Re-translate the Japanese version (#1871)

* Retranslate Japanese docs with GPT-5.4

* Retranslate Japanese code with GPT-5.4
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Yudong Jin
2026-03-30 07:30:15 +08:00
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commit d7b2277d2b
1444 changed files with 83312 additions and 8363 deletions
+6
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@@ -0,0 +1,6 @@
add_executable(avl_tree avl_tree.c)
add_executable(binary_tree binary_tree.c)
add_executable(binary_tree_bfs binary_tree_bfs.c)
add_executable(binary_tree_dfs binary_tree_dfs.c)
add_executable(binary_search_tree binary_search_tree.c)
add_executable(array_binary_tree array_binary_tree.c)
+166
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@@ -0,0 +1,166 @@
/**
* File: array_binary_tree.c
* Created Time: 2023-07-29
* Author: Gonglja (glj0@outlook.com)
*/
#include "../utils/common.h"
/* 配列表現による二分木の構造体 */
typedef struct {
int *tree;
int size;
} ArrayBinaryTree;
/* コンストラクタ */
ArrayBinaryTree *newArrayBinaryTree(int *arr, int arrSize) {
ArrayBinaryTree *abt = (ArrayBinaryTree *)malloc(sizeof(ArrayBinaryTree));
abt->tree = malloc(sizeof(int) * arrSize);
memcpy(abt->tree, arr, sizeof(int) * arrSize);
abt->size = arrSize;
return abt;
}
/* デストラクタ */
void delArrayBinaryTree(ArrayBinaryTree *abt) {
free(abt->tree);
free(abt);
}
/* リスト容量 */
int size(ArrayBinaryTree *abt) {
return abt->size;
}
/* インデックス i のノードの値を取得 */
int val(ArrayBinaryTree *abt, int i) {
// インデックスが範囲外なら、空きを表す INT_MAX を返す
if (i < 0 || i >= size(abt))
return INT_MAX;
return abt->tree[i];
}
/* インデックス i のノードの左子ノードのインデックスを取得 */
int left(int i) {
return 2 * i + 1;
}
/* インデックス i のノードの右子ノードのインデックスを取得 */
int right(int i) {
return 2 * i + 2;
}
/* インデックス i のノードの親ノードのインデックスを取得 */
int parent(int i) {
return (i - 1) / 2;
}
/* レベル順走査 */
int *levelOrder(ArrayBinaryTree *abt, int *returnSize) {
int *res = (int *)malloc(sizeof(int) * size(abt));
int index = 0;
// 配列を直接走査する
for (int i = 0; i < size(abt); i++) {
if (val(abt, i) != INT_MAX)
res[index++] = val(abt, i);
}
*returnSize = index;
return res;
}
/* 深さ優先探索 */
void dfs(ArrayBinaryTree *abt, int i, char *order, int *res, int *index) {
// 空きスロットなら返す
if (val(abt, i) == INT_MAX)
return;
// 先行順走査
if (strcmp(order, "pre") == 0)
res[(*index)++] = val(abt, i);
dfs(abt, left(i), order, res, index);
// 中順走査
if (strcmp(order, "in") == 0)
res[(*index)++] = val(abt, i);
dfs(abt, right(i), order, res, index);
// 後順走査
if (strcmp(order, "post") == 0)
res[(*index)++] = val(abt, i);
}
/* 先行順走査 */
int *preOrder(ArrayBinaryTree *abt, int *returnSize) {
int *res = (int *)malloc(sizeof(int) * size(abt));
int index = 0;
dfs(abt, 0, "pre", res, &index);
*returnSize = index;
return res;
}
/* 中順走査 */
int *inOrder(ArrayBinaryTree *abt, int *returnSize) {
int *res = (int *)malloc(sizeof(int) * size(abt));
int index = 0;
dfs(abt, 0, "in", res, &index);
*returnSize = index;
return res;
}
/* 後順走査 */
int *postOrder(ArrayBinaryTree *abt, int *returnSize) {
int *res = (int *)malloc(sizeof(int) * size(abt));
int index = 0;
dfs(abt, 0, "post", res, &index);
*returnSize = index;
return res;
}
/* Driver Code */
int main() {
// 二分木を初期化する
// 空き位置 NULL は INT_MAX で表す
int arr[] = {1, 2, 3, 4, INT_MAX, 6, 7, 8, 9, INT_MAX, INT_MAX, 12, INT_MAX, INT_MAX, 15};
int arrSize = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
TreeNode *root = arrayToTree(arr, arrSize);
printf("\n二分木を初期化\n");
printf("二分木の配列表現:\n");
printArray(arr, arrSize);
printf("二分木の連結リスト表現:\n");
printTree(root);
ArrayBinaryTree *abt = newArrayBinaryTree(arr, arrSize);
// ノードにアクセス
int i = 1;
int l = left(i), r = right(i), p = parent(i);
printf("\n現在のノードのインデックスは %d、値は %d\n", i, val(abt, i));
printf("左の子ノードのインデックスは %d、値は %d\n", l, l < arrSize ? val(abt, l) : INT_MAX);
printf("右の子ノードのインデックスは %d、値は %d\n", r, r < arrSize ? val(abt, r) : INT_MAX);
printf("親ノードのインデックスは %d、値は %d\n", p, p < arrSize ? val(abt, p) : INT_MAX);
// 木を走査
int returnSize;
int *res;
res = levelOrder(abt, &returnSize);
printf("\nレベル順走査: ");
printArray(res, returnSize);
free(res);
res = preOrder(abt, &returnSize);
printf("前順走査: ");
printArray(res, returnSize);
free(res);
res = inOrder(abt, &returnSize);
printf("中順走査: ");
printArray(res, returnSize);
free(res);
res = postOrder(abt, &returnSize);
printf("後順走査: ");
printArray(res, returnSize);
free(res);
// メモリを解放する
delArrayBinaryTree(abt);
return 0;
}
+259
View File
@@ -0,0 +1,259 @@
/**
* File: avl_tree.c
* Created Time: 2023-01-15
* Author: Reanon (793584285@qq.com)
*/
#include "../utils/common.h"
/* AVL 木構造体 */
typedef struct {
TreeNode *root;
} AVLTree;
/* コンストラクタ */
AVLTree *newAVLTree() {
AVLTree *tree = (AVLTree *)malloc(sizeof(AVLTree));
tree->root = NULL;
return tree;
}
/* デストラクタ */
void delAVLTree(AVLTree *tree) {
freeMemoryTree(tree->root);
free(tree);
}
/* ノードの高さを取得 */
int height(TreeNode *node) {
// 空ノードの高さは -1、葉ノードの高さは 0
if (node != NULL) {
return node->height;
}
return -1;
}
/* ノードの高さを更新する */
void updateHeight(TreeNode *node) {
int lh = height(node->left);
int rh = height(node->right);
// ノードの高さは最も高い部分木の高さ + 1 に等しい
if (lh > rh) {
node->height = lh + 1;
} else {
node->height = rh + 1;
}
}
/* 平衡係数を取得 */
int balanceFactor(TreeNode *node) {
// 空ノードの平衡係数は 0
if (node == NULL) {
return 0;
}
// ノードの平衡係数 = 左部分木の高さ - 右部分木の高さ
return height(node->left) - height(node->right);
}
/* 右回転 */
TreeNode *rightRotate(TreeNode *node) {
TreeNode *child, *grandChild;
child = node->left;
grandChild = child->right;
// child を支点として node を右回転させる
child->right = node;
node->left = grandChild;
// ノードの高さを更新する
updateHeight(node);
updateHeight(child);
// 回転後の部分木の根ノードを返す
return child;
}
/* 左回転 */
TreeNode *leftRotate(TreeNode *node) {
TreeNode *child, *grandChild;
child = node->right;
grandChild = child->left;
// child を支点として node を左回転させる
child->left = node;
node->right = grandChild;
// ノードの高さを更新する
updateHeight(node);
updateHeight(child);
// 回転後の部分木の根ノードを返す
return child;
}
/* 回転操作を行い、この部分木の平衡を回復する */
TreeNode *rotate(TreeNode *node) {
// ノード node の平衡係数を取得
int bf = balanceFactor(node);
// 左に偏った木
if (bf > 1) {
if (balanceFactor(node->left) >= 0) {
// 右回転
return rightRotate(node);
} else {
// 左回転してから右回転
node->left = leftRotate(node->left);
return rightRotate(node);
}
}
// 右に偏った木
if (bf < -1) {
if (balanceFactor(node->right) <= 0) {
// 左回転
return leftRotate(node);
} else {
// 右回転してから左回転
node->right = rightRotate(node->right);
return leftRotate(node);
}
}
// 平衡木なので回転不要、そのまま返す
return node;
}
/* ノードを再帰的に挿入する(補助関数) */
TreeNode *insertHelper(TreeNode *node, int val) {
if (node == NULL) {
return newTreeNode(val);
}
/* 1. 挿入位置を探索してノードを挿入 */
if (val < node->val) {
node->left = insertHelper(node->left, val);
} else if (val > node->val) {
node->right = insertHelper(node->right, val);
} else {
// 重複ノードは挿入せず、そのまま返す
return node;
}
// ノードの高さを更新する
updateHeight(node);
/* 2. 回転操作を行い、部分木の平衡を回復する */
node = rotate(node);
// 部分木の根ノードを返す
return node;
}
/* ノードを挿入 */
void insert(AVLTree *tree, int val) {
tree->root = insertHelper(tree->root, val);
}
/* ノードを再帰的に削除する(補助関数) */
TreeNode *removeHelper(TreeNode *node, int val) {
TreeNode *child, *grandChild;
if (node == NULL) {
return NULL;
}
/* 1. ノードを探索して削除 */
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) {
child = node->left;
if (node->right != NULL) {
child = node->right;
}
// 子ノード数 = 0 の場合、node をそのまま削除して返す
if (child == NULL) {
return NULL;
} else {
// 子ノード数 = 1 の場合、node をそのまま削除する
node = child;
}
} else {
// 子ノード数 = 2 の場合、中順走査の次のノードを削除し、そのノードで現在のノードを置き換える
TreeNode *temp = node->right;
while (temp->left != NULL) {
temp = temp->left;
}
int tempVal = temp->val;
node->right = removeHelper(node->right, temp->val);
node->val = tempVal;
}
}
// ノードの高さを更新する
updateHeight(node);
/* 2. 回転操作を行い、部分木の平衡を回復する */
node = rotate(node);
// 部分木の根ノードを返す
return node;
}
/* ノードを削除 */
// stdio.h を導入しているため、ここでは remove 識別子を使えない
void removeItem(AVLTree *tree, int val) {
TreeNode *root = removeHelper(tree->root, val);
}
/* ノードを探索 */
TreeNode *search(AVLTree *tree, int val) {
TreeNode *cur = tree->root;
// ループで探索し、葉ノードを越えたら抜ける
while (cur != NULL) {
if (cur->val < val) {
// 目標ノードは cur の右部分木にある
cur = cur->right;
} else if (cur->val > val) {
// 目標ノードは cur の左部分木にある
cur = cur->left;
} else {
// 目標ノードが見つかったらループを抜ける
break;
}
}
// 目標ノードが見つかったらループを抜ける
return cur;
}
void testInsert(AVLTree *tree, int val) {
insert(tree, val);
printf("\nノード %d を挿入した後、AVL 木は \n", val);
printTree(tree->root);
}
void testRemove(AVLTree *tree, int val) {
removeItem(tree, val);
printf("\nノード %d を削除した後、AVL 木は \n", val);
printTree(tree->root);
}
/* Driver Code */
int main() {
/* 空の AVL 木を初期化する */
AVLTree *tree = (AVLTree *)newAVLTree();
/* ノードを挿入 */
// ノード挿入後に AVL 木がどのように平衡を保つかに注目してほしい
testInsert(tree, 1);
testInsert(tree, 2);
testInsert(tree, 3);
testInsert(tree, 4);
testInsert(tree, 5);
testInsert(tree, 8);
testInsert(tree, 7);
testInsert(tree, 9);
testInsert(tree, 10);
testInsert(tree, 6);
/* 重複ノードを挿入する */
testInsert(tree, 7);
/* ノードを削除 */
// ノード削除後に AVL 木がどのように平衡を保つかに注目してほしい
testRemove(tree, 8); // 次数 0 のノードを削除する
testRemove(tree, 5); // 次数 1 のノードを削除する
testRemove(tree, 4); // 次数 2 のノードを削除する
/* ノードを検索 */
TreeNode *node = search(tree, 7);
printf("\n見つかったノードオブジェクトのノード値 = %d \n", node->val);
// メモリを解放する
delAVLTree(tree);
return 0;
}
@@ -0,0 +1,171 @@
/**
* File: binary_search_tree.c
* Created Time: 2023-01-11
* Author: Reanon (793584285@qq.com)
*/
#include "../utils/common.h"
/* 二分探索木構造体 */
typedef struct {
TreeNode *root;
} BinarySearchTree;
/* コンストラクタ */
BinarySearchTree *newBinarySearchTree() {
// 空の木を初期化する
BinarySearchTree *bst = (BinarySearchTree *)malloc(sizeof(BinarySearchTree));
bst->root = NULL;
return bst;
}
/* デストラクタ */
void delBinarySearchTree(BinarySearchTree *bst) {
freeMemoryTree(bst->root);
free(bst);
}
/* 二分木の根ノードを取得 */
TreeNode *getRoot(BinarySearchTree *bst) {
return bst->root;
}
/* ノードを探索 */
TreeNode *search(BinarySearchTree *bst, int num) {
TreeNode *cur = bst->root;
// ループで探索し、葉ノードを越えたら抜ける
while (cur != NULL) {
if (cur->val < num) {
// 目標ノードは cur の右部分木にある
cur = cur->right;
} else if (cur->val > num) {
// 目標ノードは cur の左部分木にある
cur = cur->left;
} else {
// 目標ノードが見つかったらループを抜ける
break;
}
}
// 目標ノードを返す
return cur;
}
/* ノードを挿入 */
void insert(BinarySearchTree *bst, int num) {
// 木が空なら、根ノードを初期化する
if (bst->root == NULL) {
bst->root = newTreeNode(num);
return;
}
TreeNode *cur = bst->root, *pre = NULL;
// ループで探索し、葉ノードを越えたら抜ける
while (cur != NULL) {
// 重複ノードが見つかったら、直ちに返す
if (cur->val == num) {
return;
}
pre = cur;
if (cur->val < num) {
// 挿入位置は cur の右部分木にある
cur = cur->right;
} else {
// 挿入位置は cur の左部分木にある
cur = cur->left;
}
}
// ノードを挿入
TreeNode *node = newTreeNode(num);
if (pre->val < num) {
pre->right = node;
} else {
pre->left = node;
}
}
/* ノードを削除 */
// stdio.h を導入しているため、ここでは remove 識別子を使えない
void removeItem(BinarySearchTree *bst, int num) {
// 木が空なら、そのまま早期リターンする
if (bst->root == NULL)
return;
TreeNode *cur = bst->root, *pre = NULL;
// ループで探索し、葉ノードを越えたら抜ける
while (cur != NULL) {
// 削除対象のノードが見つかったら、ループを抜ける
if (cur->val == num)
break;
pre = cur;
if (cur->val < num) {
// 削除対象ノードは root の右部分木にある
cur = cur->right;
} else {
// 削除対象ノードは root の左部分木にある
cur = cur->left;
}
}
// 削除対象ノードがなければそのまま返す
if (cur == NULL)
return;
// 削除対象ノードに子ノードがあるかを判定する
if (cur->left == NULL || cur->right == NULL) {
/* 子ノード数 = 0 or 1 */
// 子ノード数 = 0 / 1 のとき、child = nullptr / その子ノード
TreeNode *child = cur->left != NULL ? cur->left : cur->right;
// ノード cur を削除する
if (pre->left == cur) {
pre->left = child;
} else {
pre->right = child;
}
// メモリを解放する
free(cur);
} else {
/* 子ノード数 = 2 */
// 中順走査における cur の次ノードを取得
TreeNode *tmp = cur->right;
while (tmp->left != NULL) {
tmp = tmp->left;
}
int tmpVal = tmp->val;
// ノード tmp を再帰的に削除
removeItem(bst, tmp->val);
// tmp で cur を上書きする
cur->val = tmpVal;
}
}
/* Driver Code */
int main() {
/* 二分探索木を初期化 */
int nums[] = {8, 4, 12, 2, 6, 10, 14, 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15};
BinarySearchTree *bst = newBinarySearchTree();
for (int i = 0; i < sizeof(nums) / sizeof(int); i++) {
insert(bst, nums[i]);
}
printf("初期化した二分木は\n");
printTree(getRoot(bst));
/* ノードを探索 */
TreeNode *node = search(bst, 7);
printf("見つかったノードオブジェクトのノード値 = %d\n", node->val);
/* ノードを挿入 */
insert(bst, 16);
printf("ノード 16 を挿入した後、二分木は\n");
printTree(getRoot(bst));
/* ノードを削除 */
removeItem(bst, 1);
printf("ノード 1 を削除した後、二分木は\n");
printTree(getRoot(bst));
removeItem(bst, 2);
printf("ノード 2 を削除した後、二分木は\n");
printTree(getRoot(bst));
removeItem(bst, 4);
printf("ノード 4 を削除した後、二分木は\n");
printTree(getRoot(bst));
// メモリを解放する
delBinarySearchTree(bst);
return 0;
}
+43
View File
@@ -0,0 +1,43 @@
/**
* File: binary_tree.c
* Created Time: 2023-01-11
* Author: Reanon (793584285@qq.com)
*/
#include "../utils/common.h"
/* Driver Code */
int main() {
/* 二分木を初期化 */
// ノードを初期化
TreeNode *n1 = newTreeNode(1);
TreeNode *n2 = newTreeNode(2);
TreeNode *n3 = newTreeNode(3);
TreeNode *n4 = newTreeNode(4);
TreeNode *n5 = newTreeNode(5);
// ノード間の参照(ポインタ)を構築する
n1->left = n2;
n1->right = n3;
n2->left = n4;
n2->right = n5;
printf("二分木を初期化\n");
printTree(n1);
/* ノードの挿入と削除 */
TreeNode *P = newTreeNode(0);
// n1 -> n2 の間にノード P を挿入
n1->left = P;
P->left = n2;
printf("ノード P を挿入した後\n");
printTree(n1);
// ノード P を削除
n1->left = n2;
// メモリを解放する
free(P);
printf("ノード P を削除した後\n");
printTree(n1);
freeMemoryTree(n1);
return 0;
}
+73
View File
@@ -0,0 +1,73 @@
/**
* File: binary_tree_bfs.c
* Created Time: 2023-01-11
* Author: Reanon (793584285@qq.com)
*/
#include "../utils/common.h"
#define MAX_SIZE 100
/* レベル順走査 */
int *levelOrder(TreeNode *root, int *size) {
/* 補助キュー */
int front, rear;
int index, *arr;
TreeNode *node;
TreeNode **queue;
/* 補助キュー */
queue = (TreeNode **)malloc(sizeof(TreeNode *) * MAX_SIZE);
// キューへのポインタ
front = 0, rear = 0;
// 根ノードを追加する
queue[rear++] = root;
// 走査順序を保存するためのリストを初期化する
/* 補助配列 */
arr = (int *)malloc(sizeof(int) * MAX_SIZE);
// 配列ポインタ
index = 0;
while (front < rear) {
// デキュー
node = queue[front++];
// ノードの値を保存する
arr[index++] = node->val;
if (node->left != NULL) {
// 左子ノードをキューに追加
queue[rear++] = node->left;
}
if (node->right != NULL) {
// 右子ノードをキューに追加
queue[rear++] = node->right;
}
}
// 配列長の値を更新
*size = index;
arr = realloc(arr, sizeof(int) * (*size));
// 補助配列の領域を解放する
free(queue);
return arr;
}
/* Driver Code */
int main() {
/* 二分木を初期化 */
// ここでは、配列から直接二分木を生成する関数を利用する
int nums[] = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7};
int size = sizeof(nums) / sizeof(int);
TreeNode *root = arrayToTree(nums, size);
printf("二分木を初期化\n");
printTree(root);
/* レベル順走査 */
// 配列の長さを渡す必要がある
int *arr = levelOrder(root, &size);
printf("レベル順走査のノード出力シーケンス = ");
printArray(arr, size);
// メモリを解放する
freeMemoryTree(root);
free(arr);
return 0;
}
+75
View File
@@ -0,0 +1,75 @@
/**
* File: binary_tree_dfs.c
* Created Time: 2023-01-11
* Author: Reanon (793584285@qq.com)
*/
#include "../utils/common.h"
#define MAX_SIZE 100
// 走査順序を格納するための補助配列
int arr[MAX_SIZE];
/* 先行順走査 */
void preOrder(TreeNode *root, int *size) {
if (root == NULL)
return;
// 訪問順序:根ノード -> 左部分木 -> 右部分木
arr[(*size)++] = root->val;
preOrder(root->left, size);
preOrder(root->right, size);
}
/* 中順走査 */
void inOrder(TreeNode *root, int *size) {
if (root == NULL)
return;
// 訪問優先順: 左部分木 -> 根ノード -> 右部分木
inOrder(root->left, size);
arr[(*size)++] = root->val;
inOrder(root->right, size);
}
/* 後順走査 */
void postOrder(TreeNode *root, int *size) {
if (root == NULL)
return;
// 訪問優先順: 左部分木 -> 右部分木 -> 根ノード
postOrder(root->left, size);
postOrder(root->right, size);
arr[(*size)++] = root->val;
}
/* Driver Code */
int main() {
/* 二分木を初期化 */
// ここでは、配列から直接二分木を生成する関数を利用する
int nums[] = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7};
int size = sizeof(nums) / sizeof(int);
TreeNode *root = arrayToTree(nums, size);
printf("二分木を初期化\n");
printTree(root);
/* 先行順走査 */
// 補助配列を初期化する
size = 0;
preOrder(root, &size);
printf("前順走査のノード出力シーケンス = ");
printArray(arr, size);
/* 中順走査 */
size = 0;
inOrder(root, &size);
printf("中順走査のノード出力シーケンス = ");
printArray(arr, size);
/* 後順走査 */
size = 0;
postOrder(root, &size);
printf("後順走査のノード出力シーケンス = ");
printArray(arr, size);
freeMemoryTree(root);
return 0;
}