mirror of
https://github.com/krahets/hello-algo.git
synced 2026-08-17 22:10:59 +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 +1,74 @@
|
||||
/**
|
||||
* File: iteration.kt
|
||||
* Created Time: 2024-01-25
|
||||
* Author: curtishd (1023632660@qq.com)
|
||||
*/
|
||||
|
||||
package chapter_computational_complexity.iteration
|
||||
|
||||
/* Цикл for */
|
||||
fun forLoop(n: Int): Int {
|
||||
var res = 0
|
||||
// Циклическое суммирование 1, 2, ..., n-1, n
|
||||
for (i in 1..n) {
|
||||
res += i
|
||||
}
|
||||
return res
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* Цикл while */
|
||||
fun whileLoop(n: Int): Int {
|
||||
var res = 0
|
||||
var 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) */
|
||||
fun whileLoopII(n: Int): Int {
|
||||
var res = 0
|
||||
var 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 */
|
||||
fun nestedForLoop(n: Int): String {
|
||||
val res = StringBuilder()
|
||||
// Цикл по i = 1, 2, ..., n-1, n
|
||||
for (i in 1..n) {
|
||||
// Цикл по j = 1, 2, ..., n-1, n
|
||||
for (j in 1..n) {
|
||||
res.append(" ($i, $j), ")
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
return res.toString()
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* Driver Code */
|
||||
fun main() {
|
||||
val n = 5
|
||||
var res: Int
|
||||
|
||||
res = forLoop(n)
|
||||
println("\nРезультат суммирования в цикле for res = $res")
|
||||
|
||||
res = whileLoop(n)
|
||||
println("\nРезультат суммирования в цикле while res = $res")
|
||||
|
||||
res = whileLoopII(n)
|
||||
println("\nРезультат суммирования в цикле while (двойное обновление) res = $res")
|
||||
|
||||
val resStr = nestedForLoop(n)
|
||||
println("\nРезультат обхода в двойном цикле for $resStr")
|
||||
}
|
||||
@@ -0,0 +1,78 @@
|
||||
/**
|
||||
* File: recursion.kt
|
||||
* Created Time: 2024-01-25
|
||||
* Author: curtishd (1023632660@qq.com)
|
||||
*/
|
||||
|
||||
package chapter_computational_complexity.recursion
|
||||
|
||||
import java.util.*
|
||||
|
||||
/* Рекурсия */
|
||||
fun recur(n: Int): Int {
|
||||
// Условие завершения
|
||||
if (n == 1)
|
||||
return 1
|
||||
// Рекурсивный шаг: рекурсивный вызов
|
||||
val res = recur(n - 1)
|
||||
// Возврат: вернуть результат
|
||||
return n + res
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* Имитация рекурсии итерацией */
|
||||
fun forLoopRecur(n: Int): Int {
|
||||
// Использовать явный стек для имитации системного стека вызовов
|
||||
val stack = Stack<Int>()
|
||||
var res = 0
|
||||
// Рекурсивный шаг: рекурсивный вызов
|
||||
for (i in n downTo 0) {
|
||||
// Имитировать «рекурсию» с помощью операции помещения в стек
|
||||
stack.push(i)
|
||||
}
|
||||
// Возврат: вернуть результат
|
||||
while (stack.isNotEmpty()) {
|
||||
// Имитировать «возврат» с помощью операции извлечения из стека
|
||||
res += stack.pop()
|
||||
}
|
||||
// res = 1+2+3+...+n
|
||||
return res
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* Хвостовая рекурсия */
|
||||
tailrec fun tailRecur(n: Int, res: Int): Int {
|
||||
// Добавить ключевое слово tailrec, чтобы включить оптимизацию хвостовой рекурсии
|
||||
// Условие завершения
|
||||
if (n == 0)
|
||||
return res
|
||||
// Хвостовой рекурсивный вызов
|
||||
return tailRecur(n - 1, res + n)
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* Последовательность Фибоначчи: рекурсия */
|
||||
fun fib(n: Int): Int {
|
||||
// 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)
|
||||
val res = fib(n - 1) + fib(n - 2)
|
||||
// Вернуть результат f(n)
|
||||
return res
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* Driver Code */
|
||||
fun main() {
|
||||
val n = 5
|
||||
var res: Int
|
||||
|
||||
res = recur(n)
|
||||
println("\nРезультат суммирования в рекурсивной функции res = $res")
|
||||
|
||||
res = forLoopRecur(n)
|
||||
println("\nРезультат суммирования при имитации рекурсии итерацией res = $res")
|
||||
|
||||
res = tailRecur(n, 0)
|
||||
println("\nРезультат суммирования в хвостовой рекурсии res = $res")
|
||||
|
||||
res = fib(n)
|
||||
println("\nЧлен последовательности Фибоначчи с номером $n = $res")
|
||||
}
|
||||
@@ -0,0 +1,109 @@
|
||||
/**
|
||||
* File: space_complexity.kt
|
||||
* Created Time: 2024-01-25
|
||||
* Author: curtishd (1023632660@qq.com)
|
||||
*/
|
||||
|
||||
package chapter_computational_complexity.space_complexity
|
||||
|
||||
import utils.ListNode
|
||||
import utils.TreeNode
|
||||
import utils.printTree
|
||||
|
||||
/* Функция */
|
||||
fun function(): Int {
|
||||
// Выполнить некоторые операции
|
||||
return 0
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* Постоянная сложность */
|
||||
fun constant(n: Int) {
|
||||
// Константы, переменные и объекты занимают O(1) памяти
|
||||
val a = 0
|
||||
var b = 0
|
||||
val nums = Array(10000) { 0 }
|
||||
val node = ListNode(0)
|
||||
// Переменные в цикле занимают O(1) памяти
|
||||
for (i in 0..<n) {
|
||||
val c = 0
|
||||
}
|
||||
// Функции в цикле занимают O(1) памяти
|
||||
for (i in 0..<n) {
|
||||
function()
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* Линейная сложность */
|
||||
fun linear(n: Int) {
|
||||
// Массив длины n занимает O(n) памяти
|
||||
val nums = Array(n) { 0 }
|
||||
// Список длины n занимает O(n) памяти
|
||||
val nodes = mutableListOf<ListNode>()
|
||||
for (i in 0..<n) {
|
||||
nodes.add(ListNode(i))
|
||||
}
|
||||
// Хеш-таблица длины n занимает O(n) памяти
|
||||
val map = mutableMapOf<Int, String>()
|
||||
for (i in 0..<n) {
|
||||
map[i] = i.toString()
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* Линейная сложность (рекурсивная реализация) */
|
||||
fun linearRecur(n: Int) {
|
||||
println("Рекурсия n = $n")
|
||||
if (n == 1)
|
||||
return
|
||||
linearRecur(n - 1)
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* Квадратичная сложность */
|
||||
fun quadratic(n: Int) {
|
||||
// Матрица занимает O(n^2) памяти
|
||||
val numMatrix = arrayOfNulls<Array<Int>?>(n)
|
||||
// Двумерный список занимает O(n^2) памяти
|
||||
val numList = mutableListOf<MutableList<Int>>()
|
||||
for (i in 0..<n) {
|
||||
val tmp = mutableListOf<Int>()
|
||||
for (j in 0..<n) {
|
||||
tmp.add(0)
|
||||
}
|
||||
numList.add(tmp)
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* Квадратичная сложность (рекурсивная реализация) */
|
||||
tailrec fun quadraticRecur(n: Int): Int {
|
||||
if (n <= 0)
|
||||
return 0
|
||||
// Длина массива nums равна n, n-1, ..., 2, 1
|
||||
val nums = Array(n) { 0 }
|
||||
println("В рекурсии n = $n длина nums = ${nums.size}")
|
||||
return quadraticRecur(n - 1)
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* Экспоненциальная сложность (построение полного двоичного дерева) */
|
||||
fun buildTree(n: Int): TreeNode? {
|
||||
if (n == 0)
|
||||
return null
|
||||
val root = TreeNode(0)
|
||||
root.left = buildTree(n - 1)
|
||||
root.right = buildTree(n - 1)
|
||||
return root
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* Driver Code */
|
||||
fun main() {
|
||||
val n = 5
|
||||
// Постоянная сложность
|
||||
constant(n)
|
||||
// Линейная сложность
|
||||
linear(n)
|
||||
linearRecur(n)
|
||||
// Квадратичная сложность
|
||||
quadratic(n)
|
||||
quadraticRecur(n)
|
||||
// Экспоненциальная сложность
|
||||
val root = buildTree(n)
|
||||
printTree(root)
|
||||
}
|
||||
@@ -0,0 +1,168 @@
|
||||
/**
|
||||
* File: time_complexity.kt
|
||||
* Created Time: 2024-01-25
|
||||
* Author: curtishd (1023632660@qq.com)
|
||||
*/
|
||||
|
||||
package chapter_computational_complexity.time_complexity
|
||||
|
||||
/* Постоянная сложность */
|
||||
fun constant(n: Int): Int {
|
||||
var count = 0
|
||||
val size = 100000
|
||||
for (i in 0..<size)
|
||||
count++
|
||||
return count
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* Линейная сложность */
|
||||
fun linear(n: Int): Int {
|
||||
var count = 0
|
||||
for (i in 0..<n)
|
||||
count++
|
||||
return count
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* Линейная сложность (обход массива) */
|
||||
fun arrayTraversal(nums: IntArray): Int {
|
||||
var count = 0
|
||||
// Число итераций пропорционально длине массива
|
||||
for (num in nums) {
|
||||
count++
|
||||
}
|
||||
return count
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* Квадратичная сложность */
|
||||
fun quadratic(n: Int): Int {
|
||||
var count = 0
|
||||
// Число итераций квадратично зависит от размера данных n
|
||||
for (i in 0..<n) {
|
||||
for (j in 0..<n) {
|
||||
count++
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
return count
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* Квадратичная сложность (пузырьковая сортировка) */
|
||||
fun bubbleSort(nums: IntArray): Int {
|
||||
var count = 0 // Счетчик
|
||||
// Внешний цикл: неотсортированный диапазон [0, i]
|
||||
for (i in nums.size - 1 downTo 1) {
|
||||
// Внутренний цикл: переместить максимальный элемент неотсортированного диапазона [0, i] в его правый конец
|
||||
for (j in 0..<i) {
|
||||
if (nums[j] > nums[j + 1]) {
|
||||
// Поменять местами nums[j] и nums[j + 1]
|
||||
val temp = nums[j]
|
||||
nums[j] = nums[j + 1]
|
||||
nums[j + 1] = temp
|
||||
count += 3 // Обмен элементов включает 3 элементарные операции
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
return count
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* Экспоненциальная сложность (итеративная реализация) */
|
||||
fun exponential(n: Int): Int {
|
||||
var count = 0
|
||||
var base = 1
|
||||
// На каждом шаге клетка делится надвое, образуя последовательность 1, 2, 4, 8, ..., 2^(n-1)
|
||||
for (i in 0..<n) {
|
||||
for (j in 0..<base) {
|
||||
count++
|
||||
}
|
||||
base *= 2
|
||||
}
|
||||
// count = 1 + 2 + 4 + 8 + .. + 2^(n-1) = 2^n - 1
|
||||
return count
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* Экспоненциальная сложность (рекурсивная реализация) */
|
||||
fun expRecur(n: Int): Int {
|
||||
if (n == 1) {
|
||||
return 1
|
||||
}
|
||||
return expRecur(n - 1) + expRecur(n - 1) + 1
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* Логарифмическая сложность (итеративная реализация) */
|
||||
fun logarithmic(n: Int): Int {
|
||||
var n1 = n
|
||||
var count = 0
|
||||
while (n1 > 1) {
|
||||
n1 /= 2
|
||||
count++
|
||||
}
|
||||
return count
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* Логарифмическая сложность (рекурсивная реализация) */
|
||||
fun logRecur(n: Int): Int {
|
||||
if (n <= 1)
|
||||
return 0
|
||||
return logRecur(n / 2) + 1
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* Линейно-логарифмическая сложность */
|
||||
fun linearLogRecur(n: Int): Int {
|
||||
if (n <= 1)
|
||||
return 1
|
||||
var count = linearLogRecur(n / 2) + linearLogRecur(n / 2)
|
||||
for (i in 0..<n) {
|
||||
count++
|
||||
}
|
||||
return count
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* Факториальная сложность (рекурсивная реализация) */
|
||||
fun factorialRecur(n: Int): Int {
|
||||
if (n == 0)
|
||||
return 1
|
||||
var count = 0
|
||||
// Из одного получается n
|
||||
for (i in 0..<n) {
|
||||
count += factorialRecur(n - 1)
|
||||
}
|
||||
return count
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* Driver Code */
|
||||
fun main() {
|
||||
// Можно изменить n и запустить программу, чтобы увидеть, как меняется число операций при разных сложностях
|
||||
val n = 8
|
||||
println("Размер входных данных n = $n")
|
||||
|
||||
var count = constant(n)
|
||||
println("Число операций константной сложности = $count")
|
||||
|
||||
count = linear(n)
|
||||
println("Число операций линейной сложности = $count")
|
||||
count = arrayTraversal(IntArray(n))
|
||||
println("Число операций линейной сложности (обход массива) = $count")
|
||||
|
||||
count = quadratic(n)
|
||||
println("Число операций квадратичной сложности = $count")
|
||||
val nums = IntArray(n)
|
||||
for (i in 0..<n)
|
||||
nums[i] = n - i // [n,n-1,...,2,1]
|
||||
count = bubbleSort(nums)
|
||||
println("Число операций квадратичной сложности (пузырьковая сортировка) = $count")
|
||||
|
||||
count = exponential(n)
|
||||
println("Число операций экспоненциальной сложности (итеративная реализация) = $count")
|
||||
count = expRecur(n)
|
||||
println("Число операций экспоненциальной сложности (рекурсивная реализация) = $count")
|
||||
|
||||
count = logarithmic(n)
|
||||
println("Число операций логарифмической сложности (итеративная реализация) = $count")
|
||||
count = logRecur(n)
|
||||
println("Число операций логарифмической сложности (рекурсивная реализация) = $count")
|
||||
|
||||
count = linearLogRecur(n)
|
||||
println("Число операций линейно-логарифмической сложности (рекурсивная реализация) = $count")
|
||||
|
||||
count = factorialRecur(n)
|
||||
println("Число операций факториальной сложности (рекурсивная реализация) = $count")
|
||||
}
|
||||
@@ -0,0 +1,45 @@
|
||||
/**
|
||||
* File: worst_best_time_complexity.kt
|
||||
* Created Time: 2024-01-25
|
||||
* Author: curtishd (1023632660@qq.com)
|
||||
*/
|
||||
|
||||
package chapter_computational_complexity.worst_best_time_complexity
|
||||
|
||||
/* Создать массив с элементами { 1, 2, ..., n } в случайном порядке */
|
||||
fun randomNumbers(n: Int): Array<Int?> {
|
||||
val nums = IntArray(n)
|
||||
// Создать массив nums = { 1, 2, 3, ..., n }
|
||||
for (i in 0..<n) {
|
||||
nums[i] = i + 1
|
||||
}
|
||||
// Случайно перемешать элементы массива
|
||||
nums.shuffle()
|
||||
val res = arrayOfNulls<Int>(n)
|
||||
for (i in 0..<n) {
|
||||
res[i] = nums[i]
|
||||
}
|
||||
return res
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* Найти индекс числа 1 в массиве nums */
|
||||
fun findOne(nums: Array<Int?>): Int {
|
||||
for (i in nums.indices) {
|
||||
// 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 */
|
||||
fun main() {
|
||||
for (i in 0..9) {
|
||||
val n = 100
|
||||
val nums = randomNumbers(n)
|
||||
val index = findOne(nums)
|
||||
println("\nМассив [1, 2, ..., n] после перемешивания = ${nums.contentToString()}")
|
||||
println("Индекс числа 1 = $index")
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
Reference in New Issue
Block a user