mirror of
https://github.com/krahets/hello-algo.git
synced 2026-07-04 03:34:21 +00:00
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
@@ -0,0 +1,76 @@
|
||||
/**
|
||||
* File: iteration.java
|
||||
* Created Time: 2023-08-24
|
||||
* Author: krahets (krahets@163.com)
|
||||
*/
|
||||
|
||||
package chapter_computational_complexity;
|
||||
|
||||
public class iteration {
|
||||
/* Цикл for */
|
||||
static 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 */
|
||||
static 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) */
|
||||
static 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 */
|
||||
static String nestedForLoop(int n) {
|
||||
StringBuilder res = new StringBuilder();
|
||||
// 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.append("(" + i + ", " + j + "), ");
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
return res.toString();
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* Driver Code */
|
||||
public static void main(String[] args) {
|
||||
int n = 5;
|
||||
int res;
|
||||
|
||||
res = forLoop(n);
|
||||
System.out.println("\nРезультат суммирования в цикле for res = " + res);
|
||||
|
||||
res = whileLoop(n);
|
||||
System.out.println("\nРезультат суммирования в цикле while res = " + res);
|
||||
|
||||
res = whileLoopII(n);
|
||||
System.out.println("\nРезультат суммирования в цикле while (двойное обновление) res = " + res);
|
||||
|
||||
String resStr = nestedForLoop(n);
|
||||
System.out.println("\nРезультат обхода в двойном цикле for " + resStr);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
@@ -0,0 +1,79 @@
|
||||
/**
|
||||
* File: recursion.java
|
||||
* Created Time: 2023-08-24
|
||||
* Author: krahets (krahets@163.com)
|
||||
*/
|
||||
|
||||
package chapter_computational_complexity;
|
||||
|
||||
import java.util.Stack;
|
||||
|
||||
public class recursion {
|
||||
/* Рекурсия */
|
||||
static 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 */
|
||||
static int forLoopRecur(int n) {
|
||||
// Использовать явный стек для имитации системного стека вызовов
|
||||
Stack<Integer> stack = new Stack<>();
|
||||
int res = 0;
|
||||
// Рекурсия: рекурсивный вызов
|
||||
for (int i = n; i > 0; i--) {
|
||||
// Имитировать «рекурсию» с помощью операции помещения в стек
|
||||
stack.push(i);
|
||||
}
|
||||
// Возврат: вернуть результат
|
||||
while (!stack.isEmpty()) {
|
||||
// Имитировать «возврат» с помощью операции извлечения из стека
|
||||
res += stack.pop();
|
||||
}
|
||||
// res = 1+2+3+...+n
|
||||
return res;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* Хвостовая рекурсия */
|
||||
static 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 */
|
||||
static 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 */
|
||||
public static void main(String[] args) {
|
||||
int n = 5;
|
||||
int res;
|
||||
|
||||
res = recur(n);
|
||||
System.out.println("\nРезультат суммирования в рекурсивной функции res = " + res);
|
||||
|
||||
res = forLoopRecur(n);
|
||||
System.out.println("\nРезультат суммирования при имитации рекурсии итерацией res = " + res);
|
||||
|
||||
res = tailRecur(n, 0);
|
||||
System.out.println("\nРезультат суммирования в хвостовой рекурсии res = " + res);
|
||||
|
||||
res = fib(n);
|
||||
System.out.println("\nЧлен последовательности Фибоначчи с номером " + n + " = " + res);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
@@ -0,0 +1,110 @@
|
||||
/**
|
||||
* File: space_complexity.java
|
||||
* Created Time: 2022-11-25
|
||||
* Author: krahets (krahets@163.com)
|
||||
*/
|
||||
|
||||
package chapter_computational_complexity;
|
||||
|
||||
import utils.*;
|
||||
import java.util.*;
|
||||
|
||||
public class space_complexity {
|
||||
/* Функция */
|
||||
static int function() {
|
||||
// Выполнить некоторые операции
|
||||
return 0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* Постоянная сложность */
|
||||
static void constant(int n) {
|
||||
// Константы, переменные и объекты занимают O(1) памяти
|
||||
final int a = 0;
|
||||
int b = 0;
|
||||
int[] nums = new int[10000];
|
||||
ListNode node = new ListNode(0);
|
||||
// Переменные в цикле занимают O(1) памяти
|
||||
for (int i = 0; i < n; i++) {
|
||||
int c = 0;
|
||||
}
|
||||
// Функции в цикле занимают O(1) памяти
|
||||
for (int i = 0; i < n; i++) {
|
||||
function();
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* Линейная сложность */
|
||||
static void linear(int n) {
|
||||
// Массив длины n занимает O(n) памяти
|
||||
int[] nums = new int[n];
|
||||
// Список длины n занимает O(n) памяти
|
||||
List<ListNode> nodes = new ArrayList<>();
|
||||
for (int i = 0; i < n; i++) {
|
||||
nodes.add(new ListNode(i));
|
||||
}
|
||||
// Хеш-таблица длины n занимает O(n) памяти
|
||||
Map<Integer, String> map = new HashMap<>();
|
||||
for (int i = 0; i < n; i++) {
|
||||
map.put(i, String.valueOf(i));
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* Линейная сложность (рекурсивная реализация) */
|
||||
static void linearRecur(int n) {
|
||||
System.out.println("Рекурсия n = " + n);
|
||||
if (n == 1)
|
||||
return;
|
||||
linearRecur(n - 1);
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* Квадратичная сложность */
|
||||
static void quadratic(int n) {
|
||||
// Матрица занимает O(n^2) памяти
|
||||
int[][] numMatrix = new int[n][n];
|
||||
// Двумерный список занимает O(n^2) памяти
|
||||
List<List<Integer>> numList = new ArrayList<>();
|
||||
for (int i = 0; i < n; i++) {
|
||||
List<Integer> tmp = new ArrayList<>();
|
||||
for (int j = 0; j < n; j++) {
|
||||
tmp.add(0);
|
||||
}
|
||||
numList.add(tmp);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* Квадратичная сложность (рекурсивная реализация) */
|
||||
static int quadraticRecur(int n) {
|
||||
if (n <= 0)
|
||||
return 0;
|
||||
// Длина массива nums равна n, n-1, ..., 2, 1
|
||||
int[] nums = new int[n];
|
||||
System.out.println("В рекурсии n = " + n + ", длина nums = " + nums.length);
|
||||
return quadraticRecur(n - 1);
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* Экспоненциальная сложность (построение полного двоичного дерева) */
|
||||
static TreeNode buildTree(int n) {
|
||||
if (n == 0)
|
||||
return null;
|
||||
TreeNode root = new TreeNode(0);
|
||||
root.left = buildTree(n - 1);
|
||||
root.right = buildTree(n - 1);
|
||||
return root;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* Driver Code */
|
||||
public static void main(String[] args) {
|
||||
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);
|
||||
PrintUtil.printTree(root);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
@@ -0,0 +1,167 @@
|
||||
/**
|
||||
* File: time_complexity.java
|
||||
* Created Time: 2022-11-25
|
||||
* Author: krahets (krahets@163.com)
|
||||
*/
|
||||
|
||||
package chapter_computational_complexity;
|
||||
|
||||
public class time_complexity {
|
||||
/* Постоянная сложность */
|
||||
static int constant(int n) {
|
||||
int count = 0;
|
||||
int size = 100000;
|
||||
for (int i = 0; i < size; i++)
|
||||
count++;
|
||||
return count;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* Линейная сложность */
|
||||
static int linear(int n) {
|
||||
int count = 0;
|
||||
for (int i = 0; i < n; i++)
|
||||
count++;
|
||||
return count;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* Линейная сложность (обход массива) */
|
||||
static int arrayTraversal(int[] nums) {
|
||||
int count = 0;
|
||||
// Число итераций пропорционально длине массива
|
||||
for (int num : nums) {
|
||||
count++;
|
||||
}
|
||||
return count;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* Квадратичная сложность */
|
||||
static 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) */
|
||||
static int bubbleSort(int[] nums) {
|
||||
int count = 0; // Счетчик
|
||||
// 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;
|
||||
count += 3; // Обмен элементов включает 3 элементарные операции
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
return count;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* Экспоненциальная сложность (итеративная реализация) */
|
||||
static 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 (int i = 0; i < n; i++) {
|
||||
for (int 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) */
|
||||
static int expRecur(int n) {
|
||||
if (n == 1)
|
||||
return 1;
|
||||
return expRecur(n - 1) + expRecur(n - 1) + 1;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* Логарифмическая сложность (итеративная реализация) */
|
||||
static int logarithmic(int n) {
|
||||
int count = 0;
|
||||
while (n > 1) {
|
||||
n = n / 2;
|
||||
count++;
|
||||
}
|
||||
return count;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* Логарифмическая сложность (рекурсивная реализация) */
|
||||
static int logRecur(int n) {
|
||||
if (n <= 1)
|
||||
return 0;
|
||||
return logRecur(n / 2) + 1;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* Линейно-логарифмическая сложность */
|
||||
static int linearLogRecur(int n) {
|
||||
if (n <= 1)
|
||||
return 1;
|
||||
int count = linearLogRecur(n / 2) + linearLogRecur(n / 2);
|
||||
for (int i = 0; i < n; i++) {
|
||||
count++;
|
||||
}
|
||||
return count;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* Факториальная сложность (рекурсивная реализация) */
|
||||
static int factorialRecur(int n) {
|
||||
if (n == 0)
|
||||
return 1;
|
||||
int count = 0;
|
||||
// Из одного получается n
|
||||
for (int i = 0; i < n; i++) {
|
||||
count += factorialRecur(n - 1);
|
||||
}
|
||||
return count;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* Driver Code */
|
||||
public static void main(String[] args) {
|
||||
// Можно изменить n и запустить программу, чтобы увидеть, как меняется число операций при разных сложностях
|
||||
int n = 8;
|
||||
System.out.println("Размер входных данных n = " + n);
|
||||
|
||||
int count = constant(n);
|
||||
System.out.println("Число операций константной сложности = " + count);
|
||||
|
||||
count = linear(n);
|
||||
System.out.println("Число операций линейной сложности = " + count);
|
||||
count = arrayTraversal(new int[n]);
|
||||
System.out.println("Число операций линейной сложности (обход массива) = " + count);
|
||||
|
||||
count = quadratic(n);
|
||||
System.out.println("Число операций квадратичной сложности = " + count);
|
||||
int[] nums = new int[n];
|
||||
for (int i = 0; i < n; i++)
|
||||
nums[i] = n - i; // [n,n-1,...,2,1]
|
||||
count = bubbleSort(nums);
|
||||
System.out.println("Число операций квадратичной сложности (пузырьковая сортировка) = " + count);
|
||||
|
||||
count = exponential(n);
|
||||
System.out.println("Число операций экспоненциальной сложности (итеративная реализация) = " + count);
|
||||
count = expRecur(n);
|
||||
System.out.println("Число операций экспоненциальной сложности (рекурсивная реализация) = " + count);
|
||||
|
||||
count = logarithmic(n);
|
||||
System.out.println("Число операций логарифмической сложности (итеративная реализация) = " + count);
|
||||
count = logRecur(n);
|
||||
System.out.println("Число операций логарифмической сложности (рекурсивная реализация) = " + count);
|
||||
|
||||
count = linearLogRecur(n);
|
||||
System.out.println("Число операций линейно-логарифмической сложности (рекурсивная реализация) = " + count);
|
||||
|
||||
count = factorialRecur(n);
|
||||
System.out.println("Число операций факториальной сложности (рекурсивная реализация) = " + count);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
@@ -0,0 +1,50 @@
|
||||
/**
|
||||
* File: worst_best_time_complexity.java
|
||||
* Created Time: 2022-11-25
|
||||
* Author: krahets (krahets@163.com)
|
||||
*/
|
||||
|
||||
package chapter_computational_complexity;
|
||||
|
||||
import java.util.*;
|
||||
|
||||
public class worst_best_time_complexity {
|
||||
/* Создать массив с элементами { 1, 2, ..., n } в случайном порядке */
|
||||
static int[] randomNumbers(int n) {
|
||||
Integer[] nums = new Integer[n];
|
||||
// Создать массив nums = { 1, 2, 3, ..., n }
|
||||
for (int i = 0; i < n; i++) {
|
||||
nums[i] = i + 1;
|
||||
}
|
||||
// Случайно перемешать элементы массива
|
||||
Collections.shuffle(Arrays.asList(nums));
|
||||
// Integer[] -> int[]
|
||||
int[] res = new int[n];
|
||||
for (int i = 0; i < n; i++) {
|
||||
res[i] = nums[i];
|
||||
}
|
||||
return res;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* Найти индекс числа 1 в массиве nums */
|
||||
static int findOne(int[] nums) {
|
||||
for (int 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 */
|
||||
public static void main(String[] args) {
|
||||
for (int i = 0; i < 10; i++) {
|
||||
int n = 100;
|
||||
int[] nums = randomNumbers(n);
|
||||
int index = findOne(nums);
|
||||
System.out.println("\nМассив [1, 2, ..., n] после перемешивания = " + Arrays.toString(nums));
|
||||
System.out.println("Индекс числа 1 = " + index);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
Reference in New Issue
Block a user