2023-08-14
* Author: liuyuxin (gvenusleo@gmail.com)
*/
import 'binary_search_insertion.dart';
/* Бинарный поиск самого левого target */
int binarySearchLeftEdge(List<int> nums, int target) {
// Эквивалентно поиску точки вставки target
int i = binarySearchInsertion(nums, target);
// target не найден, вернуть -1
if (i == nums.length || nums[i] != target) {
return -1;
}
// Найти target и вернуть индекс i
return i;
}
/* Бинарный поиск самого правого target */
int binarySearchRightEdge(List<int> nums, int target) {
// Преобразовать задачу в поиск самого левого target + 1
int i = binarySearchInsertion(nums, target + 1);
// j указывает на самый правый target, а i — на первый элемент больше target
int j = i - 1;
// target не найден, вернуть -1
if (j == -1 || nums[j] != target) {
return -1;
}
// Найти target и вернуть индекс j
return j;
}
/* Driver Code */
void main() {
// Массив с повторяющимися элементами
List<int> nums = [1, 3, 6, 6, 6, 6, 6, 10, 12, 15];
print("\nМассив nums = $nums");
// Бинарный поиск левой и правой границы
for (int target in [6, 7]) {
int index = binarySearchLeftEdge(nums, target);
print("Индекс самого левого элемента $target равен $index");
index = binarySearchRightEdge(nums, target);
print("Индекс самого правого элемента $target равен $index");
}
}
@@ -0,0 +1,60 @@
/**
* File: binary_search_insertion.dart
* Created Time: 2023-08-14
* Author: liuyuxin (gvenusleo@gmail.com)
*/
/* Бинарный поиск точки вставки (без повторяющихся элементов) */
int binarySearchInsertionSimple(List<int> nums, int target) {
int i = 0, j = nums.length - 1; // Инициализировать двусторонне замкнутый интервал [0, n-1]
while (i <= j) {
int m = i + (j - i) ~/ 2; // Вычислить индекс середины m
if (nums[m] < target) {
i = m + 1; // target находится в интервале [m+1, j]
} else if (nums[m] > target) {
j = m - 1; // target находится в интервале [i, m-1]
} else {
return m; // Найти target и вернуть точку вставки m
}
}
// target не найден, вернуть точку вставки i
return i;
}
/* Бинарный поиск точки вставки (с повторяющимися элементами) */
int binarySearchInsertion(List<int> nums, int target) {
int i = 0, j = nums.length - 1; // Инициализировать двусторонне замкнутый интервал [0, n-1]
while (i <= j) {
int m = i + (j - i) ~/ 2; // Вычислить индекс середины m
if (nums[m] < target) {
i = m + 1; // target находится в интервале [m+1, j]
} else if (nums[m] > target) {
j = m - 1; // target находится в интервале [i, m-1]
} else {
j = m - 1; // Первый элемент меньше target находится в интервале [i, m-1]
}
}
// Вернуть точку вставки i
return i;
}
/* Driver Code */
void main() {
// Массив без повторяющихся элементов
List<int> nums = [1, 3, 6, 8, 12, 15, 23, 26, 31, 35];
print("\nМассив nums = $nums");
// Бинарный поиск точки вставки
for (int target in [6, 9]) {
int index = binarySearchInsertionSimple(nums, target);
print("Индекс позиции вставки элемента $target равен $index");
}
// Массив с повторяющимися элементами
nums = [1, 3, 6, 6, 6, 6, 6, 10, 12, 15];
print("\nМассив nums = $nums");
// Бинарный поиск точки вставки
for (int target in [2, 6, 20]) {
int index = binarySearchInsertion(nums, target);
print("Индекс позиции вставки элемента $target равен $index");
}
}
@@ -0,0 +1,54 @@
/**
* File: hashing_search.dart
* Created Time: 2023-05-12
* Author: Jefferson (JeffersonHuang77@gmail.com)
*/
import 'dart:collection';
import '../utils/list_node.dart';
/* Хеш-поиск (массив) */
int hashingSearchArray(Map<int, int> map, int target) {
// key хеш-таблицы: целевой элемент, value: индекс
// Если такого key нет в хеш-таблице, вернуть -1
if (!map.containsKey(target)) {
return -1;
}
return map[target]!;
}
/* Хеш-поиск (связный список) */
ListNode? hashingSearchLinkedList(Map<int, ListNode> map, int target) {
// key хеш-таблицы: значение целевого узла, value: объект узла
// Если такого key нет в хеш-таблице, вернуть null
if (!map.containsKey(target)) {
return null;
}
return map[target]!;
}
/* Driver Code */
void main() {
int target = 3;
/* Хеш-поиск (массив) */
List<int> nums = [1, 5, 3, 2, 4, 7, 5, 9, 10, 8];
// Инициализация хеш-таблицы
Map<int, int> map = HashMap();
for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
map.putIfAbsent(nums[i], () => i); // key: элемент, value: индекс
}
int index = hashingSearchArray(map, target);
print('Индекс целевого элемента 3 = $index');
/* Хеш-поиск (связный список) */
ListNode? head = listToLinkedList(nums);
// Инициализация хеш-таблицы
Map<int, ListNode> map1 = HashMap();
while (head != null) {
map1.putIfAbsent(head.val, () => head!); // key: значение узла, value: узел
head = head.next;
}
ListNode? node = hashingSearchLinkedList(map1, target);
print('Объект узла со значением 3 = $node');
}
@@ -0,0 +1,47 @@
/**
* File: linear_search.dart
* Created Time: 2023-05-12
* Author: Jefferson (JeffersonHuang77@gmail.com)
*/
import '../utils/list_node.dart';
/* Линейный поиск (массив) */
int linearSearchArray(List<int> nums, int target) {
// Обход массива
for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
// Целевой элемент найден, вернуть его индекс
if (nums[i] == target) {
return i;
}
}
// Целевой элемент не найден, вернуть -1
return -1;
}
/* Линейный поиск (связный список) */
ListNode? linearSearchList(ListNode? head, int target) {
// Обойти связный список
while (head != null) {
// Найти целевой узел и вернуть его
if (head.val == target) return head;
head = head.next;
}
// Целевой элемент не найден, вернуть null
return null;
}
/* Driver Code */
void main() {
int target = 3;
/* Выполнить линейный поиск в массиве */
List<int> nums = [1, 5, 3, 2, 4, 7, 5, 9, 10, 8];
int index = linearSearchArray(nums, target);
print('Индекс целевого элемента 3 = $index');
/* Выполнить линейный поиск в связном списке */
ListNode? head = listToLinkedList(nums);
ListNode? node = linearSearchList(head, target);
print('Объект узла со значением 3 = $node');
}
@@ -0,0 +1,49 @@
/**
* File: two_sum.dart
* Created Time: 2023-2-11
* Author: Jefferson (JeffersonHuang77@gmail.com)
*/
import 'dart:collection';
/* Способ 1: полный перебор */
List<int> twoSumBruteForce(List<int> nums, int target) {
int size = nums.length;
// Два вложенных цикла, временная сложность O(n^2)
for (var i = 0; i < size - 1; i++) {
for (var j = i + 1; j < size; j++) {
if (nums[i] + nums[j] == target) return [i, j];
}
}
return [0];
}
/* Способ 2: вспомогательная хеш-таблица */
List<int> twoSumHashTable(List<int> nums, int target) {
int size = nums.length;
// Вспомогательная хеш-таблица, пространственная сложность O(n)
Map<int, int> dic = HashMap();
// Один цикл, временная сложность O(n)
for (var i = 0; i < size; i++) {
if (dic.containsKey(target - nums[i])) {
return [dic[target - nums[i]]!, i];
}
dic.putIfAbsent(nums[i], () => i);
}
return [0];
}
/* Driver Code */
void main() {
// ======= Test Case =======
List<int> nums = [2, 7, 11, 15];
int target = 13;
// ====== Основной код ======
// Метод 1
List<int> res = twoSumBruteForce(nums, target);
print('Результат метода 1 res = $res');
// Метод 2
res = twoSumHashTable(nums, target);
print('Результат метода 2 res = $res');
}
@@ -0,0 +1,51 @@
/**
* File: bubble_sort.dart
* Created Time: 2023-02-14
* Author: what-is-me (whatisme@outlook.jp)
*/
/* Пузырьковая сортировка */
void bubbleSort(List<int> nums) {
// Внешний цикл: неотсортированный диапазон [0, i]
for (int i = nums.length - 1; i > 0; i--) {
// Внутренний цикл: переместить максимальный элемент неотсортированного диапазона [0, i] в его правый конец
for (int j = 0; j < i; j++) {
if (nums[j] > nums[j + 1]) {
// Поменять местами nums[j] и nums[j + 1]
int tmp = nums[j];
nums[j] = nums[j + 1];
nums[j + 1] = tmp;
}
}
}
}
/* Пузырьковая сортировка (оптимизация флагом) */
void bubbleSortWithFlag(List<int> nums) {
// Внешний цикл: неотсортированный диапазон [0, i]
for (int i = nums.length - 1; i > 0; i--) {
bool flag = false; // Инициализировать флаг
// Внутренний цикл: переместить максимальный элемент неотсортированного диапазона [0, i] в его правый конец
for (int j = 0; j < i; j++) {
if (nums[j] > nums[j + 1]) {
// Поменять местами nums[j] и nums[j + 1]
int tmp = nums[j];
nums[j] = nums[j + 1];
nums[j + 1] = tmp;
flag = true; // Записать обмен элементов
}
}
if (!flag) break; // На этой итерации «всплытия» не было ни одного обмена, сразу выйти
}
}
/* Driver Code */
void main() {
List<int> nums = [4, 1, 3, 1, 5, 2];
bubbleSort(nums);
print("После пузырьковой сортировки nums = $nums");
List<int> nums1 = [4, 1, 3, 1, 5, 2];
bubbleSortWithFlag(nums1);
print("После пузырьковой сортировки nums1 = $nums1");
}
@@ -0,0 +1,39 @@
/**
* File: bucket_sort.dart
* Created Time: 2023-05-12
* Author: Jefferson (JeffersonHuang77@gmail.com)
*/
/* Сортировка корзинами */
void bucketSort(List<double> nums) {
// Инициализировать k = n/2 корзин, предполагая распределение 2 элементов в каждую корзину
int k = nums.length ~/ 2;
List<List<double>> buckets = List.generate(k, (index) => []);
// 1. Распределить элементы массива по корзинам
for (double _num in nums) {
// Входные данные находятся в диапазоне [0, 1), используем _num * k для отображения в диапазон индексов [0, k-1]
int i = (_num * k).toInt();
// Добавить _num в корзину bucket_idx
buckets[i].add(_num);
}
// 2. Выполнить сортировку внутри каждой корзины
for (List<double> bucket in buckets) {
bucket.sort();
}
// 3. Обойти корзины и объединить результаты
int i = 0;
for (List<double> bucket in buckets) {
for (double _num in bucket) {
nums[i++] = _num;
}
}
}
/* Driver Code*/
void main() {
// Пусть входные данные — числа с плавающей точкой из диапазона [0, 1)
final nums = [0.49, 0.96, 0.82, 0.09, 0.57, 0.43, 0.91, 0.75, 0.15, 0.37];
bucketSort(nums);
print('После сортировки корзинами nums = $nums');
}
@@ -0,0 +1,72 @@
/**
* File: counting_sort.dart
* Created Time: 2023-05-12
* Author: Jefferson (JeffersonHuang77@gmail.com)
*/
import 'dart:math';
/* Сортировка подсчетом */
// Простая реализация, не подходит для сортировки объектов
void countingSortNaive(List<int> nums) {
// 1. Найти максимальный элемент массива m
int m = 0;
for (int _num in nums) {
m = max(m, _num);
}
// 2. Подсчитать число появлений каждой цифры
// counter[_num] обозначает число появлений _num
List<int> counter = List.filled(m + 1, 0);
for (int _num in nums) {
counter[_num]++;
}
// 3. Обойти counter и заполнить исходный массив nums элементами
int i = 0;
for (int _num = 0; _num < m + 1; _num++) {
for (int j = 0; j < counter[_num]; j++, i++) {
nums[i] = _num;
}
}
}
/* Сортировка подсчетом */
// Полная реализация, позволяет сортировать объекты и является стабильной сортировкой
void countingSort(List<int> nums) {
// 1. Найти максимальный элемент массива m
int m = 0;
for (int _num in nums) {
m = max(m, _num);
}
// 2. Подсчитать число появлений каждой цифры
// counter[_num] обозначает число появлений _num
List<int> counter = List.filled(m + 1, 0);
for (int _num in nums) {
counter[_num]++;
}
// 3. Вычислить префиксные суммы counter и преобразовать «число появлений» в «конечный индекс»
// То есть counter[_num]-1 — это индекс последнего появления _num в res
for (int i = 0; i < m; i++) {
counter[i + 1] += counter[i];
}
// 4. Обойти nums в обратном порядке и поместить элементы в результирующий массив res
// Инициализировать массив res для хранения результата
int n = nums.length;
List<int> res = List.filled(n, 0);
for (int i = n - 1; i >= 0; i--) {
int _num = nums[i];
res[counter[_num] - 1] = _num; // Поместить _num по соответствующему индексу
counter[_num]--; // Уменьшить префиксную сумму на 1, чтобы получить индекс следующего размещения _num
}
// Перезаписать исходный массив nums массивом результата res
nums.setAll(0, res);
}
/* Driver Code*/
void main() {
final nums = [1, 0, 1, 2, 0, 4, 0, 2, 2, 4];
countingSortNaive(nums);
print('После сортировки подсчетом (объекты не поддерживаются) nums = $nums');
final nums1 = [1, 0, 1, 2, 0, 4, 0, 2, 2, 4];
countingSort(nums1);
print('После сортировки подсчетом nums1 = $nums1');
}
@@ -0,0 +1,49 @@
/**
* File: heap_sort.dart
* Created Time: 2023-06-01
* Author: liuyuxin (gvenusleo@gmail.com)
*/
/* Длина кучи равна n; начиная с узла i, выполнить просеивание сверху вниз */
void siftDown(List<int> nums, int n, int i) {
while (true) {
// Определить узел с максимальным значением среди i, l и r и обозначить его как ma
int l = 2 * i + 1;
int r = 2 * i + 2;
int ma = i;
if (l < n && nums[l] > nums[ma]) ma = l;
if (r < n && nums[r] > nums[ma]) ma = r;
// Если узел i уже максимален или индексы l и r вне границ, дальнейшее просеивание не требуется, выйти
if (ma == i) break;
// Поменять два узла местами
int temp = nums[i];
nums[i] = nums[ma];
nums[ma] = temp;
// Циклическое просеивание вниз
i = ma;
}
}
/* Сортировка кучей */
void heapSort(List<int> nums) {
// Построение кучи: выполнить heapify для всех узлов, кроме листовых
for (int i = nums.length ~/ 2 - 1; i >= 0; i--) {
siftDown(nums, nums.length, i);
}
// Извлекать максимальный элемент из кучи в течение n-1 итераций
for (int i = nums.length - 1; i > 0; i--) {
// Поменять корневой узел с самым правым листом местами (поменять первый и последний элементы)
int tmp = nums[0];
nums[0] = nums[i];
nums[i] = tmp;
// Начиная с корневого узла, выполнить просеивание сверху вниз
siftDown(nums, i, 0);
}
}
/* Driver Code */
void main() {
List<int> nums = [4, 1, 3, 1, 5, 2];
heapSort(nums);
print("После сортировки кучей nums = $nums");
}
@@ -0,0 +1,26 @@
/**
* File: insertion_sort.dart
* Created Time: 2023-02-14
* Author: what-is-me (whatisme@outlook.jp)
*/
/* Сортировка вставками */
void insertionSort(List<int> nums) {
// Внешний цикл: отсортированный диапазон [0, i-1]
for (int i = 1; i < nums.length; i++) {
int base = nums[i], j = i - 1;
// Внутренний цикл: вставить base в правильную позицию отсортированного диапазона [0, i-1]
while (j >= 0 && nums[j] > base) {
nums[j + 1] = nums[j]; // Сдвинуть nums[j] на одну позицию вправо
j--;
}
nums[j + 1] = base; // Поместить base в правильную позицию
}
}
/* Driver Code */
void main() {
List<int> nums = [4, 1, 3, 1, 5, 2];
insertionSort(nums);
print("После сортировки вставками nums = $nums");
}
@@ -0,0 +1,52 @@
/**
* File: merge_sort.dart
* Created Time: 2023-02-14
* Author: what-is-me (whatisme@outlook.jp)
*/
/* Объединить левый и правый подмассивы */
void merge(List<int> nums, int left, int mid, int right) {
// Диапазон левого подмассива: [left, mid], диапазон правого подмассива: [mid+1, right]
// Создать временный массив tmp для хранения результата слияния
List<int> tmp = List.filled(right - left + 1, 0);
// Инициализировать начальные индексы левого и правого подмассивов
int i = left, j = mid + 1, k = 0;
// Пока в левом и правом подмассивах еще есть элементы, сравнивать их и копировать меньший во временный массив
while (i <= mid && j <= right) {
if (nums[i] <= nums[j])
tmp[k++] = nums[i++];
else
tmp[k++] = nums[j++];
}
// Скопировать оставшиеся элементы левого и правого подмассивов во временный массив
while (i <= mid) {
tmp[k++] = nums[i++];
}
while (j <= right) {
tmp[k++] = nums[j++];
}
// Скопировать элементы временного массива tmp обратно в соответствующий диапазон исходного массива nums
for (k = 0; k < tmp.length; k++) {
nums[left + k] = tmp[k];
}
}
/* Сортировка слиянием */
void mergeSort(List<int> nums, int left, int right) {
// Условие завершения
if (left >= right) return; // Завершить рекурсию, когда длина подмассива равна 1
// Этап разбиения
int mid = left + (right - left) ~/ 2; // Вычислить середину
mergeSort(nums, left, mid); // Рекурсивно обработать левый подмассив
mergeSort(nums, mid + 1, right); // Рекурсивно обработать правый подмассив
// Этап слияния
merge(nums, left, mid, right);
}
/* Driver Code */
void main() {
/* Сортировка слиянием */
List<int> nums = [7, 3, 2, 6, 0, 1, 5, 4];
mergeSort(nums, 0, nums.length - 1);
print("После сортировки слиянием nums = $nums");
}
@@ -0,0 +1,145 @@
/**
* File: quick_sort.dart
* Created Time: 2023-02-14
* Author: what-is-me (whatisme@outlook.jp)
*/
/* Класс быстрой сортировки */
class QuickSort {
/* Обмен элементов */
static void _swap(List<int> nums, int i, int j) {
int tmp = nums[i];
nums[i] = nums[j];
nums[j] = tmp;
}
/* Разбиение с опорными указателями */
static int _partition(List<int> nums, int left, int right) {
// Взять nums[left] в качестве опорного элемента
int i = left, j = right;
while (i < j) {
while (i < j && nums[j] >= nums[left]) j--; // Идти справа налево в поисках первого элемента меньше опорного
while (i < j && nums[i] <= nums[left]) i++; // Идти слева направо в поисках первого элемента больше опорного
_swap(nums, i, j); // Поменять эти два элемента местами
}
_swap(nums, i, left); // Переместить опорный элемент на границу двух подмассивов
return i; // Вернуть индекс опорного элемента
}
/* Быстрая сортировка */
static void quickSort(List<int> nums, int left, int right) {
// Завершить рекурсию, когда длина подмассива равна 1
if (left >= right) return;
// Разбиение с опорными указателями
int pivot = _partition(nums, left, right);
// Рекурсивно обработать левый и правый подмассивы
quickSort(nums, left, pivot - 1);
quickSort(nums, pivot + 1, right);
}
}
/* Класс быстрой сортировки (оптимизация медианным опорным элементом) */
class QuickSortMedian {
/* Обмен элементов */
static void _swap(List<int> nums, int i, int j) {
int tmp = nums[i];
nums[i] = nums[j];
nums[j] = tmp;
}
/* Выбрать медиану из трех кандидатов */
static int _medianThree(List<int> nums, int left, int mid, int right) {
int l = nums[left], m = nums[mid], r = nums[right];
if ((l <= m && m <= r) || (r <= m && m <= l))
return mid; // m находится между l и r
if ((m <= l && l <= r) || (r <= l && l <= m))
return left; // l находится между m и r
return right;
}
/* Разбиение с опорными указателями (медиана трех) */
static int _partition(List<int> nums, int left, int right) {
// Выбрать медиану из трех кандидатов
int med = _medianThree(nums, left, (left + right) ~/ 2, right);
// Переместить медиану в крайний левый элемент массива
_swap(nums, left, med);
// Взять nums[left] в качестве опорного элемента
int i = left, j = right;
while (i < j) {
while (i < j && nums[j] >= nums[left]) j--; // Идти справа налево в поисках первого элемента меньше опорного
while (i < j && nums[i] <= nums[left]) i++; // Идти слева направо в поисках первого элемента больше опорного
_swap(nums, i, j); // Поменять эти два элемента местами
}
_swap(nums, i, left); // Переместить опорный элемент на границу двух подмассивов
return i; // Вернуть индекс опорного элемента
}
/* Быстрая сортировка */
static void quickSort(List<int> nums, int left, int right) {
// Завершить рекурсию, когда длина подмассива равна 1
if (left >= right) return;
// Разбиение с опорными указателями
int pivot = _partition(nums, left, right);
// Рекурсивно обработать левый и правый подмассивы
quickSort(nums, left, pivot - 1);
quickSort(nums, pivot + 1, right);
}
}
/* Класс быстрой сортировки (оптимизация глубины рекурсии) */
class QuickSortTailCall {
/* Обмен элементов */
static void _swap(List<int> nums, int i, int j) {
int tmp = nums[i];
nums[i] = nums[j];
nums[j] = tmp;
}
/* Разбиение с опорными указателями */
static int _partition(List<int> nums, int left, int right) {
// Взять nums[left] в качестве опорного элемента
int i = left, j = right;
while (i < j) {
while (i < j && nums[j] >= nums[left]) j--; // Идти справа налево в поисках первого элемента меньше опорного
while (i < j && nums[i] <= nums[left]) i++; // Идти слева направо в поисках первого элемента больше опорного
_swap(nums, i, j); // Поменять эти два элемента местами
}
_swap(nums, i, left); // Переместить опорный элемент на границу двух подмассивов
return i; // Вернуть индекс опорного элемента
}
/* Быстрая сортировка (оптимизация глубины рекурсии) */
static void quickSort(List<int> nums, int left, int right) {
// Завершить, когда длина подмассива равна 1
while (left < right) {
// Операция разбиения с опорными указателями
int pivot = _partition(nums, left, right);
// Выполнить быструю сортировку для более короткого из двух подмассивов
if (pivot - left < right - pivot) {
quickSort(nums, left, pivot - 1); // Рекурсивно отсортировать левый подмассив
left = pivot + 1; // Оставшийся неотсортированный диапазон: [pivot + 1, right]
} else {
quickSort(nums, pivot + 1, right); // Рекурсивно отсортировать правый подмассив
right = pivot - 1; // Оставшийся неотсортированный диапазон: [left, pivot - 1]
}
}
}
}
/* Driver Code */
void main() {
/* Быстрая сортировка */
List<int> nums = [2, 4, 1, 0, 3, 5];
QuickSort.quickSort(nums, 0, nums.length - 1);
print("После быстрой сортировки nums = $nums");
/* Быстрая сортировка (оптимизация медианным опорным элементом) */
List<int> nums1 = [2, 4, 1, 0, 3, 5];
QuickSortMedian.quickSort(nums1, 0, nums1.length - 1);
print("После быстрой сортировки (оптимизация медианным опорным элементом) nums1 = $nums1");
/* Быстрая сортировка (оптимизация глубины рекурсии) */
List<int> nums2 = [2, 4, 1, 0, 3, 5];
QuickSortTailCall.quickSort(nums2, 0, nums2.length - 1);
print("После быстрой сортировки (оптимизация глубины рекурсии) nums2 = $nums2");
}
@@ -0,0 +1,71 @@
/**
* File: radix_sort.dart
* Created Time: 2023-02-14
* Author: what-is-me (whatisme@outlook.jp)
*/
/* Получить k-й разряд элемента _num, где exp = 10^(k-1) */
int digit(int _num, int exp) {
// Передача exp вместо k позволяет избежать повторного дорогостоящего вычисления степени
return (_num ~/ exp) % 10;
}
/* Сортировка подсчетом (сортировка по k-му разряду nums) */
void countingSortDigit(List<int> nums, int exp) {
// Разряды десятичной системы лежат в диапазоне 0~9, поэтому нужен массив корзин длины 10
List<int> counter = List<int>.filled(10, 0);
int n = nums.length;
// Подсчитать число появлений каждой цифры от 0 до 9
for (int i = 0; i < n; i++) {
int d = digit(nums[i], exp); // Получить k-й разряд nums[i], обозначив его как d
counter[d]++; // Подсчитать число появлений цифры d
}
// Вычислить префиксные суммы и преобразовать «число появлений» в «индекс массива»
for (int i = 1; i < 10; i++) {
counter[i] += counter[i - 1];
}
// Выполняя обратный проход, заполнить res элементами по статистике в корзинах
List<int> res = List<int>.filled(n, 0);
for (int i = n - 1; i >= 0; i--) {
int d = digit(nums[i], exp);
int j = counter[d] - 1; // Получить индекс j цифры d в массиве
res[j] = nums[i]; // Поместить текущий элемент по индексу j
counter[d]--; // Уменьшить количество d на 1
}
// Перезаписать исходный массив nums результатом
for (int i = 0; i < n; i++) nums[i] = res[i];
}
/* Поразрядная сортировка */
void radixSort(List<int> nums) {
// Получить максимальный элемент массива, чтобы определить максимальное число разрядов
// В dart длина int составляет 64 бита
int m = -1 << 63;
for (int _num in nums) if (_num > m) m = _num;
// Проходить разряды от младшего к старшему
for (int exp = 1; exp <= m; exp *= 10)
// Выполнить сортировку подсчетом по k-му разряду элементов массива
// k = 1 -> exp = 1
// k = 2 -> exp = 10
// то есть exp = 10^(k-1)
countingSortDigit(nums, exp);
}
/* Driver Code */
void main() {
// Поразрядная сортировка
List<int> nums = [
10546151,
35663510,
42865989,
34862445,
81883077,
88906420,
72429244,
30524779,
82060337,
63832996
];
radixSort(nums);
print("После поразрядной сортировки nums = $nums");
}
@@ -0,0 +1,29 @@
/**
* File: selection_sort.dart
* Created Time: 2023-06-01
* Author: liuyuxin (gvenusleo@gmail.com)
*/
/* Сортировка выбором */
void selectionSort(List<int> nums) {
int n = nums.length;
// Внешний цикл: неотсортированный диапазон [i, n-1]
for (int i = 0; i < n - 1; i++) {
// Внутренний цикл: найти минимальный элемент в неотсортированном диапазоне
int k = i;
for (int j = i + 1; j < n; j++) {
if (nums[j] < nums[k]) k = j; // Записать индекс минимального элемента
}
// Поменять этот минимальный элемент местами с первым элементом неотсортированного диапазона
int temp = nums[i];
nums[i] = nums[k];
nums[k] = temp;
}
}
/* Driver Code */
void main() {
List<int> nums = [4, 1, 3, 1, 5, 2];
selectionSort(nums);
print("После сортировки выбором nums = $nums");
}
@@ -0,0 +1,146 @@
/**
* File: array_deque.dart
* Created Time: 2023-03-28
* Author: liuyuxin (gvenusleo@gmail.com)
*/
/* Двусторонняя очередь на основе кольцевого массива */
class ArrayDeque {
late List<int> _nums; // Массив для хранения элементов двусторонней очереди
late int _front; // Указатель head, указывающий на первый элемент очереди
late int _queSize; // Длина двусторонней очереди
/* Конструктор */
ArrayDeque(int capacity) {
this._nums = List.filled(capacity, 0);
this._front = this._queSize = 0;
}
/* Получить вместимость двусторонней очереди */
int capacity() {
return _nums.length;
}
/* Получение длины двусторонней очереди */
int size() {
return _queSize;
}
/* Проверка, пуста ли двусторонняя очередь */
bool isEmpty() {
return _queSize == 0;
}
/* Вычислить индекс в кольцевом массиве */
int index(int i) {
// С помощью операции взятия по модулю соединить начало и конец массива
// Когда i выходит за конец массива, он возвращается в начало
// Когда i выходит за начало массива, он возвращается в конец
return (i + capacity()) % capacity();
}
/* Добавление в голову очереди */
void pushFirst(int _num) {
if (_queSize == capacity()) {
throw Exception("Двусторонняя очередь заполнена");
}
// Указатель головы сместить влево на одну позицию
// С помощью операции взятия остатка реализовать возврат _front к хвосту после выхода за начало массива
_front = index(_front - 1);
// Добавить _num в голову очереди
_nums[_front] = _num;
_queSize++;
}
/* Добавление в хвост очереди */
void pushLast(int _num) {
if (_queSize == capacity()) {
throw Exception("Двусторонняя очередь заполнена");
}
// Вычислить указатель хвоста, указывающий на индекс хвоста + 1
int rear = index(_front + _queSize);
// Добавить _num в хвост очереди
_nums[rear] = _num;
_queSize++;
}
/* Извлечение из головы очереди */
int popFirst() {
int _num = peekFirst();
// Указатель головы сместить вправо на одну позицию
_front = index(_front + 1);
_queSize--;
return _num;
}
/* Извлечение из хвоста очереди */
int popLast() {
int _num = peekLast();
_queSize--;
return _num;
}
/* Доступ к элементу в начале очереди */
int peekFirst() {
if (isEmpty()) {
throw Exception("двусторонняя очередь пуста");
}
return _nums[_front];
}
/* Доступ к элементу в конце очереди */
int peekLast() {
if (isEmpty()) {
throw Exception("двусторонняя очередь пуста");
}
// Вычислить индекс хвостового элемента
int last = index(_front + _queSize - 1);
return _nums[last];
}
/* Вернуть массив для вывода */
List<int> toArray() {
// Преобразовывать только элементы списка в пределах фактической длины
List<int> res = List.filled(_queSize, 0);
for (int i = 0, j = _front; i < _queSize; i++, j++) {
res[i] = _nums[index(j)];
}
return res;
}
}
/* Driver Code */
void main() {
/* Инициализация двусторонней очереди */
final ArrayDeque deque = ArrayDeque(10);
deque.pushLast(3);
deque.pushLast(2);
deque.pushLast(5);
print("Двусторонняя очередь deque = ${deque.toArray()}");
/* Доступ к элементу */
final int peekFirst = deque.peekFirst();
print("Первый элемент peekFirst = $peekFirst");
final int peekLast = deque.peekLast();
print("Последний элемент peekLast = $peekLast");
/* Добавление элемента в очередь */
deque.pushLast(4);
print("После добавления элемента 4 в хвост deque = ${deque.toArray()}");
deque.pushFirst(1);
print("После добавления элемента 1 в голову deque = ${deque.toArray()}");
/* Извлечение элемента из очереди */
final int popLast = deque.popLast();
print("Извлеченный из хвоста элемент = $popLast, deque после извлечения из хвоста = ${deque.toArray()}");
final int popFirst = deque.popFirst();
print("Извлеченный из головы элемент = $popFirst, deque после извлечения из головы = ${deque.toArray()}");
/* Получение длины двусторонней очереди */
final int size = deque.size();
print("Длина двусторонней очереди size = $size");
/* Проверка, пуста ли двусторонняя очередь */
final bool isEmpty = deque.isEmpty();
print("Пуста ли двусторонняя очередь = $isEmpty");
}
@@ -0,0 +1,110 @@
/**
* File: array_queue.dart
* Created Time: 2023-03-28
* Author: liuyuxin (gvenusleo@gmail.com)
*/
/* Очередь на основе кольцевого массива */
class ArrayQueue {
late List<int> _nums; // Массив для хранения элементов очереди
late int _front; // Указатель head, указывающий на первый элемент очереди
late int _queSize; // Длина очереди
ArrayQueue(int capacity) {
_nums = List.filled(capacity, 0);
_front = _queSize = 0;
}
/* Получить вместимость очереди */
int capaCity() {
return _nums.length;
}
/* Получение длины очереди */
int size() {
return _queSize;
}
/* Проверка, пуста ли очередь */
bool isEmpty() {
return _queSize == 0;
}
/* Поместить в очередь */
void push(int _num) {
if (_queSize == capaCity()) {
throw Exception("Очередь заполнена");
}
// Вычислить указатель хвоста, указывающий на индекс хвоста + 1
// С помощью операции взятия по модулю вернуть rear к началу после выхода за конец массива
int rear = (_front + _queSize) % capaCity();
// Добавить _num в хвост очереди
_nums[rear] = _num;
_queSize++;
}
/* Извлечь из очереди */
int pop() {
int _num = peek();
// Указатель head сдвигается на одну позицию назад; если он выходит за конец, то возвращается в начало массива
_front = (_front + 1) % capaCity();
_queSize--;
return _num;
}
/* Доступ к элементу в начале очереди */
int peek() {
if (isEmpty()) {
throw Exception("очередь пуста");
}
return _nums[_front];
}
/* Вернуть Array */
List<int> toArray() {
// Преобразовывать только элементы списка в пределах фактической длины
final List<int> res = List.filled(_queSize, 0);
for (int i = 0, j = _front; i < _queSize; i++, j++) {
res[i] = _nums[j % capaCity()];
}
return res;
}
}
/* Driver Code */
void main() {
/* Инициализация очереди */
final int capacity = 10;
final ArrayQueue queue = ArrayQueue(capacity);
/* Добавление элемента в очередь */
queue.push(1);
queue.push(3);
queue.push(2);
queue.push(5);
queue.push(4);
print("Очередь queue = ${queue.toArray()}");
/* Доступ к элементу в начале очереди */
final int peek = queue.peek();
print("Первый элемент peek = $peek");
/* Извлечение элемента из очереди */
final int pop = queue.pop();
print("Извлеченный элемент pop = $pop, queue после извлечения = ${queue.toArray()}");
/* Получить длину очереди */
final int size = queue.size();
print("Длина очереди size = $size");
/* Проверка, пуста ли очередь */
final bool isEmpty = queue.isEmpty();
print("Пуста ли очередь = $isEmpty");
/* Проверка кольцевого массива */
for (int i = 0; i < 10; i++) {
queue.push(i);
queue.pop();
print("После $i-го раунда операций enqueue и dequeue queue = ${queue.toArray()}");
}
}
@@ -0,0 +1,77 @@
/**
* File: array_stack.dart
* Created Time: 2023-03-28
* Author: liuyuxin (gvenusleo@gmail.com)
*/
/* Стек на основе массива */
class ArrayStack {
late List<int> _stack;
ArrayStack() {
_stack = [];
}
/* Получение длины стека */
int size() {
return _stack.length;
}
/* Проверка, пуст ли стек */
bool isEmpty() {
return _stack.isEmpty;
}
/* Поместить в стек */
void push(int _num) {
_stack.add(_num);
}
/* Извлечь из стека */
int pop() {
if (isEmpty()) {
throw Exception("стек пуст");
}
return _stack.removeLast();
}
/* Доступ к верхнему элементу стека */
int peek() {
if (isEmpty()) {
throw Exception("стек пуст");
}
return _stack.last;
}
/* Преобразовать стек в Array и вернуть */
List<int> toArray() => _stack;
}
/* Driver Code */
void main() {
/* Инициализация стека */
final ArrayStack stack = ArrayStack();
/* Помещение элемента в стек */
stack.push(1);
stack.push(3);
stack.push(2);
stack.push(5);
stack.push(4);
print("Стек stack = ${stack.toArray()}");
/* Доступ к верхнему элементу стека */
final int peek = stack.peek();
print("Верхний элемент peek = $peek");
/* Извлечение элемента из стека */
final int pop = stack.pop();
print("Извлеченный элемент pop = $pop, stack после извлечения = ${stack.toArray()}");
/* Получение длины стека */
final int size = stack.size();
print("Длина стека size = $size");
/* Проверка на пустоту */
final bool isEmpty = stack.isEmpty();
print("Пуст ли стек = $isEmpty");
}
@@ -0,0 +1,42 @@
/**
* File: deque.dart
* Created Time: 2023-03-28
* Author: liuyuxin (gvenusleo@gmail.com)
*/
import 'dart:collection';
void main() {
/* Инициализация двусторонней очереди */
final Queue<int> deque = Queue();
deque.addFirst(3);
deque.addLast(2);
deque.addLast(5);
print("Двусторонняя очередь deque = $deque");
/* Доступ к элементу */
final int peekFirst = deque.first;
print("Первый элемент peekFirst = $peekFirst");
final int peekLast = deque.last;
print("Последний элемент peekLast = $peekLast");
/* Добавление элемента в очередь */
deque.addLast(4);
print("После добавления элемента 4 в хвост deque = $deque");
deque.addFirst(1);
print("После добавления элемента 1 в голову deque = $deque");
/* Извлечение элемента из очереди */
final int popLast = deque.removeLast();
print("Извлеченный из хвоста элемент = $popLast, deque после извлечения из хвоста = $deque");
final int popFirst = deque.removeFirst();
print("Извлеченный из головы элемент = $popFirst, deque после извлечения из головы = $deque");
/* Получение длины двусторонней очереди */
final int size = deque.length;
print("Длина двусторонней очереди size = $size");
/* Проверка, пуста ли двусторонняя очередь */
final bool isEmpty = deque.isEmpty;
print("Пуста ли двусторонняя очередь = $isEmpty");
}
@@ -0,0 +1,167 @@
/**
* File: linkedlist_deque.dart
* Created Time: 2023-03-28
* Author: liuyuxin (gvenusleo@gmail.com)
*/
/* Узел двусвязного списка */
class ListNode {
int val; // Значение узла
ListNode? next; // Ссылка на узел-преемник
ListNode? prev; // Ссылка на узел-предшественник
ListNode(this.val, {this.next, this.prev});
}
/* Двусторонняя очередь на основе двусвязного списка */
class LinkedListDeque {
late ListNode? _front; // Головной узел _front
late ListNode? _rear; // Хвостовой узел _rear
int _queSize = 0; // Длина двусторонней очереди
LinkedListDeque() {
this._front = null;
this._rear = null;
}
/* Получить длину двусторонней очереди */
int size() {
return this._queSize;
}
/* Проверка, пуста ли двусторонняя очередь */
bool isEmpty() {
return size() == 0;
}
/* Операция добавления в очередь */
void push(int _num, bool isFront) {
final ListNode node = ListNode(_num);
if (isEmpty()) {
// Если связный список пуст, пусть _front и _rear оба указывают на node
_front = _rear = node;
} else if (isFront) {
// Операция добавления в голову очереди
// Добавить node в начало связного списка
_front!.prev = node;
node.next = _front;
_front = node; // Обновить головной узел
} else {
// Операция добавления в хвост очереди
// Добавить node в конец связного списка
_rear!.next = node;
node.prev = _rear;
_rear = node; // Обновить хвостовой узел
}
_queSize++; // Обновить длину очереди
}
/* Добавление в голову очереди */
void pushFirst(int _num) {
push(_num, true);
}
/* Добавление в хвост очереди */
void pushLast(int _num) {
push(_num, false);
}
/* Операция извлечения из очереди */
int? pop(bool isFront) {
// Если очередь пуста, сразу вернуть null
if (isEmpty()) {
return null;
}
final int val;
if (isFront) {
// Операция извлечения из головы очереди
val = _front!.val; // Временно сохранить значение головного узла
// Удалить головной узел
ListNode? fNext = _front!.next;
if (fNext != null) {
fNext.prev = null;
_front!.next = null;
}
_front = fNext; // Обновить головной узел
} else {
// Операция извлечения из хвоста очереди
val = _rear!.val; // Временно сохранить значение хвостового узла
// Удалить хвостовой узел
ListNode? rPrev = _rear!.prev;
if (rPrev != null) {
rPrev.next = null;
_rear!.prev = null;
}
_rear = rPrev; // Обновить хвостовой узел
}
_queSize--; // Обновить длину очереди
return val;
}
/* Извлечение из головы очереди */
int? popFirst() {
return pop(true);
}
/* Извлечение из хвоста очереди */
int? popLast() {
return pop(false);
}
/* Доступ к элементу в начале очереди */
int? peekFirst() {
return _front?.val;
}
/* Доступ к элементу в конце очереди */
int? peekLast() {
return _rear?.val;
}
/* Вернуть массив для вывода */
List<int> toArray() {
ListNode? node = _front;
final List<int> res = [];
for (int i = 0; i < _queSize; i++) {
res.add(node!.val);
node = node.next;
}
return res;
}
}
/* Driver Code */
void main() {
/* Инициализация двусторонней очереди */
final LinkedListDeque deque = LinkedListDeque();
deque.pushLast(3);
deque.pushLast(2);
deque.pushLast(5);
print("Двусторонняя очередь deque = ${deque.toArray()}");
/* Доступ к элементу */
int? peekFirst = deque.peekFirst();
print("Первый элемент peekFirst = $peekFirst");
int? peekLast = deque.peekLast();
print("Последний элемент peekLast = $peekLast");
/* Добавление элемента в очередь */
deque.pushLast(4);
print("После добавления элемента 4 в хвост deque = ${deque.toArray()}");
deque.pushFirst(1);
print("После добавления элемента 1 в голову deque = ${deque.toArray()}");
/* Извлечение элемента из очереди */
int? popLast = deque.popLast();
print("Извлеченный из хвоста элемент = $popLast, deque после извлечения из хвоста = ${deque.toArray()}");
int? popFirst = deque.popFirst();
print("Извлеченный из головы элемент = $popFirst, deque после извлечения из головы = ${deque.toArray()}");
/* Получение длины двусторонней очереди */
int size = deque.size();
print("Длина двусторонней очереди size = $size");
/* Проверка, пуста ли двусторонняя очередь */
bool isEmpty = deque.isEmpty();
print("Пуста ли двусторонняя очередь = $isEmpty");
}
@@ -0,0 +1,103 @@
/**
* File: linkedlist_queue.dart
* Created Time: 2023-03-28
* Author: liuyuxin (gvenusleo@gmail.com)
*/
import '../utils/list_node.dart';
/* Очередь на основе связного списка */
class LinkedListQueue {
ListNode? _front; // Головной узел _front
ListNode? _rear; // Хвостовой узел _rear
int _queSize = 0; // Длина очереди
LinkedListQueue() {
_front = null;
_rear = null;
}
/* Получение длины очереди */
int size() {
return _queSize;
}
/* Проверка, пуста ли очередь */
bool isEmpty() {
return _queSize == 0;
}
/* Поместить в очередь */
void push(int _num) {
// Добавить _num после хвостового узла
final node = ListNode(_num);
// Если очередь пуста, сделать так, чтобы и head, и tail указывали на этот узел
if (_front == null) {
_front = node;
_rear = node;
} else {
// Если очередь не пуста, добавить этот узел после хвостового узла
_rear!.next = node;
_rear = node;
}
_queSize++;
}
/* Извлечь из очереди */
int pop() {
final int _num = peek();
// Удалить головной узел
_front = _front!.next;
_queSize--;
return _num;
}
/* Доступ к элементу в начале очереди */
int peek() {
if (_queSize == 0) {
throw Exception('очередь пуста');
}
return _front!.val;
}
/* Преобразовать связный список в Array и вернуть */
List<int> toArray() {
ListNode? node = _front;
final List<int> queue = [];
while (node != null) {
queue.add(node.val);
node = node.next;
}
return queue;
}
}
/* Driver Code */
void main() {
/* Инициализация очереди */
final queue = LinkedListQueue();
/* Добавление элемента в очередь */
queue.push(1);
queue.push(3);
queue.push(2);
queue.push(5);
queue.push(4);
print("Очередь queue = ${queue.toArray()}");
/* Доступ к элементу в начале очереди */
final int peek = queue.peek();
print("Первый элемент peek = $peek");
/* Извлечение элемента из очереди */
final int pop = queue.pop();
print("Извлеченный элемент pop = $pop, queue после извлечения = ${queue.toArray()}");
/* Получение длины очереди */
final int size = queue.size();
print("Длина очереди size = $size");
/* Проверка, пуста ли очередь */
final bool isEmpty = queue.isEmpty();
print("Пуста ли очередь = $isEmpty");
}
@@ -0,0 +1,93 @@
/**
* File: linkedlist_stack.dart
* Created Time: 2023-03-27
* Author: liuyuxin (gvenusleo@gmail.com)
*/
import '../utils/list_node.dart';
/* Стек на основе класса связного списка */
class LinkedListStack {
ListNode? _stackPeek; // Использовать головной узел как вершину стека
int _stkSize = 0; // Длина стека
LinkedListStack() {
_stackPeek = null;
}
/* Получение длины стека */
int size() {
return _stkSize;
}
/* Проверка, пуст ли стек */
bool isEmpty() {
return _stkSize == 0;
}
/* Поместить в стек */
void push(int _num) {
final ListNode node = ListNode(_num);
node.next = _stackPeek;
_stackPeek = node;
_stkSize++;
}
/* Извлечь из стека */
int pop() {
final int _num = peek();
_stackPeek = _stackPeek!.next;
_stkSize--;
return _num;
}
/* Доступ к верхнему элементу стека */
int peek() {
if (_stackPeek == null) {
throw Exception("стек пуст");
}
return _stackPeek!.val;
}
/* Преобразовать связный список в List и вернуть */
List<int> toList() {
ListNode? node = _stackPeek;
List<int> list = [];
while (node != null) {
list.add(node.val);
node = node.next;
}
list = list.reversed.toList();
return list;
}
}
/* Driver Code */
void main() {
/* Инициализация стека */
final LinkedListStack stack = LinkedListStack();
/* Помещение элемента в стек */
stack.push(1);
stack.push(3);
stack.push(2);
stack.push(5);
stack.push(4);
print("Стек stack = ${stack.toList()}");
/* Доступ к верхнему элементу стека */
final int peek = stack.peek();
print("Верхний элемент peek = $peek");
/* Извлечение элемента из стека */
final int pop = stack.pop();
print("Извлеченный элемент pop = $pop, stack после извлечения = ${stack.toList()}");
/* Получение длины стека */
final int size = stack.size();
print("Длина стека size = $size");
/* Проверка на пустоту */
final bool isEmpty = stack.isEmpty();
print("Пуст ли стек = $isEmpty");
}
@@ -0,0 +1,37 @@
/**
* File: queue.dart
* Created Time: 2023-03-28
* Author: liuyuxin (gvenusleo@gmail.com)
*/
import 'dart:collection';
void main() {
/* Инициализация очереди */
// В Dart двусторонняя очередь Queue обычно рассматривается как обычная очередь
final Queue<int> queue = Queue();
/* Добавление элемента в очередь */
queue.add(1);
queue.add(3);
queue.add(2);
queue.add(5);
queue.add(4);
print("Очередь queue = $queue");
/* Доступ к элементу в начале очереди */
final int peek = queue.first;
print("Первый элемент peek = $peek");
/* Извлечение элемента из очереди */
final int pop = queue.removeFirst();
print("Извлеченный элемент pop = $pop, queue после извлечения = $queue");
/* Получить длину очереди */
final int size = queue.length;
print("Длина очереди size = $size");
/* Проверка, пуста ли очередь */
final bool isEmpty = queue.isEmpty;
print("Пуста ли очередь = $isEmpty");
}
@@ -0,0 +1,35 @@
/**
* File: stack.dart
* Created Time: 2023-03-27
* Author: liuyuxin (gvenusleo@gmail.com)
*/
void main() {
/* Инициализация стека */
// В Dart нет встроенного класса стека, поэтому List можно использовать как стек
final List<int> stack = [];
/* Помещение элемента в стек */
stack.add(1);
stack.add(3);
stack.add(2);
stack.add(5);
stack.add(4);
print("Стек stack = $stack");
/* Доступ к верхнему элементу стека */
final int peek = stack.last;
print("Верхний элемент peek = $peek");
/* Извлечение элемента из стека */
final int pop = stack.removeLast();
print("Извлеченный элемент pop = $pop, stack после извлечения = $stack");
/* Получение длины стека */
final int size = stack.length;
print("Длина стека size = $size");
/* Проверка на пустоту */
final bool isEmpty = stack.isEmpty;
print("Пуст ли стек = $isEmpty");
}
@@ -0,0 +1,152 @@
/**
* File: array_binary_tree.dart
* Created Time: 2023-08-15
* Author: liuyuxin (gvenusleo@gmail.com)
*/
import '../utils/print_util.dart';
import '../utils/tree_node.dart';
/* Класс двоичного дерева в массивном представлении */
class ArrayBinaryTree {
late List<int?> _tree;
/* Конструктор */
ArrayBinaryTree(this._tree);
/* Вместимость списка */
int size() {
return _tree.length;
}
/* Получить значение узла с индексом i */
int? val(int i) {
// Если индекс выходит за границы, вернуть null, обозначающий пустую позицию
if (i < 0 || i >= size()) {
return null;
}
return _tree[i];
}
/* Получить индекс левого дочернего узла узла с индексом i */
int? left(int i) {
return 2 * i + 1;
}
/* Получить индекс правого дочернего узла узла с индексом i */
int? right(int i) {
return 2 * i + 2;
}
/* Получить индекс родительского узла узла с индексом i */
int? parent(int i) {
return (i - 1) ~/ 2;
}
/* Обход в ширину */
List<int> levelOrder() {
List<int> res = [];
for (int i = 0; i < size(); i++) {
if (val(i) != null) {
res.add(val(i)!);
}
}
return res;
}
/* Обход в глубину */
void dfs(int i, String order, List<int?> res) {
// Если это пустая позиция, вернуть
if (val(i) == null) {
return;
}
// Предварительный обход
if (order == 'pre') {
res.add(val(i));
}
dfs(left(i)!, order, res);
// Симметричный обход
if (order == 'in') {
res.add(val(i));
}
dfs(right(i)!, order, res);
// Обратный обход
if (order == 'post') {
res.add(val(i));
}
}
/* Предварительный обход */
List<int?> preOrder() {
List<int?> res = [];
dfs(0, 'pre', res);
return res;
}
/* Симметричный обход */
List<int?> inOrder() {
List<int?> res = [];
dfs(0, 'in', res);
return res;
}
/* Обратный обход */
List<int?> postOrder() {
List<int?> res = [];
dfs(0, 'post', res);
return res;
}
}
/* Driver Code */
void main() {
// Инициализировать двоичное дерево
// Здесь используется функция, напрямую строящая двоичное дерево из массива
List<int?> arr = [
1,
2,
3,
4,
null,
6,
7,
8,
9,
null,
null,
12,
null,
null,
15
];
TreeNode? root = listToTree(arr);
print("\nИнициализация двоичного дерева\n");
print("Массивное представление двоичного дерева:");
print(arr);
print("Связное представление двоичного дерева:");
printTree(root);
// Класс двоичного дерева в массивном представлении
ArrayBinaryTree abt = ArrayBinaryTree(arr);
// Доступ к узлу
int i = 1;
int? l = abt.left(i);
int? r = abt.right(i);
int? p = abt.parent(i);
print("\nТекущий узел: индекс = $i, значение = ${abt.val(i)}");
print("Индекс левого дочернего узла = $l, значение = ${(l == null ? "null" : abt.val(l))}");
print("Индекс правого дочернего узла = $r, значение = ${(r == null ? "null" : abt.val(r))}");
print("Индекс родительского узла = $p, значение = ${(p == null ? "null" : abt.val(p))}");
// Обходить дерево
List<int?> res = abt.levelOrder();
print("\nОбход в ширину = $res");
res = abt.preOrder();
print("Предварительный обход = $res");
res = abt.inOrder();
print("Симметричный обход = $res");
res = abt.postOrder();
print("Обратный обход = $res");
}
+218
View File
@@ -0,0 +1,218 @@
/**
* File: avl_tree.dart
* Created Time: 2023-04-04
* Author: liuyuxin (gvenusleo@gmail.com)
*/
import 'dart:math';
import '../utils/print_util.dart';
import '../utils/tree_node.dart';
class AVLTree {
TreeNode? root;
/* Конструктор */
AVLTree() {
root = null;
}
/* Получить высоту узла */
int height(TreeNode? node) {
// Высота пустого узла равна -1, высота листового узла равна 0
return node == null ? -1 : node.height;
}
/* Обновить высоту узла */
void updateHeight(TreeNode? node) {
// Высота узла равна высоте более высокого поддерева + 1
node!.height = max(height(node.left), height(node.right)) + 1;
}
/* Получить коэффициент баланса */
int balanceFactor(TreeNode? node) {
// Коэффициент баланса пустого узла равен 0
if (node == null) return 0;
// Коэффициент баланса узла = высота левого поддерева - высота правого поддерева
return height(node.left) - height(node.right);
}
/* Операция правого вращения */
TreeNode? rightRotate(TreeNode? node) {
TreeNode? child = node!.left;
TreeNode? grandChild = child!.right;
// Выполнить правое вращение узла node вокруг child
child.right = node;
node.left = grandChild;
// Обновить высоту узла
updateHeight(node);
updateHeight(child);
// Вернуть корневой узел поддерева после вращения
return child;
}
/* Операция левого вращения */
TreeNode? leftRotate(TreeNode? node) {
TreeNode? child = node!.right;
TreeNode? grandChild = child!.left;
// Выполнить левое вращение узла node вокруг child
child.left = node;
node.right = grandChild;
// Обновить высоту узла
updateHeight(node);
updateHeight(child);
// Вернуть корневой узел поддерева после вращения
return child;
}
/* Выполнить вращение, чтобы снова сбалансировать поддерево */
TreeNode? rotate(TreeNode? node) {
// Получить коэффициент баланса узла node
int factor = balanceFactor(node);
// Левосторонне перекошенное дерево
if (factor > 1) {
if (balanceFactor(node!.left) >= 0) {
// Правое вращение
return rightRotate(node);
} else {
// Сначала левое вращение, затем правое
node.left = leftRotate(node.left);
return rightRotate(node);
}
}
// Правосторонне перекошенное дерево
if (factor < -1) {
if (balanceFactor(node!.right) <= 0) {
// Левое вращение
return leftRotate(node);
} else {
// Сначала правое вращение, затем левое
node.right = rightRotate(node.right);
return leftRotate(node);
}
}
// Дерево сбалансировано, вращение не требуется, вернуть сразу
return node;
}
/* Вставка узла */
void insert(int val) {
root = insertHelper(root, val);
}
/* Рекурсивная вставка узла (вспомогательный метод) */
TreeNode? insertHelper(TreeNode? node, int val) {
if (node == null) return TreeNode(val);
/* 1. Найти позицию вставки и вставить узел */
if (val < node.val)
node.left = insertHelper(node.left, val);
else if (val > node.val)
node.right = insertHelper(node.right, val);
else
return node; // Повторяющийся узел не вставлять, сразу вернуть
updateHeight(node); // Обновить высоту узла
/* 2. Выполнить вращение, чтобы снова сбалансировать поддерево */
node = rotate(node);
// Вернуть корневой узел поддерева
return node;
}
/* Удаление узла */
void remove(int val) {
root = removeHelper(root, val);
}
/* Рекурсивное удаление узла (вспомогательный метод) */
TreeNode? removeHelper(TreeNode? node, int val) {
if (node == null) return null;
/* 1. Найти узел и удалить его */
if (val < node.val)
node.left = removeHelper(node.left, val);
else if (val > node.val)
node.right = removeHelper(node.right, val);
else {
if (node.left == null || node.right == null) {
TreeNode? child = node.left ?? node.right;
// Число дочерних узлов = 0, удалить node и сразу вернуть
if (child == null)
return null;
// Число дочерних узлов = 1, удалить node напрямую
else
node = child;
} else {
// Число дочерних узлов = 2, удалить следующий по симметричному обходу узел и заменить им текущий узел
TreeNode? temp = node.right;
while (temp!.left != null) {
temp = temp.left;
}
node.right = removeHelper(node.right, temp.val);
node.val = temp.val;
}
}
updateHeight(node); // Обновить высоту узла
/* 2. Выполнить вращение, чтобы снова сбалансировать поддерево */
node = rotate(node);
// Вернуть корневой узел поддерева
return node;
}
/* Поиск узла */
TreeNode? search(int val) {
TreeNode? cur = root;
// Искать в цикле и выйти после прохода за листовой узел
while (cur != null) {
// Целевой узел находится в правом поддереве cur
if (val < cur.val)
cur = cur.left;
// Целевой узел находится в левом поддереве cur
else if (val > cur.val)
cur = cur.right;
// Целевой узел равен текущему узлу
else
break;
}
return cur;
}
}
void testInsert(AVLTree tree, int val) {
tree.insert(val);
print("\nПосле вставки узла $val AVL-дерево имеет вид");
printTree(tree.root);
}
void testRemove(AVLTree tree, int val) {
tree.remove(val);
print("\nПосле удаления узла $val AVL-дерево имеет вид");
printTree(tree.root);
}
/* Driver Code */
void main() {
/* Инициализация пустого AVL-дерева */
AVLTree avlTree = AVLTree();
/* Вставка узла */
// Обратите внимание, как AVL-дерево сохраняет баланс после вставки узла
testInsert(avlTree, 1);
testInsert(avlTree, 2);
testInsert(avlTree, 3);
testInsert(avlTree, 4);
testInsert(avlTree, 5);
testInsert(avlTree, 8);
testInsert(avlTree, 7);
testInsert(avlTree, 9);
testInsert(avlTree, 10);
testInsert(avlTree, 6);
/* Вставка повторяющегося узла */
testInsert(avlTree, 7);
/* Удаление узла */
// Обратите внимание, как AVL-дерево сохраняет баланс после удаления узла
testRemove(avlTree, 8); // Удаление узла степени 0
testRemove(avlTree, 5); // Удаление узла степени 1
testRemove(avlTree, 4); // Удаление узла степени 2
/* Поиск узла */
TreeNode? node = avlTree.search(7);
print("\nНайденный объект узла = $node, значение узла = ${node!.val}");
}
@@ -0,0 +1,153 @@
/**
* File: binary_search_tree.dart
* Created Time: 2023-04-04
* Author: liuyuxin (gvenusleo@gmail.com)
*/
import '../utils/print_util.dart';
import '../utils/tree_node.dart';
/* Двоичное дерево поиска */
class BinarySearchTree {
late TreeNode? _root;
/* Конструктор */
BinarySearchTree() {
// Инициализировать пустое дерево
_root = null;
}
/* Получить корневой узел двоичного дерева */
TreeNode? getRoot() {
return _root;
}
/* Поиск узла */
TreeNode? search(int _num) {
TreeNode? cur = _root;
// Искать в цикле и выйти после прохода за листовой узел
while (cur != null) {
// Целевой узел находится в правом поддереве cur
if (cur.val < _num)
cur = cur.right;
// Целевой узел находится в левом поддереве cur
else if (cur.val > _num)
cur = cur.left;
// Найти целевой узел и выйти из цикла
else
break;
}
// Вернуть целевой узел
return cur;
}
/* Вставка узла */
void insert(int _num) {
// Если дерево пусто, инициализировать корневой узел
if (_root == null) {
_root = TreeNode(_num);
return;
}
TreeNode? cur = _root;
TreeNode? pre = null;
// Искать в цикле и выйти после прохода за листовой узел
while (cur != null) {
// Найти повторяющийся узел и сразу вернуть
if (cur.val == _num) return;
pre = cur;
// Позиция вставки находится в правом поддереве cur
if (cur.val < _num)
cur = cur.right;
// Позиция вставки находится в левом поддереве cur
else
cur = cur.left;
}
// Вставка узла
TreeNode? node = TreeNode(_num);
if (pre!.val < _num)
pre.right = node;
else
pre.left = node;
}
/* Удаление узла */
void remove(int _num) {
// Если дерево пусто, сразу вернуть
if (_root == null) return;
TreeNode? cur = _root;
TreeNode? pre = null;
// Искать в цикле и выйти после прохода за листовой узел
while (cur != null) {
// Найти узел для удаления и выйти из цикла
if (cur.val == _num) break;
pre = cur;
// Узел для удаления находится в правом поддереве cur
if (cur.val < _num)
cur = cur.right;
// Узел для удаления находится в левом поддереве cur
else
cur = cur.left;
}
// Если удаляемого узла нет, сразу вернуть
if (cur == null) return;
// Число дочерних узлов = 0 или 1
if (cur.left == null || cur.right == null) {
// Когда число дочерних узлов = 0 / 1, child = null / этот дочерний узел
TreeNode? child = cur.left ?? cur.right;
// Удалить узел cur
if (cur != _root) {
if (pre!.left == cur)
pre.left = child;
else
pre.right = child;
} else {
// Если удаляемый узел является корнем, заново назначить корневой узел
_root = child;
}
} else {
// Число дочерних узлов = 2
// Получить следующий узел после cur в симметричном обходе
TreeNode? tmp = cur.right;
while (tmp!.left != null) {
tmp = tmp.left;
}
// Рекурсивно удалить узел tmp
remove(tmp.val);
// Перезаписать cur значением tmp
cur.val = tmp.val;
}
}
}
/* Driver Code */
void main() {
/* Инициализация двоичного дерева поиска */
BinarySearchTree bst = BinarySearchTree();
// Обратите внимание: разные порядки вставки порождают разные двоичные деревья; данная последовательность может построить совершенное двоичное дерево
List<int> nums = [8, 4, 12, 2, 6, 10, 14, 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15];
for (int _num in nums) {
bst.insert(_num);
}
print("\nИсходное двоичное дерево\n");
printTree(bst.getRoot());
/* Поиск узла */
TreeNode? node = bst.search(7);
print("\nНайденный объект узла = $node, значение узла = ${node?.val}");
/* Вставка узла */
bst.insert(16);
print("\nПосле вставки узла 16 двоичное дерево имеет вид\n");
printTree(bst.getRoot());
/* Удаление узла */
bst.remove(1);
print("\nПосле удаления узла 1 двоичное дерево имеет вид\n");
printTree(bst.getRoot());
bst.remove(2);
print("\nПосле удаления узла 2 двоичное дерево имеет вид\n");
printTree(bst.getRoot());
bst.remove(4);
print("\nПосле удаления узла 4 двоичное дерево имеет вид\n");
printTree(bst.getRoot());
}
@@ -0,0 +1,37 @@
/**
* File: binary_tree.dart
* Created Time: 2023-04-03
* Author: liuyuxin (gvenusleo@gmail.com)
*/
import '../utils/print_util.dart';
import '../utils/tree_node.dart';
void main() {
/* Инициализация двоичного дерева */
// Инициализировать узлы дерева
TreeNode n1 = TreeNode(1);
TreeNode n2 = TreeNode(2);
TreeNode n3 = TreeNode(3);
TreeNode n4 = TreeNode(4);
TreeNode n5 = TreeNode(5);
// Построить связи между узлами (указатели)
n1.left = n2;
n1.right = n3;
n2.left = n4;
n2.right = n5;
print("\nИнициализация двоичного дерева\n");
printTree(n1);
/* Вставка и удаление узлов */
TreeNode p = TreeNode(0);
// Вставить узел p между n1 -> n2
n1.left = p;
p.left = n2;
print("\nПосле вставки узла P\n");
printTree(n1);
// Удалить узел P
n1.left = n2;
print("\nПосле удаления узла P\n");
printTree(n1);
}
@@ -0,0 +1,38 @@
/**
* File: binary_tree_bfs.dart
* Created Time: 2023-04-03
* Author: liuyuxin (gvenusleo@gmai.com)
*/
import 'dart:collection';
import '../utils/print_util.dart';
import '../utils/tree_node.dart';
/* Обход в ширину */
List<int> levelOrder(TreeNode? root) {
// Инициализировать очередь и добавить корневой узел
Queue<TreeNode?> queue = Queue();
queue.add(root);
// Инициализировать список для хранения последовательности обхода
List<int> res = [];
while (queue.isNotEmpty) {
TreeNode? node = queue.removeFirst(); // Извлечение из очереди
res.add(node!.val); // Сохранить значение узла
if (node.left != null) queue.add(node.left); // Поместить левый дочерний узел в очередь
if (node.right != null) queue.add(node.right); // Поместить правый дочерний узел в очередь
}
return res;
}
/* Driver Code */
void main() {
/* Инициализация двоичного дерева */
// Здесь используется функция, напрямую строящая двоичное дерево из массива
TreeNode? root = listToTree([1, 2, 3, 4, 5, 6, 7]);
print("\nИнициализация двоичного дерева\n");
printTree(root);
// Обход в ширину
List<int> res = levelOrder(root);
print("\nПоследовательность печати узлов при обходе в ширину = $res");
}
@@ -0,0 +1,62 @@
/**
* File: binary_tree_dfs.dart
* Created Time: 2023-04-04
* Author: liuyuxin (gvenusleo@gmail.com)
*/
import '../utils/print_util.dart';
import '../utils/tree_node.dart';
// Инициализировать список для хранения последовательности обхода
List<int> list = [];
/* Предварительный обход */
void preOrder(TreeNode? node) {
if (node == null) return;
// Порядок обхода: корень -> левое поддерево -> правое поддерево
list.add(node.val);
preOrder(node.left);
preOrder(node.right);
}
/* Симметричный обход */
void inOrder(TreeNode? node) {
if (node == null) return;
// Порядок обхода: левое поддерево -> корень -> правое поддерево
inOrder(node.left);
list.add(node.val);
inOrder(node.right);
}
/* Обратный обход */
void postOrder(TreeNode? node) {
if (node == null) return;
// Порядок обхода: левое поддерево -> правое поддерево -> корень
postOrder(node.left);
postOrder(node.right);
list.add(node.val);
}
/* Driver Code */
void main() {
/* Инициализация двоичного дерева */
// Здесь используется функция, напрямую строящая двоичное дерево из массива
TreeNode? root = listToTree([1, 2, 3, 4, 5, 6, 7]);
print("\nИнициализация двоичного дерева\n");
printTree(root);
/* Предварительный обход */
list.clear();
preOrder(root);
print("\nПоследовательность печати узлов при предварительном обходе = $list");
/* Симметричный обход */
list.clear();
inOrder(root);
print("\nПоследовательность печати узлов при симметричном обходе = $list");
/* Обратный обход */
list.clear();
postOrder(root);
print("\nПоследовательность печати узлов при обратном обходе = $list");
}
+24
View File
@@ -0,0 +1,24 @@
/**
* File: list_node.dart
* Created Time: 2023-01-23
* Author: Jefferson (JeffersonHuang77@gmail.com)
*/
/* Узел связного списка */
class ListNode {
int val;
ListNode? next;
ListNode(this.val, [this.next]);
}
/* Десериализовать список в связный список */
ListNode? listToLinkedList(List<int> list) {
ListNode dum = ListNode(0);
ListNode? head = dum;
for (int val in list) {
head?.next = ListNode(val);
head = head?.next;
}
return dum.next;
}
+90
View File
@@ -0,0 +1,90 @@
/**
* File: print_util.dart
* Created Time: 2023-01-23
* Author: Jefferson (JeffersonHuang77@gmail.com)
*/
import 'dart:io';
import 'list_node.dart';
import 'tree_node.dart';
class Trunk {
Trunk? prev;
String str;
Trunk(this.prev, this.str);
}
/* Вывести матрицу (Array) */
void printMatrix(List<List<int>> matrix) {
print("[");
for (List<int> row in matrix) {
print(" $row,");
}
print("]");
}
/* Вывести связный список */
void printLinkedList(ListNode? head) {
List<String> list = [];
while (head != null) {
list.add('${head.val}');
head = head.next;
}
print(list.join(' -> '));
}
/**
* Вывести двоичное дерево
* Этот вывод дерева заимствован из TECHIE DELIGHT
* https://www.techiedelight.com/c-program-print-binary-tree/
*/
void printTree(TreeNode? root, [Trunk? prev = null, bool isRight = false]) {
if (root == null) {
return;
}
String prev_str = ' ';
Trunk trunk = Trunk(prev, prev_str);
printTree(root.right, trunk, true);
if (prev == null) {
trunk.str = '———';
} else if (isRight) {
trunk.str = '/———';
prev_str = ' |';
} else {
trunk.str = '\\———';
prev.str = prev_str;
}
showTrunks(trunk);
print(' ${root.val}');
if (prev != null) {
prev.str = prev_str;
}
trunk.str = ' |';
printTree(root.left, trunk, false);
}
void showTrunks(Trunk? p) {
if (p == null) {
return;
}
showTrunks(p.prev);
stdout.write(p.str);
}
/* Вывести кучу */
void printHeap(List<int> heap) {
print("Массивное представление кучи: $heap");
print("Древовидное представление кучи:");
TreeNode? root = listToTree(heap);
printTree(root);
}
+50
View File
@@ -0,0 +1,50 @@
/**
* File: tree_node.dart
* Created Time: 2023-2-12
* Author: Jefferson (JeffersonHuang77@gmail.com)
*/
/* Класс узла двоичного дерева */
class TreeNode {
int val; // Значение узла
int height; // Высота узла
TreeNode? left; // Ссылка на левый дочерний узел
TreeNode? right; // Ссылка на правый дочерний узел
/* Конструктор */
TreeNode(this.val, [this.height = 0, this.left, this.right]);
}
/* Десериализовать список в двоичное дерево: рекурсия */
TreeNode? listToTreeDFS(List<int?> arr, int i) {
if (i < 0 || i >= arr.length || arr[i] == null) {
return null;
}
TreeNode? root = TreeNode(arr[i]!);
root.left = listToTreeDFS(arr, 2 * i + 1);
root.right = listToTreeDFS(arr, 2 * i + 2);
return root;
}
/* Десериализовать список в двоичное дерево */
TreeNode? listToTree(List<int?> arr) {
return listToTreeDFS(arr, 0);
}
/* Сериализовать двоичное дерево в список: рекурсия */
void treeToListDFS(TreeNode? root, int i, List<int?> res) {
if (root == null) return;
while (i >= res.length) {
res.add(null);
}
res[i] = root.val;
treeToListDFS(root.left, 2 * i + 1, res);
treeToListDFS(root.right, 2 * i + 2, res);
}
/* Сериализовать двоичное дерево в список */
List<int?> treeToList(TreeNode? root) {
List<int?> res = [];
treeToListDFS(root, 0, res);
return res;
}
+29
View File
@@ -0,0 +1,29 @@
/**
* File: Vertex.dart
* Created Time: 2023-05-15
* Author: liuyuxin (gvenusleo@gmail.com)
*/
/* Класс вершины */
class Vertex {
int val;
Vertex(this.val);
/* На вход подается список значений vals, на выходе возвращается список вершин vets */
static List<Vertex> valsToVets(List<int> vals) {
List<Vertex> vets = [];
for (int i in vals) {
vets.add(Vertex(i));
}
return vets;
}
/* На вход подается список вершин vets, на выходе возвращается список значений vals */
static List<int> vetsToVals(List<Vertex> vets) {
List<int> vals = [];
for (Vertex vet in vets) {
vals.add(vet.val);
}
return vals;
}
}