hello-algo/zh-hant/codes/zig/chapter_computational_complexity/space_complexity.zig

// File: space_complexity.zig
// Created Time: 2023-01-07
// Author: codingonion (coderonion@gmail.com)

const std = @import("std");
const inc = @import("include");

// 函式
fn function() i32 {
    // 執行某些操作
    return 0;
}

// 常數階
fn constant(n: i32) void {
    // 常數、變數、物件佔用 O(1) 空間
    const a: i32 = 0;
    var b: i32 = 0;
    var nums = [_]i32{0}**10000;
    var node = inc.ListNode(i32){.val = 0};
    var i: i32 = 0;
    // 迴圈中的變數佔用 O(1) 空間
    while (i < n) : (i += 1) {
        var c: i32 = 0;
        _ = c;
    }
    // 迴圈中的函式佔用 O(1) 空間
    i = 0;
    while (i < n) : (i += 1) {
        _ = function();
    }
    _ = a;
    _ = b;
    _ = nums;
    _ = node;
}

// 線性階
fn linear(comptime n: i32) !void {
    // 長度為 n 的陣列佔用 O(n) 空間
    var nums = [_]i32{0}**n;
    // 長度為 n 的串列佔用 O(n) 空間
    var nodes = std.ArrayList(i32).init(std.heap.page_allocator);
    defer nodes.deinit();
    var i: i32 = 0;
    while (i < n) : (i += 1) {
        try nodes.append(i);
    }
    // 長度為 n 的雜湊表佔用 O(n) 空間
    var map = std.AutoArrayHashMap(i32, []const u8).init(std.heap.page_allocator);
    defer map.deinit();
    var j: i32 = 0;
    while (j < n) : (j += 1) {
        const string = try std.fmt.allocPrint(std.heap.page_allocator, "{d}", .{j});
        defer std.heap.page_allocator.free(string);
        try map.put(i, string);
    }
    _ = nums;
}

// 線性階（遞迴實現）
fn linearRecur(comptime n: i32) void {
    std.debug.print("遞迴 n = {}\n", .{n});
    if (n == 1) return;
    linearRecur(n - 1);
}

// 平方階
fn quadratic(n: i32) !void {
    // 二維串列佔用 O(n^2) 空間
    var nodes = std.ArrayList(std.ArrayList(i32)).init(std.heap.page_allocator);
    defer nodes.deinit();
    var i: i32 = 0;
    while (i < n) : (i += 1) {
        var tmp = std.ArrayList(i32).init(std.heap.page_allocator);
        defer tmp.deinit();
        var j: i32 = 0;
        while (j < n) : (j += 1) {
            try tmp.append(0);
        }
        try nodes.append(tmp);
    }
}

// 平方階（遞迴實現）
fn quadraticRecur(comptime n: i32) i32 {
    if (n <= 0) return 0;
    var nums = [_]i32{0}**n;
    std.debug.print("遞迴 n = {} 中的 nums 長度 = {}\n", .{n, nums.len});
    return quadraticRecur(n - 1);
}

// 指數階（建立滿二元樹）
fn buildTree(mem_allocator: std.mem.Allocator, n: i32) !?*inc.TreeNode(i32) {
    if (n == 0) return null;
    const root = try mem_allocator.create(inc.TreeNode(i32));
    root.init(0);
    root.left = try buildTree(mem_allocator, n - 1);
    root.right = try buildTree(mem_allocator, n - 1);
    return root;
}

// Driver Code
pub fn main() !void {
    const n: i32 = 5;
    // 常數階
    constant(n);
    // 線性階
    try linear(n);
    linearRecur(n);
    // 平方階
    try quadratic(n);
    _ = quadraticRecur(n);
    // 指數階
    var mem_arena = std.heap.ArenaAllocator.init(std.heap.page_allocator);
    defer mem_arena.deinit();
    var root = blk_root: {
        const mem_allocator = mem_arena.allocator();
        break :blk_root try buildTree(mem_allocator, n);
    };
    try inc.PrintUtil.printTree(root, null, false);

    _ = try std.io.getStdIn().reader().readByte();
}