mirror of
https://github.com/krahets/hello-algo.git
synced 2026-07-13 23:56:07 +00:00
Re-translate the Japanese version (#1871)
* Retranslate Japanese docs with GPT-5.4 * Retranslate Japanese code with GPT-5.4
This commit is contained in:
Yudong Jin
@@ -0,0 +1,51 @@
|
||||
/**
|
||||
* File: bubble_sort.swift
|
||||
* Created Time: 2023-01-29
|
||||
* Author: nuomi1 (nuomi1@qq.com)
|
||||
*/
|
||||
|
||||
/* バブルソート */
|
||||
func bubbleSort(nums: inout [Int]) {
|
||||
// 外側のループ：未ソート区間は [0, i]
|
||||
for i in nums.indices.dropFirst().reversed() {
|
||||
// 内側のループ：未ソート区間 [0, i] の最大要素をその区間の最右端へ交換
|
||||
for j in 0 ..< i {
|
||||
if nums[j] > nums[j + 1] {
|
||||
// nums[j] と nums[j + 1] を交換
|
||||
nums.swapAt(j, j + 1)
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* バブルソート（フラグ最適化） */
|
||||
func bubbleSortWithFlag(nums: inout [Int]) {
|
||||
// 外側のループ：未ソート区間は [0, i]
|
||||
for i in nums.indices.dropFirst().reversed() {
|
||||
var flag = false // フラグを初期化する
|
||||
for j in 0 ..< i {
|
||||
if nums[j] > nums[j + 1] {
|
||||
// nums[j] と nums[j + 1] を交換
|
||||
nums.swapAt(j, j + 1)
|
||||
flag = true // 交換する要素を記録
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
if !flag { // このバブル処理で要素交換が一度もなければそのまま終了
|
||||
break
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
@main
|
||||
enum BubbleSort {
|
||||
/* Driver Code */
|
||||
static func main() {
|
||||
var nums = [4, 1, 3, 1, 5, 2]
|
||||
bubbleSort(nums: &nums)
|
||||
print("バブルソート完了後 nums = \(nums)")
|
||||
|
||||
var nums1 = [4, 1, 3, 1, 5, 2]
|
||||
bubbleSortWithFlag(nums: &nums1)
|
||||
print("バブルソート完了後 nums1 = \(nums1)")
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
@@ -0,0 +1,43 @@
|
||||
/**
|
||||
* File: bucket_sort.swift
|
||||
* Created Time: 2023-03-27
|
||||
* Author: nuomi1 (nuomi1@qq.com)
|
||||
*/
|
||||
|
||||
/* バケットソート */
|
||||
func bucketSort(nums: inout [Double]) {
|
||||
// k = n/2 個のバケットを初期化し、各バケットに 2 要素ずつ割り当てる想定とする
|
||||
let k = nums.count / 2
|
||||
var buckets = (0 ..< k).map { _ in [Double]() }
|
||||
// 1. 配列要素を各バケットに振り分ける
|
||||
for num in nums {
|
||||
// 入力データの範囲は [0, 1) であり、num * k を用いてインデックス範囲 [0, k-1] に写像する
|
||||
let i = Int(num * Double(k))
|
||||
// num をバケット i に追加
|
||||
buckets[i].append(num)
|
||||
}
|
||||
// 2. 各バケットをソートする
|
||||
for i in buckets.indices {
|
||||
// 組み込みのソート関数を使う。他のソートアルゴリズムに置き換えてもよい
|
||||
buckets[i].sort()
|
||||
}
|
||||
// 3. バケットを走査して結果を結合
|
||||
var i = nums.startIndex
|
||||
for bucket in buckets {
|
||||
for num in bucket {
|
||||
nums[i] = num
|
||||
i += 1
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
@main
|
||||
enum BucketSort {
|
||||
/* Driver Code */
|
||||
static func main() {
|
||||
// 入力データは範囲 [0, 1) の浮動小数点数とする
|
||||
var nums = [0.49, 0.96, 0.82, 0.09, 0.57, 0.43, 0.91, 0.75, 0.15, 0.37]
|
||||
bucketSort(nums: &nums)
|
||||
print("バケットソート完了後 nums = \(nums)")
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
@@ -0,0 +1,70 @@
|
||||
/**
|
||||
* File: counting_sort.swift
|
||||
* Created Time: 2023-03-22
|
||||
* Author: nuomi1 (nuomi1@qq.com)
|
||||
*/
|
||||
|
||||
/* 計数ソート */
|
||||
// 簡易実装のため、オブジェクトのソートには使えない
|
||||
func countingSortNaive(nums: inout [Int]) {
|
||||
// 1. 配列の最大要素 m を求める
|
||||
let m = nums.max()!
|
||||
// 2. 各数値の出現回数を数える
|
||||
// counter[num] は num の出現回数を表す
|
||||
var counter = Array(repeating: 0, count: m + 1)
|
||||
for num in nums {
|
||||
counter[num] += 1
|
||||
}
|
||||
// 3. counter を走査し、各要素を元の配列 nums に書き戻す
|
||||
var i = 0
|
||||
for num in 0 ..< m + 1 {
|
||||
for _ in 0 ..< counter[num] {
|
||||
nums[i] = num
|
||||
i += 1
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 計数ソート */
|
||||
// 完全な実装で、オブジェクトをソートでき、かつ安定ソートである
|
||||
func countingSort(nums: inout [Int]) {
|
||||
// 1. 配列の最大要素 m を求める
|
||||
let m = nums.max()!
|
||||
// 2. 各数値の出現回数を数える
|
||||
// counter[num] は num の出現回数を表す
|
||||
var counter = Array(repeating: 0, count: m + 1)
|
||||
for num in nums {
|
||||
counter[num] += 1
|
||||
}
|
||||
// 3. counter の累積和を求めて、「出現回数」を「末尾インデックス」に変換する
|
||||
// つまり counter[num]-1 は、num が res に最後に現れるインデックス
|
||||
for i in 0 ..< m {
|
||||
counter[i + 1] += counter[i]
|
||||
}
|
||||
// 4. nums を逆順に走査し、各要素を結果配列 res に格納する
|
||||
// 結果を記録するための配列 res を初期化
|
||||
var res = Array(repeating: 0, count: nums.count)
|
||||
for i in nums.indices.reversed() {
|
||||
let num = nums[i]
|
||||
res[counter[num] - 1] = num // num を対応するインデックスに配置
|
||||
counter[num] -= 1 // 累積和を 1 減らして、次に num を配置するインデックスを得る
|
||||
}
|
||||
// 結果配列 res で元の配列 nums を上書きする
|
||||
for i in nums.indices {
|
||||
nums[i] = res[i]
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
@main
|
||||
enum CountingSort {
|
||||
/* Driver Code */
|
||||
static func main() {
|
||||
var nums = [1, 0, 1, 2, 0, 4, 0, 2, 2, 4]
|
||||
countingSortNaive(nums: &nums)
|
||||
print("カウントソート（オブジェクトはソート不可）完了後 nums = \(nums)")
|
||||
|
||||
var nums1 = [1, 0, 1, 2, 0, 4, 0, 2, 2, 4]
|
||||
countingSort(nums: &nums1)
|
||||
print("カウントソート完了後 nums1 = \(nums1)")
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
@@ -0,0 +1,55 @@
|
||||
/**
|
||||
* File: heap_sort.swift
|
||||
* Created Time: 2023-05-28
|
||||
* Author: nuomi1 (nuomi1@qq.com)
|
||||
*/
|
||||
|
||||
/* ヒープの長さは n。ノード i から下方向にヒープ化 */
|
||||
func siftDown(nums: inout [Int], n: Int, i: Int) {
|
||||
var i = i
|
||||
while true {
|
||||
// ノード i, l, r のうち値が最大のノードを ma とする
|
||||
let l = 2 * i + 1
|
||||
let r = 2 * i + 2
|
||||
var ma = i
|
||||
if l < n, nums[l] > nums[ma] {
|
||||
ma = l
|
||||
}
|
||||
if r < n, nums[r] > nums[ma] {
|
||||
ma = r
|
||||
}
|
||||
// ノード i が最大、またはインデックス l, r が範囲外なら、ヒープ化は不要なので抜ける
|
||||
if ma == i {
|
||||
break
|
||||
}
|
||||
// 2 つのノードを交換
|
||||
nums.swapAt(i, ma)
|
||||
// ループで上から下へヒープ化
|
||||
i = ma
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* ヒープソート */
|
||||
func heapSort(nums: inout [Int]) {
|
||||
// ヒープ構築：葉ノード以外のすべてのノードをヒープ化する
|
||||
for i in stride(from: nums.count / 2 - 1, through: 0, by: -1) {
|
||||
siftDown(nums: &nums, n: nums.count, i: i)
|
||||
}
|
||||
// ヒープから最大要素を取り出し、n-1 回繰り返す
|
||||
for i in nums.indices.dropFirst().reversed() {
|
||||
// 根ノードと最も右の葉ノードを交換（先頭要素と末尾要素を交換）
|
||||
nums.swapAt(0, i)
|
||||
// 根ノードを起点に、上から下へヒープ化
|
||||
siftDown(nums: &nums, n: i, i: 0)
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
@main
|
||||
enum HeapSort {
|
||||
/* Driver Code */
|
||||
static func main() {
|
||||
var nums = [4, 1, 3, 1, 5, 2]
|
||||
heapSort(nums: &nums)
|
||||
print("ヒープソート完了後 nums = \(nums)")
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
@@ -0,0 +1,30 @@
|
||||
/**
|
||||
* File: insertion_sort.swift
|
||||
* Created Time: 2023-01-29
|
||||
* Author: nuomi1 (nuomi1@qq.com)
|
||||
*/
|
||||
|
||||
/* 挿入ソート */
|
||||
func insertionSort(nums: inout [Int]) {
|
||||
// 外側ループ：整列済み区間は [0, i-1]
|
||||
for i in nums.indices.dropFirst() {
|
||||
let base = nums[i]
|
||||
var j = i - 1
|
||||
// 内側ループ: base をソート済み区間 [0, i-1] の正しい位置に挿入する
|
||||
while j >= 0, nums[j] > base {
|
||||
nums[j + 1] = nums[j] // nums[j] を 1 つ右へ移動する
|
||||
j -= 1
|
||||
}
|
||||
nums[j + 1] = base // base を正しい位置に配置する
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
@main
|
||||
enum InsertionSort {
|
||||
/* Driver Code */
|
||||
static func main() {
|
||||
var nums = [4, 1, 3, 1, 5, 2]
|
||||
insertionSort(nums: &nums)
|
||||
print("挿入ソート完了後 nums = \(nums)")
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
@@ -0,0 +1,65 @@
|
||||
/**
|
||||
* File: merge_sort.swift
|
||||
* Created Time: 2023-01-29
|
||||
* Author: nuomi1 (nuomi1@qq.com)
|
||||
*/
|
||||
|
||||
/* 左部分配列と右部分配列をマージ */
|
||||
func merge(nums: inout [Int], left: Int, mid: Int, right: Int) {
|
||||
// 左部分配列の区間は [left, mid]、右部分配列の区間は [mid+1, right]
|
||||
// マージ結果を格納する一時配列 tmp を作成
|
||||
var tmp = Array(repeating: 0, count: right - left + 1)
|
||||
// 左右の部分配列の開始インデックスを初期化する
|
||||
var i = left, j = mid + 1, k = 0
|
||||
// 左右の部分配列にまだ要素がある間は比較し、小さいほうを一時配列にコピーする
|
||||
while i <= mid, j <= right {
|
||||
if nums[i] <= nums[j] {
|
||||
tmp[k] = nums[i]
|
||||
i += 1
|
||||
} else {
|
||||
tmp[k] = nums[j]
|
||||
j += 1
|
||||
}
|
||||
k += 1
|
||||
}
|
||||
// 左右の部分配列の残り要素を一時配列にコピーする
|
||||
while i <= mid {
|
||||
tmp[k] = nums[i]
|
||||
i += 1
|
||||
k += 1
|
||||
}
|
||||
while j <= right {
|
||||
tmp[k] = nums[j]
|
||||
j += 1
|
||||
k += 1
|
||||
}
|
||||
// 一時配列 tmp の要素を元の配列 nums の対応区間にコピーする
|
||||
for k in tmp.indices {
|
||||
nums[left + k] = tmp[k]
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* マージソート */
|
||||
func mergeSort(nums: inout [Int], left: Int, right: Int) {
|
||||
// 終了条件
|
||||
if left >= right { // 部分配列の長さが 1 になったら再帰を終了
|
||||
return
|
||||
}
|
||||
// 分割フェーズ
|
||||
let mid = left + (right - left) / 2 // 中点を計算
|
||||
mergeSort(nums: &nums, left: left, right: mid) // 左部分配列を再帰処理
|
||||
mergeSort(nums: &nums, left: mid + 1, right: right) // 右部分配列を再帰処理
|
||||
// マージフェーズ
|
||||
merge(nums: &nums, left: left, mid: mid, right: right)
|
||||
}
|
||||
|
||||
@main
|
||||
enum MergeSort {
|
||||
/* Driver Code */
|
||||
static func main() {
|
||||
/* マージソート */
|
||||
var nums = [7, 3, 2, 6, 0, 1, 5, 4]
|
||||
mergeSort(nums: &nums, left: nums.startIndex, right: nums.endIndex - 1)
|
||||
print("マージソート完了後 nums = \(nums)")
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
@@ -0,0 +1,114 @@
|
||||
/**
|
||||
* File: quick_sort.swift
|
||||
* Created Time: 2023-01-29
|
||||
* Author: nuomi1 (nuomi1@qq.com)
|
||||
*/
|
||||
|
||||
/* クイックソートクラス */
|
||||
/* 番兵分割 */
|
||||
func partition(nums: inout [Int], left: Int, right: Int) -> Int {
|
||||
// nums[left] を基準値とする
|
||||
var i = left
|
||||
var j = right
|
||||
while i < j {
|
||||
while i < j, nums[j] >= nums[left] {
|
||||
j -= 1 // 右から左へ基準値未満の最初の要素を探す
|
||||
}
|
||||
while i < j, nums[i] <= nums[left] {
|
||||
i += 1 // 左から右へ基準値より大きい最初の要素を探す
|
||||
}
|
||||
nums.swapAt(i, j) // この 2 つの要素を交換
|
||||
}
|
||||
nums.swapAt(i, left) // 基準値を 2 つの部分配列の境界へ交換する
|
||||
return i // 基準値のインデックスを返す
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* クイックソート */
|
||||
func quickSort(nums: inout [Int], left: Int, right: Int) {
|
||||
// 部分配列の長さが 1 なら再帰を終了する
|
||||
if left >= right {
|
||||
return
|
||||
}
|
||||
// 番兵分割
|
||||
let pivot = partition(nums: &nums, left: left, right: right)
|
||||
// 左右の部分配列を再帰処理
|
||||
quickSort(nums: &nums, left: left, right: pivot - 1)
|
||||
quickSort(nums: &nums, left: pivot + 1, right: right)
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* クイックソートクラス（中央値ピボット最適化） */
|
||||
/* 3つの候補要素の中央値を選ぶ */
|
||||
func medianThree(nums: [Int], left: Int, mid: Int, right: Int) -> Int {
|
||||
let l = nums[left]
|
||||
let m = nums[mid]
|
||||
let r = nums[right]
|
||||
if (l <= m && m <= r) || (r <= m && m <= l) {
|
||||
return mid // m は l と r の間
|
||||
}
|
||||
if (m <= l && l <= r) || (r <= l && l <= m) {
|
||||
return left // l は m と r の間
|
||||
}
|
||||
return right
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 番兵による分割処理（3 点中央値） */
|
||||
func partitionMedian(nums: inout [Int], left: Int, right: Int) -> Int {
|
||||
// 3つの候補要素の中央値を選ぶ
|
||||
let med = medianThree(nums: nums, left: left, mid: left + (right - left) / 2, right: right)
|
||||
// 中央値を配列の最左端に交換する
|
||||
nums.swapAt(left, med)
|
||||
return partition(nums: &nums, left: left, right: right)
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* クイックソート（中央値の基準値で最適化） */
|
||||
func quickSortMedian(nums: inout [Int], left: Int, right: Int) {
|
||||
// 部分配列の長さが 1 なら再帰を終了する
|
||||
if left >= right {
|
||||
return
|
||||
}
|
||||
// 番兵分割
|
||||
let pivot = partitionMedian(nums: &nums, left: left, right: right)
|
||||
// 左右の部分配列を再帰処理
|
||||
quickSortMedian(nums: &nums, left: left, right: pivot - 1)
|
||||
quickSortMedian(nums: &nums, left: pivot + 1, right: right)
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* クイックソート（再帰深度最適化） */
|
||||
func quickSortTailCall(nums: inout [Int], left: Int, right: Int) {
|
||||
var left = left
|
||||
var right = right
|
||||
// 部分配列の長さが 1 なら終了
|
||||
while left < right {
|
||||
// 番兵による分割処理
|
||||
let pivot = partition(nums: &nums, left: left, right: right)
|
||||
// 2 つの部分配列のうち短いほうにクイックソートを適用する
|
||||
if (pivot - left) < (right - pivot) {
|
||||
quickSortTailCall(nums: &nums, left: left, right: pivot - 1) // 左部分配列を再帰的にソート
|
||||
left = pivot + 1 // 未ソート区間の残りは [pivot + 1, right]
|
||||
} else {
|
||||
quickSortTailCall(nums: &nums, left: pivot + 1, right: right) // 右部分配列を再帰的にソート
|
||||
right = pivot - 1 // 未ソート区間の残りは [left, pivot - 1]
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
@main
|
||||
enum QuickSort {
|
||||
/* Driver Code */
|
||||
static func main() {
|
||||
/* クイックソート */
|
||||
var nums = [2, 4, 1, 0, 3, 5]
|
||||
quickSort(nums: &nums, left: nums.startIndex, right: nums.endIndex - 1)
|
||||
print("クイックソート完了後 nums = \(nums)")
|
||||
|
||||
/* クイックソート（中央値の基準値で最適化） */
|
||||
var nums1 = [2, 4, 1, 0, 3, 5]
|
||||
quickSortMedian(nums: &nums1, left: nums1.startIndex, right: nums1.endIndex - 1)
|
||||
print("クイックソート（中央値ピボット最適化）完了後 nums1 = \(nums1)")
|
||||
|
||||
/* クイックソート（再帰深度最適化） */
|
||||
var nums2 = [2, 4, 1, 0, 3, 5]
|
||||
quickSortTailCall(nums: &nums2, left: nums2.startIndex, right: nums2.endIndex - 1)
|
||||
print("クイックソート（再帰深度最適化）完了後 nums2 = \(nums2)")
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
@@ -0,0 +1,79 @@
|
||||
/**
|
||||
* File: radix_sort.swift
|
||||
* Created Time: 2023-01-29
|
||||
* Author: nuomi1 (nuomi1@qq.com)
|
||||
*/
|
||||
|
||||
/* 要素 num の下から k 桁目を取得（exp = 10^(k-1)） */
|
||||
func digit(num: Int, exp: Int) -> Int {
|
||||
// ここで高コストな累乗計算を繰り返さないよう、k ではなく exp を渡す
|
||||
(num / exp) % 10
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 計数ソート（nums の k 桁目でソート） */
|
||||
func countingSortDigit(nums: inout [Int], exp: Int) {
|
||||
// 10 進数の各桁は 0~9 の範囲なので、長さ 10 のバケット配列が必要
|
||||
var counter = Array(repeating: 0, count: 10)
|
||||
// 0~9 の各数字の出現回数を集計する
|
||||
for i in nums.indices {
|
||||
let d = digit(num: nums[i], exp: exp) // nums[i] の第 k 位を取得し、d とする
|
||||
counter[d] += 1 // 数字 d の出現回数を数える
|
||||
}
|
||||
// 累積和を求め、「出現回数」を「配列インデックス」に変換する
|
||||
for i in 1 ..< 10 {
|
||||
counter[i] += counter[i - 1]
|
||||
}
|
||||
// 逆順に走査し、バケット内の集計結果に従って各要素を res に格納する
|
||||
var res = Array(repeating: 0, count: nums.count)
|
||||
for i in nums.indices.reversed() {
|
||||
let d = digit(num: nums[i], exp: exp)
|
||||
let j = counter[d] - 1 // d の配列内インデックス j を取得する
|
||||
res[j] = nums[i] // 現在の要素をインデックス j に格納する
|
||||
counter[d] -= 1 // d の個数を 1 減らす
|
||||
}
|
||||
// 結果で元の配列 nums を上書きする
|
||||
for i in nums.indices {
|
||||
nums[i] = res[i]
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 基数ソート */
|
||||
func radixSort(nums: inout [Int]) {
|
||||
// 最大桁数の判定用に配列の最大要素を取得
|
||||
var m = Int.min
|
||||
for num in nums {
|
||||
if num > m {
|
||||
m = num
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
// 下位桁から上位桁の順に走査する
|
||||
for exp in sequence(first: 1, next: { m >= ($0 * 10) ? $0 * 10 : nil }) {
|
||||
// 配列要素の k 桁目に対して計数ソートを行う
|
||||
// k = 1 -> exp = 1
|
||||
// k = 2 -> exp = 10
|
||||
// つまり exp = 10^(k-1)
|
||||
countingSortDigit(nums: &nums, exp: exp)
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
@main
|
||||
enum RadixSort {
|
||||
/* Driver Code */
|
||||
static func main() {
|
||||
// 基数ソート
|
||||
var nums = [
|
||||
10_546_151,
|
||||
35_663_510,
|
||||
42_865_989,
|
||||
34_862_445,
|
||||
81_883_077,
|
||||
88_906_420,
|
||||
72_429_244,
|
||||
30_524_779,
|
||||
82_060_337,
|
||||
63_832_996,
|
||||
]
|
||||
radixSort(nums: &nums)
|
||||
print("基数ソート完了後 nums = \(nums)")
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
@@ -0,0 +1,31 @@
|
||||
/**
|
||||
* File: selection_sort.swift
|
||||
* Created Time: 2023-05-28
|
||||
* Author: nuomi1 (nuomi1@qq.com)
|
||||
*/
|
||||
|
||||
/* 選択ソート */
|
||||
func selectionSort(nums: inout [Int]) {
|
||||
// 外側ループ：未整列区間は [i, n-1]
|
||||
for i in nums.indices.dropLast() {
|
||||
// 内側のループ：未ソート区間の最小要素を見つける
|
||||
var k = i
|
||||
for j in nums.indices.dropFirst(i + 1) {
|
||||
if nums[j] < nums[k] {
|
||||
k = j // 最小要素のインデックスを記録
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
// その最小要素を未整列区間の先頭要素と交換する
|
||||
nums.swapAt(i, k)
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
@main
|
||||
enum SelectionSort {
|
||||
/* Driver Code */
|
||||
static func main() {
|
||||
var nums = [4, 1, 3, 1, 5, 2]
|
||||
selectionSort(nums: &nums)
|
||||
print("選択ソート完了後 nums = \(nums)")
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
Reference in New Issue
Block a user