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a427cb1b4d
48 changed files with 4325 additions and 65 deletions
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@ -35,7 +35,7 @@ namespace hello_algo.chapter_array_and_linkedlist
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/// <summary>
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/// <summary>
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/// 访问链表中索引为 index 的结点
|
/// 访问链表中索引为 index 的结点
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/// </summary>
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/// </summary>
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public static ListNode Access(ListNode head, int index)
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public static ListNode? Access(ListNode head, int index)
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{
|
{
|
||||||
for (int i = 0; i < index; i++)
|
for (int i = 0; i < index; i++)
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{
|
{
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||||||
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@ -89,8 +89,8 @@ namespace hello_algo.chapter_array_and_linkedlist
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Console.WriteLine($"删除结点后的链表为{n0}");
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Console.WriteLine($"删除结点后的链表为{n0}");
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// 访问结点
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// 访问结点
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ListNode node = Access(n0, 3);
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ListNode? node = Access(n0, 3);
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Console.WriteLine($"链表中索引 3 处的结点的值 = {node.val}");
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Console.WriteLine($"链表中索引 3 处的结点的值 = {node?.val}");
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// 查找结点
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// 查找结点
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int index = Find(n0, 2);
|
int index = Find(n0, 2);
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76
codes/csharp/chapter_array_and_linkedlist/list.cs
Normal file
76
codes/csharp/chapter_array_and_linkedlist/list.cs
Normal file
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@ -0,0 +1,76 @@
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using Newtonsoft.Json.Linq;
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using NUnit.Framework;
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using System;
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using System.Collections.Generic;
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using System.Linq;
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using System.Text;
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using System.Threading.Tasks;
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using System.Xml.Linq;
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namespace hello_algo.chapter_array_and_linkedlist
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{
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public class list
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{
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[Test]
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public void Test()
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{
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/* 初始化列表 */
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// 注意数组的元素类型是 int[] 的包装类 int[]
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int[] numbers = new int[] { 1, 3, 2, 5, 4 };
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List<int> list = numbers.ToList();
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Console.WriteLine("列表 list = " + string.Join(",",list));
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/* 访问元素 */
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int num = list[1];
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Console.WriteLine("访问索引 1 处的元素,得到 num = " + num);
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/* 更新元素 */
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list[1]=0;
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Console.WriteLine("将索引 1 处的元素更新为 0 ,得到 list = " + string.Join(",", list));
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/* 清空列表 */
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list.Clear();
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Console.WriteLine("清空列表后 list = " + string.Join(",", list));
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/* 尾部添加元素 */
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list.Add(1);
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||||||
|
list.Add(3);
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list.Add(2);
|
||||||
|
list.Add(5);
|
||||||
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list.Add(4);
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|
Console.WriteLine("添加元素后 list = " + string.Join(",", list));
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/* 中间插入元素 */
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list.Insert(3, 6);
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|
Console.WriteLine("在索引 3 处插入数字 6 ,得到 list = " + string.Join(",", list));
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|
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/* 删除元素 */
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list.Remove(3);
|
||||||
|
Console.WriteLine("删除索引 3 处的元素,得到 list = " + string.Join(",", list));
|
||||||
|
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|
/* 通过索引遍历列表 */
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int count = 0;
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for (int i = 0; i < list.Count(); i++)
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{
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||||||
|
count++;
|
||||||
|
}
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||||||
|
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||||||
|
/* 直接遍历列表元素 */
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|
count = 0;
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foreach (int n in list)
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{
|
||||||
|
count++;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
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||||||
|
/* 拼接两个列表 */
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|
List<int> list1 = new() { 6, 8, 7, 10, 9 };
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list.AddRange(list1);
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||||||
|
Console.WriteLine("将列表 list1 拼接到 list 之后,得到 list = " + string.Join(",", list));
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/* 排序列表 */
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list.Sort(); // 排序后,列表元素从小到大排列
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|
Console.WriteLine("排序列表后 list = " + string.Join(",", list));
|
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}
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|
}
|
||||||
|
}
|
164
codes/csharp/chapter_array_and_linkedlist/my_list.cs
Normal file
164
codes/csharp/chapter_array_and_linkedlist/my_list.cs
Normal file
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@ -0,0 +1,164 @@
|
||||||
|
using Newtonsoft.Json.Linq;
|
||||||
|
using NUnit.Framework;
|
||||||
|
using System;
|
||||||
|
using System.Collections.Generic;
|
||||||
|
using System.Linq;
|
||||||
|
using System.Text;
|
||||||
|
using System.Threading.Tasks;
|
||||||
|
|
||||||
|
namespace hello_algo.chapter_array_and_linkedlist
|
||||||
|
{
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|
class MyList
|
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|
{
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||||||
|
private int[] nums; // 数组(存储列表元素)
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private int capacity = 10; // 列表容量
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|
private int size = 0; // 列表长度(即当前元素数量)
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|
private int extendRatio = 2; // 每次列表扩容的倍数
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|
/* 构造函数 */
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|
public MyList()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
nums = new int[capacity];
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 获取列表长度(即当前元素数量)*/
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||||||
|
public int Size()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
return size;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 获取列表容量 */
|
||||||
|
public int Capacity()
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|
{
|
||||||
|
return capacity;
|
||||||
|
}
|
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|
|
||||||
|
/* 访问元素 */
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|
public int get(int index)
|
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|
{
|
||||||
|
// 索引如果越界则抛出异常,下同
|
||||||
|
if (index >= size)
|
||||||
|
throw new IndexOutOfRangeException("索引越界");
|
||||||
|
return nums[index];
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 更新元素 */
|
||||||
|
public void set(int index, int num)
|
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|
{
|
||||||
|
if (index >= size)
|
||||||
|
throw new IndexOutOfRangeException("索引越界");
|
||||||
|
nums[index] = num;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 尾部添加元素 */
|
||||||
|
public void add(int num)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// 元素数量超出容量时,触发扩容机制
|
||||||
|
if (size == Capacity())
|
||||||
|
extendCapacity();
|
||||||
|
nums[size] = num;
|
||||||
|
// 更新元素数量
|
||||||
|
size++;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 中间插入元素 */
|
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|
public void insert(int index, int num)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (index >= size)
|
||||||
|
throw new IndexOutOfRangeException("索引越界");
|
||||||
|
// 元素数量超出容量时,触发扩容机制
|
||||||
|
if (size == Capacity())
|
||||||
|
extendCapacity();
|
||||||
|
// 将索引 index 以及之后的元素都向后移动一位
|
||||||
|
for (int j = size - 1; j >= index; j--)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
nums[j + 1] = nums[j];
|
||||||
|
}
|
||||||
|
nums[index] = num;
|
||||||
|
// 更新元素数量
|
||||||
|
size++;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 删除元素 */
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||||||
|
public int remove(int index)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (index >= size)
|
||||||
|
throw new IndexOutOfRangeException("索引越界");
|
||||||
|
int num = nums[index];
|
||||||
|
// 将索引 index 之后的元素都向前移动一位
|
||||||
|
for (int j = index; j < size - 1; j++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
nums[j] = nums[j + 1];
|
||||||
|
}
|
||||||
|
// 更新元素数量
|
||||||
|
size--;
|
||||||
|
// 返回被删除元素
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|
return num;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 列表扩容 */
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|
public void extendCapacity()
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||||||
|
{
|
||||||
|
// 新建一个长度为 size 的数组,并将原数组拷贝到新数组
|
||||||
|
System.Array.Resize(ref nums, Capacity() * extendRatio);
|
||||||
|
// 更新列表容量
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||||||
|
capacity = nums.Length;
|
||||||
|
}
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||||||
|
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|
/* 将列表转换为数组 */
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|
public int[] toArray()
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|
{
|
||||||
|
int size = Size();
|
||||||
|
// 仅转换有效长度范围内的列表元素
|
||||||
|
int[] nums = new int[size];
|
||||||
|
for (int i = 0; i < size; i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
nums[i] = get(i);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
return nums;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
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public class my_list
|
||||||
|
{
|
||||||
|
[Test]
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||||||
|
public void Test()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
/* 初始化列表 */
|
||||||
|
MyList list = new MyList();
|
||||||
|
/* 尾部添加元素 */
|
||||||
|
list.add(1);
|
||||||
|
list.add(3);
|
||||||
|
list.add(2);
|
||||||
|
list.add(5);
|
||||||
|
list.add(4);
|
||||||
|
Console.WriteLine("列表 list = " + string.Join(",", list.toArray()) +
|
||||||
|
" ,容量 = " + list.Capacity() + " ,长度 = " + list.Size());
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 中间插入元素 */
|
||||||
|
list.insert(3, 6);
|
||||||
|
Console.WriteLine("在索引 3 处插入数字 6 ,得到 list = " + string.Join(",", list.toArray()));
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 删除元素 */
|
||||||
|
list.remove(3);
|
||||||
|
Console.WriteLine("删除索引 3 处的元素,得到 list = " + string.Join(",", list.toArray()));
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 访问元素 */
|
||||||
|
int num = list.get(1);
|
||||||
|
Console.WriteLine("访问索引 1 处的元素,得到 num = " + num);
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 更新元素 */
|
||||||
|
list.set(1, 0);
|
||||||
|
Console.WriteLine("将索引 1 处的元素更新为 0 ,得到 list = " + string.Join(",", list.toArray()));
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 测试扩容机制 */
|
||||||
|
for (int i = 0; i < 10; i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// 在 i = 5 时,列表长度将超出列表容量,此时触发扩容机制
|
||||||
|
list.add(i);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
Console.WriteLine("扩容后的列表 list = " + string.Join(",", list.toArray()) +
|
||||||
|
" ,容量 = " + list.Capacity() + " ,长度 = " + list.Size());
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
|
@ -0,0 +1,68 @@
|
||||||
|
using NUnit.Framework;
|
||||||
|
using System;
|
||||||
|
using System.Collections.Generic;
|
||||||
|
using System.Linq;
|
||||||
|
using System.Text;
|
||||||
|
using System.Threading.Tasks;
|
||||||
|
|
||||||
|
namespace hello_algo.chapter_computational_complexity
|
||||||
|
{
|
||||||
|
class SolutionBruteForce
|
||||||
|
{
|
||||||
|
public int[] twoSum(int[] nums, int target)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
int size = nums.Length;
|
||||||
|
// 两层循环,时间复杂度 O(n^2)
|
||||||
|
for (int i = 0; i < size - 1; i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
for (int j = i + 1; j < size; j++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (nums[i] + nums[j] == target)
|
||||||
|
return new int[] { i, j };
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
return new int[0];
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
class SolutionHashMap
|
||||||
|
{
|
||||||
|
public int[] twoSum(int[] nums, int target)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
int size = nums.Length;
|
||||||
|
// 辅助哈希表,空间复杂度 O(n)
|
||||||
|
Dictionary<int, int> dic = new();
|
||||||
|
// 单层循环,时间复杂度 O(n)
|
||||||
|
for (int i = 0; i < size; i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (dic.ContainsKey(target - nums[i]))
|
||||||
|
{
|
||||||
|
return new int[] { dic[target - nums[i]], i };
|
||||||
|
}
|
||||||
|
dic.Add(nums[i], i);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
return new int[0];
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
public class leetcode_two_sum
|
||||||
|
{
|
||||||
|
[Test]
|
||||||
|
public void Test()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// ======= Test Case =======
|
||||||
|
int[] nums = { 2, 7, 11, 15 };
|
||||||
|
int target = 9;
|
||||||
|
|
||||||
|
// ====== Driver Code ======
|
||||||
|
// 方法一
|
||||||
|
SolutionBruteForce slt1 = new SolutionBruteForce();
|
||||||
|
int[] res = slt1.twoSum(nums, target);
|
||||||
|
Console.WriteLine("方法一 res = " + string.Join(",", res));
|
||||||
|
// 方法二
|
||||||
|
SolutionHashMap slt2 = new SolutionHashMap();
|
||||||
|
res = slt2.twoSum(nums, target);
|
||||||
|
Console.WriteLine("方法二 res = " + string.Join(",", res));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
|
@ -0,0 +1,121 @@
|
||||||
|
using hello_algo.include;
|
||||||
|
using NUnit.Framework;
|
||||||
|
using System;
|
||||||
|
using System.Collections.Generic;
|
||||||
|
using System.Linq;
|
||||||
|
using System.Text;
|
||||||
|
using System.Threading.Tasks;
|
||||||
|
|
||||||
|
namespace hello_algo.chapter_computational_complexity
|
||||||
|
{
|
||||||
|
public class space_complexity
|
||||||
|
{
|
||||||
|
/* 函数 */
|
||||||
|
static int function()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// do something
|
||||||
|
return 0;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 常数阶 */
|
||||||
|
static void constant(int n)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// 常量、变量、对象占用 O(1) 空间
|
||||||
|
int a = 0;
|
||||||
|
int b = 0;
|
||||||
|
int[] nums = new int[10000];
|
||||||
|
ListNode node = new ListNode(0);
|
||||||
|
// 循环中的变量占用 O(1) 空间
|
||||||
|
for (int i = 0; i < n; i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
int c = 0;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
// 循环中的函数占用 O(1) 空间
|
||||||
|
for (int i = 0; i < n; i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
function();
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 线性阶 */
|
||||||
|
static void linear(int n)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// 长度为 n 的数组占用 O(n) 空间
|
||||||
|
int[] nums = new int[n];
|
||||||
|
// 长度为 n 的列表占用 O(n) 空间
|
||||||
|
List<ListNode> nodes = new();
|
||||||
|
for (int i = 0; i < n; i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
nodes.Add(new ListNode(i));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
// 长度为 n 的哈希表占用 O(n) 空间
|
||||||
|
Dictionary<int, String> map = new();
|
||||||
|
for (int i = 0; i < n; i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
map.Add(i, i.ToString());
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 线性阶(递归实现) */
|
||||||
|
static void linearRecur(int n)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
Console.WriteLine("递归 n = " + n);
|
||||||
|
if (n == 1) return;
|
||||||
|
linearRecur(n - 1);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 平方阶 */
|
||||||
|
static void quadratic(int n)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// 矩阵占用 O(n^2) 空间
|
||||||
|
int[,] numMatrix = new int[n, n];
|
||||||
|
// 二维列表占用 O(n^2) 空间
|
||||||
|
List<List<int>> numList = new();
|
||||||
|
for (int i = 0; i < n; i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
List<int> tmp = new();
|
||||||
|
for (int j = 0; j < n; j++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
tmp.Add(0);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
numList.Add(tmp);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 平方阶(递归实现) */
|
||||||
|
static int quadraticRecur(int n)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (n <= 0) return 0;
|
||||||
|
int[] nums = new int[n];
|
||||||
|
Console.WriteLine("递归 n = " + n + " 中的 nums 长度 = " + nums.Length);
|
||||||
|
return quadraticRecur(n - 1);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 指数阶(建立满二叉树) */
|
||||||
|
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;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
[Test]
|
||||||
|
public void Test()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
int n = 5;
|
||||||
|
// 常数阶
|
||||||
|
constant(n);
|
||||||
|
// 线性阶
|
||||||
|
linear(n);
|
||||||
|
linearRecur(n);
|
||||||
|
// 平方阶
|
||||||
|
quadratic(n);
|
||||||
|
quadraticRecur(n);
|
||||||
|
// 指数阶
|
||||||
|
TreeNode? root = buildTree(n);
|
||||||
|
PrintUtil.printTree(root);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
226
codes/csharp/chapter_computational_complexity/time_complexity.cs
Normal file
226
codes/csharp/chapter_computational_complexity/time_complexity.cs
Normal file
|
@ -0,0 +1,226 @@
|
||||||
|
using NUnit.Framework;
|
||||||
|
|
||||||
|
namespace hello_algo.chapter_computational_complexity
|
||||||
|
{
|
||||||
|
public class time_complexity
|
||||||
|
{
|
||||||
|
void algorithm(int n)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
int a = 1; // +0(技巧 1)
|
||||||
|
a = a + n; // +0(技巧 1)
|
||||||
|
// +n(技巧 2)
|
||||||
|
for (int i = 0; i < 5 * n + 1; i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
Console.WriteLine(0);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
// +n*n(技巧 3)
|
||||||
|
for (int i = 0; i < 2 * n; i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
for (int j = 0; j < n + 1; j++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
Console.WriteLine(0);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// 算法 A 时间复杂度:常数阶
|
||||||
|
void algorithm_A(int n)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
Console.WriteLine(0);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
// 算法 B 时间复杂度:线性阶
|
||||||
|
void algorithm_B(int n)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
for (int i = 0; i < n; i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
Console.WriteLine(0);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
// 算法 C 时间复杂度:常数阶
|
||||||
|
void algorithm_C(int n)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
for (int i = 0; i < 1000000; i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
Console.WriteLine(0);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 常数阶 */
|
||||||
|
static int constant(int n)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
int count = 0;
|
||||||
|
int size = 100000;
|
||||||
|
for (int i = 0; i < size; i++)
|
||||||
|
count++;
|
||||||
|
return count;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 线性阶 */
|
||||||
|
static int linear(int n)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
int count = 0;
|
||||||
|
for (int i = 0; i < n; i++)
|
||||||
|
count++;
|
||||||
|
return count;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 线性阶(遍历数组) */
|
||||||
|
static int arrayTraversal(int[] nums)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
int count = 0;
|
||||||
|
// 循环次数与数组长度成正比
|
||||||
|
foreach (int num in nums)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
count++;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
return count;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 平方阶 */
|
||||||
|
static int quadratic(int n)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
int count = 0;
|
||||||
|
// 循环次数与数组长度成平方关系
|
||||||
|
for (int i = 0; i < n; i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
for (int j = 0; j < n; j++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
count++;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
return count;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 平方阶(冒泡排序) */
|
||||||
|
static int bubbleSort(int[] nums)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
int count = 0; // 计数器
|
||||||
|
// 外循环:待排序元素数量为 n-1, n-2, ..., 1
|
||||||
|
for (int i = nums.Length - 1; i > 0; i--)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// 内循环:冒泡操作
|
||||||
|
for (int j = 0; j < i; j++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (nums[j] > nums[j + 1])
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// 交换 nums[j] 与 nums[j + 1]
|
||||||
|
int tmp = nums[j];
|
||||||
|
nums[j] = nums[j + 1];
|
||||||
|
nums[j + 1] = tmp;
|
||||||
|
count += 3; // 元素交换包含 3 个单元操作
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
return count;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 指数阶(循环实现) */
|
||||||
|
static int exponential(int n)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
int count = 0, bas = 1;
|
||||||
|
// cell 每轮一分为二,形成数列 1, 2, 4, 8, ..., 2^(n-1)
|
||||||
|
for (int i = 0; i < n; i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
for (int j = 0; j < bas; j++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
count++;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
bas *= 2;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
// count = 1 + 2 + 4 + 8 + .. + 2^(n-1) = 2^n - 1
|
||||||
|
return count;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 指数阶(递归实现) */
|
||||||
|
static int expRecur(int n)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (n == 1) return 1;
|
||||||
|
return expRecur(n - 1) + expRecur(n - 1) + 1;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 对数阶(循环实现) */
|
||||||
|
static int logarithmic(float n)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
int count = 0;
|
||||||
|
while (n > 1)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
n = n / 2;
|
||||||
|
count++;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
return count;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 对数阶(递归实现) */
|
||||||
|
static int logRecur(float n)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (n <= 1) return 0;
|
||||||
|
return logRecur(n / 2) + 1;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 线性对数阶 */
|
||||||
|
static int linearLogRecur(float n)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (n <= 1) return 1;
|
||||||
|
int count = linearLogRecur(n / 2) +
|
||||||
|
linearLogRecur(n / 2);
|
||||||
|
for (int i = 0; i < n; i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
count++;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
return count;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 阶乘阶(递归实现) */
|
||||||
|
static int factorialRecur(int n)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (n == 0) return 1;
|
||||||
|
int count = 0;
|
||||||
|
// 从 1 个分裂出 n 个
|
||||||
|
for (int i = 0; i < n; i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
count += factorialRecur(n - 1);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
return count;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
[Test]
|
||||||
|
public void Test()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// 可以修改 n 运行,体会一下各种复杂度的操作数量变化趋势
|
||||||
|
int n = 8;
|
||||||
|
Console.WriteLine("输入数据大小 n = " + n);
|
||||||
|
|
||||||
|
int count = constant(n);
|
||||||
|
Console.WriteLine("常数阶的计算操作数量 = " + count);
|
||||||
|
|
||||||
|
count = linear(n);
|
||||||
|
Console.WriteLine("线性阶的计算操作数量 = " + count);
|
||||||
|
count = arrayTraversal(new int[n]);
|
||||||
|
Console.WriteLine("线性阶(遍历数组)的计算操作数量 = " + count);
|
||||||
|
|
||||||
|
count = quadratic(n);
|
||||||
|
Console.WriteLine("平方阶的计算操作数量 = " + 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);
|
||||||
|
Console.WriteLine("平方阶(冒泡排序)的计算操作数量 = " + count);
|
||||||
|
|
||||||
|
count = exponential(n);
|
||||||
|
Console.WriteLine("指数阶(循环实现)的计算操作数量 = " + count);
|
||||||
|
count = expRecur(n);
|
||||||
|
Console.WriteLine("指数阶(递归实现)的计算操作数量 = " + count);
|
||||||
|
|
||||||
|
count = logarithmic((float)n);
|
||||||
|
Console.WriteLine("对数阶(循环实现)的计算操作数量 = " + count);
|
||||||
|
count = logRecur((float)n);
|
||||||
|
Console.WriteLine("对数阶(递归实现)的计算操作数量 = " + count);
|
||||||
|
|
||||||
|
count = linearLogRecur((float)n);
|
||||||
|
Console.WriteLine("线性对数阶(递归实现)的计算操作数量 = " + count);
|
||||||
|
|
||||||
|
count = factorialRecur(n);
|
||||||
|
Console.WriteLine("阶乘阶(递归实现)的计算操作数量 = " + count);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
|
@ -0,0 +1,58 @@
|
||||||
|
using System;
|
||||||
|
using System.Collections.Generic;
|
||||||
|
using System.Linq;
|
||||||
|
using System.Text;
|
||||||
|
using System.Threading.Tasks;
|
||||||
|
|
||||||
|
namespace hello_algo.chapter_computational_complexity
|
||||||
|
{
|
||||||
|
public class worst_best_time_complexity
|
||||||
|
{
|
||||||
|
/* 生成一个数组,元素为 { 1, 2, ..., n },顺序被打乱 */
|
||||||
|
static int[] randomNumbers(int n)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
int[] nums = new int[n];
|
||||||
|
// 生成数组 nums = { 1, 2, 3, ..., n }
|
||||||
|
for (int i = 0; i < n; i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
nums[i] = i + 1;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// 随机打乱数组元素
|
||||||
|
for (int i = 0; i < nums.Length; i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
var index = new Random().Next(i, nums.Length);
|
||||||
|
var tmp = nums[i];
|
||||||
|
var ran = nums[index];
|
||||||
|
nums[i] = ran;
|
||||||
|
nums[index] = tmp;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
return nums;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 查找数组 nums 中数字 1 所在索引 */
|
||||||
|
static int findOne(int[] nums)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
for (int i = 0; i < nums.Length; i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
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);
|
||||||
|
Console.WriteLine("\n数组 [ 1, 2, ..., n ] 被打乱后 = " + string.Join(",", nums));
|
||||||
|
Console.WriteLine("数字 1 的索引为 " + index);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
161
codes/csharp/chapter_hashing/array_hash_map.cs
Normal file
161
codes/csharp/chapter_hashing/array_hash_map.cs
Normal file
|
@ -0,0 +1,161 @@
|
||||||
|
|
||||||
|
using hello_algo.include;
|
||||||
|
using NUnit.Framework;
|
||||||
|
using System.Collections.Immutable;
|
||||||
|
|
||||||
|
namespace hello_algo.chapter_hashing
|
||||||
|
{
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 键值对 int->String */
|
||||||
|
class Entry
|
||||||
|
{
|
||||||
|
public int key;
|
||||||
|
public String val;
|
||||||
|
public Entry(int key, String val)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
this.key = key;
|
||||||
|
this.val = val;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 基于数组简易实现的哈希表 */
|
||||||
|
class ArrayHashMap
|
||||||
|
{
|
||||||
|
private List<Entry?> bucket;
|
||||||
|
public ArrayHashMap()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// 初始化一个长度为 100 的桶(数组)
|
||||||
|
bucket = new ();
|
||||||
|
for (int i = 0; i < 100; i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
bucket.Add(null);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 哈希函数 */
|
||||||
|
private int hashFunc(int key)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
int index = key % 100;
|
||||||
|
return index;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 查询操作 */
|
||||||
|
public String? get(int key)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
int index = hashFunc(key);
|
||||||
|
Entry? pair = bucket[index];
|
||||||
|
if (pair == null) return null;
|
||||||
|
return pair.val;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 添加操作 */
|
||||||
|
public void put(int key, String val)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
Entry pair = new Entry(key, val);
|
||||||
|
int index = hashFunc(key);
|
||||||
|
bucket[index]=pair;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 删除操作 */
|
||||||
|
public void remove(int key)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
int index = hashFunc(key);
|
||||||
|
// 置为 null ,代表删除
|
||||||
|
bucket[index]=null;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 获取所有键值对 */
|
||||||
|
public List<Entry> entrySet()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
List<Entry> entrySet = new ();
|
||||||
|
foreach (Entry? pair in bucket)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (pair != null)
|
||||||
|
entrySet.Add(pair);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
return entrySet;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 获取所有键 */
|
||||||
|
public List<int> keySet()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
List<int> keySet = new ();
|
||||||
|
foreach (Entry? pair in bucket)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (pair != null)
|
||||||
|
keySet.Add(pair.key);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
return keySet;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 获取所有值 */
|
||||||
|
public List<String> valueSet()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
List<String> valueSet = new ();
|
||||||
|
foreach (Entry? pair in bucket)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (pair != null)
|
||||||
|
valueSet.Add(pair.val);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
return valueSet;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 打印哈希表 */
|
||||||
|
public void print()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
foreach (Entry kv in entrySet())
|
||||||
|
{
|
||||||
|
Console.WriteLine(kv.key + " -> " + kv.val);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
public class array_hash_map
|
||||||
|
{
|
||||||
|
[Test]
|
||||||
|
public void Test()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
/* 初始化哈希表 */
|
||||||
|
ArrayHashMap map = new ArrayHashMap();
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 添加操作 */
|
||||||
|
// 在哈希表中添加键值对 (key, value)
|
||||||
|
map.put(12836, "小哈");
|
||||||
|
map.put(15937, "小啰");
|
||||||
|
map.put(16750, "小算");
|
||||||
|
map.put(13276, "小法");
|
||||||
|
map.put(10583, "小鸭");
|
||||||
|
Console.WriteLine("\n添加完成后,哈希表为\nKey -> Value");
|
||||||
|
map.print();
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 查询操作 */
|
||||||
|
// 向哈希表输入键 key ,得到值 value
|
||||||
|
String? name = map.get(15937);
|
||||||
|
Console.WriteLine("\n输入学号 15937 ,查询到姓名 " + name);
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 删除操作 */
|
||||||
|
// 在哈希表中删除键值对 (key, value)
|
||||||
|
map.remove(10583);
|
||||||
|
Console.WriteLine("\n删除 10583 后,哈希表为\nKey -> Value");
|
||||||
|
map.print();
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 遍历哈希表 */
|
||||||
|
Console.WriteLine("\n遍历键值对 Key->Value");
|
||||||
|
foreach (Entry kv in map.entrySet())
|
||||||
|
{
|
||||||
|
Console.WriteLine(kv.key + " -> " + kv.val);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
Console.WriteLine("\n单独遍历键 Key");
|
||||||
|
foreach (int key in map.keySet())
|
||||||
|
{
|
||||||
|
Console.WriteLine(key);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
Console.WriteLine("\n单独遍历值 Value");
|
||||||
|
foreach (String val in map.valueSet())
|
||||||
|
{
|
||||||
|
Console.WriteLine(val);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
52
codes/csharp/chapter_hashing/hash_map.cs
Normal file
52
codes/csharp/chapter_hashing/hash_map.cs
Normal file
|
@ -0,0 +1,52 @@
|
||||||
|
|
||||||
|
using hello_algo.include;
|
||||||
|
using NUnit.Framework;
|
||||||
|
using System.Collections.Immutable;
|
||||||
|
|
||||||
|
namespace hello_algo.chapter_hashing
|
||||||
|
{
|
||||||
|
|
||||||
|
public class hash_map {
|
||||||
|
[Test]
|
||||||
|
public void Test()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
/* 初始化哈希表 */
|
||||||
|
Dictionary<int, String> map = new ();
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 添加操作 */
|
||||||
|
// 在哈希表中添加键值对 (key, value)
|
||||||
|
map.Add(12836, "小哈");
|
||||||
|
map.Add(15937, "小啰");
|
||||||
|
map.Add(16750, "小算");
|
||||||
|
map.Add(13276, "小法");
|
||||||
|
map.Add(10583, "小鸭");
|
||||||
|
Console.WriteLine("\n添加完成后,哈希表为\nKey -> Value");
|
||||||
|
PrintUtil.printHashMap(map);
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 查询操作 */
|
||||||
|
// 向哈希表输入键 key ,得到值 value
|
||||||
|
String name = map[15937];
|
||||||
|
Console.WriteLine("\n输入学号 15937 ,查询到姓名 " + name);
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 删除操作 */
|
||||||
|
// 在哈希表中删除键值对 (key, value)
|
||||||
|
map.Remove(10583);
|
||||||
|
Console.WriteLine("\n删除 10583 后,哈希表为\nKey -> Value");
|
||||||
|
PrintUtil.printHashMap(map);
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 遍历哈希表 */
|
||||||
|
Console.WriteLine("\n遍历键值对 Key->Value");
|
||||||
|
foreach (var kv in map) {
|
||||||
|
Console.WriteLine(kv.Key + " -> " + kv.Value);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
Console.WriteLine("\n单独遍历键 Key");
|
||||||
|
foreach (int key in map.Keys) {
|
||||||
|
Console.WriteLine(key);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
Console.WriteLine("\n单独遍历值 Value");
|
||||||
|
foreach (String val in map.Values) {
|
||||||
|
Console.WriteLine(val);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
67
codes/csharp/chapter_searching/binary_search.cs
Normal file
67
codes/csharp/chapter_searching/binary_search.cs
Normal file
|
@ -0,0 +1,67 @@
|
||||||
|
using NUnit.Framework;
|
||||||
|
using System;
|
||||||
|
using System.Collections.Generic;
|
||||||
|
using System.Linq;
|
||||||
|
using System.Text;
|
||||||
|
using System.Threading.Tasks;
|
||||||
|
|
||||||
|
namespace hello_algo.chapter_searching
|
||||||
|
{
|
||||||
|
public class binary_search
|
||||||
|
{
|
||||||
|
/* 二分查找(双闭区间) */
|
||||||
|
static int binarySearch(int[] nums, int target)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// 初始化双闭区间 [0, n-1] ,即 i, j 分别指向数组首元素、尾元素
|
||||||
|
int i = 0, j = nums.Length - 1;
|
||||||
|
// 循环,当搜索区间为空时跳出(当 i > j 时为空)
|
||||||
|
while (i <= j)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
int m = (i + j) / 2; // 计算中点索引 m
|
||||||
|
if (nums[m] < target) // 此情况说明 target 在区间 [m+1, j] 中
|
||||||
|
i = m + 1;
|
||||||
|
else if (nums[m] > target) // 此情况说明 target 在区间 [i, m-1] 中
|
||||||
|
j = m - 1;
|
||||||
|
else // 找到目标元素,返回其索引
|
||||||
|
return m;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
// 未找到目标元素,返回 -1
|
||||||
|
return -1;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 二分查找(左闭右开) */
|
||||||
|
static int binarySearch1(int[] nums, int target)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// 初始化左闭右开 [0, n) ,即 i, j 分别指向数组首元素、尾元素+1
|
||||||
|
int i = 0, j = nums.Length;
|
||||||
|
// 循环,当搜索区间为空时跳出(当 i = j 时为空)
|
||||||
|
while (i < j)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
int m = (i + j) / 2; // 计算中点索引 m
|
||||||
|
if (nums[m] < target) // 此情况说明 target 在区间 [m+1, j) 中
|
||||||
|
i = m + 1;
|
||||||
|
else if (nums[m] > target) // 此情况说明 target 在区间 [i, m) 中
|
||||||
|
j = m;
|
||||||
|
else // 找到目标元素,返回其索引
|
||||||
|
return m;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
// 未找到目标元素,返回 -1
|
||||||
|
return -1;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
[Test]
|
||||||
|
public void Test()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
int target = 6;
|
||||||
|
int[] nums = { 1, 3, 6, 8, 12, 15, 23, 67, 70, 92 };
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 二分查找(双闭区间) */
|
||||||
|
int index = binarySearch(nums, target);
|
||||||
|
Console.WriteLine("目标元素 6 的索引 = " + index);
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 二分查找(左闭右开) */
|
||||||
|
index = binarySearch1(nums, target);
|
||||||
|
Console.WriteLine("目标元素 6 的索引 = " + index);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
60
codes/csharp/chapter_searching/hashing_search.cs
Normal file
60
codes/csharp/chapter_searching/hashing_search.cs
Normal file
|
@ -0,0 +1,60 @@
|
||||||
|
using hello_algo.include;
|
||||||
|
using NUnit.Framework;
|
||||||
|
using System;
|
||||||
|
using System.Collections;
|
||||||
|
using System.Collections.Generic;
|
||||||
|
using System.Linq;
|
||||||
|
using System.Text;
|
||||||
|
using System.Threading.Tasks;
|
||||||
|
|
||||||
|
namespace hello_algo.chapter_searching
|
||||||
|
{
|
||||||
|
public class hashing_search
|
||||||
|
{
|
||||||
|
/* 哈希查找(数组) */
|
||||||
|
static int hashingSearch(Dictionary<int, int> map, int target)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// 哈希表的 key: 目标元素,value: 索引
|
||||||
|
// 若哈希表中无此 key ,返回 -1
|
||||||
|
return map.GetValueOrDefault(target, -1);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 哈希查找(链表) */
|
||||||
|
static ListNode? hashingSearch1(Dictionary<int, ListNode> map, int target)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
|
||||||
|
// 哈希表的 key: 目标结点值,value: 结点对象
|
||||||
|
// 若哈希表中无此 key ,返回 null
|
||||||
|
return map.GetValueOrDefault(target);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
[Test]
|
||||||
|
public void Test()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
int target = 3;
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 哈希查找(数组) */
|
||||||
|
int[] nums = { 1, 5, 3, 2, 4, 7, 5, 9, 10, 8 };
|
||||||
|
// 初始化哈希表
|
||||||
|
Dictionary<int, int> map = new();
|
||||||
|
for (int i = 0; i < nums.Length; i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
map[nums[i]] = i; // key: 元素,value: 索引
|
||||||
|
}
|
||||||
|
int index = hashingSearch(map, target);
|
||||||
|
Console.WriteLine("目标元素 3 的索引 = " + index);
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 哈希查找(链表) */
|
||||||
|
ListNode head = ListNode.ArrToLinkedList(nums);
|
||||||
|
// 初始化哈希表
|
||||||
|
Dictionary<int, ListNode> map1 = new();
|
||||||
|
while (head != null)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
map1[head.val] = head; // key: 结点值,value: 结点
|
||||||
|
head = head.next;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
ListNode? node = hashingSearch1(map1, target);
|
||||||
|
Console.WriteLine("目标结点值 3 的对应结点对象为 " + node);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
58
codes/csharp/chapter_searching/linear_search.cs
Normal file
58
codes/csharp/chapter_searching/linear_search.cs
Normal file
|
@ -0,0 +1,58 @@
|
||||||
|
using hello_algo.include;
|
||||||
|
using NUnit.Framework;
|
||||||
|
using System;
|
||||||
|
using System.Collections.Generic;
|
||||||
|
using System.Linq;
|
||||||
|
using System.Text;
|
||||||
|
using System.Threading.Tasks;
|
||||||
|
|
||||||
|
namespace hello_algo.chapter_searching
|
||||||
|
{
|
||||||
|
public class linear_search
|
||||||
|
{
|
||||||
|
/* 线性查找(数组) */
|
||||||
|
static int linearSearch(int[] nums, int target)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// 遍历数组
|
||||||
|
for (int i = 0; i < nums.Length; i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// 找到目标元素,返回其索引
|
||||||
|
if (nums[i] == target)
|
||||||
|
return i;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
// 未找到目标元素,返回 -1
|
||||||
|
return -1;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 线性查找(链表) */
|
||||||
|
static ListNode? linearSearch(ListNode head, int target)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// 遍历链表
|
||||||
|
while (head != null)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// 找到目标结点,返回之
|
||||||
|
if (head.val == target)
|
||||||
|
return head;
|
||||||
|
head = head.next;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
// 未找到目标结点,返回 null
|
||||||
|
return null;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
[Test]
|
||||||
|
public void Test()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
int target = 3;
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 在数组中执行线性查找 */
|
||||||
|
int[] nums = { 1, 5, 3, 2, 4, 7, 5, 9, 10, 8 };
|
||||||
|
int index = linearSearch(nums, target);
|
||||||
|
Console.WriteLine("目标元素 3 的索引 = " + index);
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 在链表中执行线性查找 */
|
||||||
|
ListNode head = ListNode.ArrToLinkedList(nums);
|
||||||
|
ListNode? node = linearSearch(head, target);
|
||||||
|
Console.WriteLine("目标结点值 3 的对应结点对象为 " + node);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
67
codes/csharp/chapter_sorting/bubble_sort.cs
Normal file
67
codes/csharp/chapter_sorting/bubble_sort.cs
Normal file
|
@ -0,0 +1,67 @@
|
||||||
|
using NUnit.Framework;
|
||||||
|
using System;
|
||||||
|
using System.Collections.Generic;
|
||||||
|
using System.Linq;
|
||||||
|
using System.Text;
|
||||||
|
using System.Threading.Tasks;
|
||||||
|
|
||||||
|
namespace hello_algo.chapter_sorting
|
||||||
|
{
|
||||||
|
public class bubble_sort
|
||||||
|
{
|
||||||
|
/* 冒泡排序 */
|
||||||
|
static void bubbleSort(int[] nums)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// 外循环:待排序元素数量为 n-1, n-2, ..., 1
|
||||||
|
for (int i = nums.Length - 1; i > 0; i--)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// 内循环:冒泡操作
|
||||||
|
for (int j = 0; j < i; j++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (nums[j] > nums[j + 1])
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// 交换 nums[j] 与 nums[j + 1]
|
||||||
|
int tmp = nums[j];
|
||||||
|
nums[j] = nums[j + 1];
|
||||||
|
nums[j + 1] = tmp;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 冒泡排序(标志优化)*/
|
||||||
|
static void bubbleSortWithFlag(int[] nums)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// 外循环:待排序元素数量为 n-1, n-2, ..., 1
|
||||||
|
for (int i = nums.Length - 1; i > 0; i--)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
bool flag = false; // 初始化标志位
|
||||||
|
// 内循环:冒泡操作
|
||||||
|
for (int j = 0; j < i; j++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (nums[j] > nums[j + 1])
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// 交换 nums[j] 与 nums[j + 1]
|
||||||
|
int tmp = nums[j];
|
||||||
|
nums[j] = nums[j + 1];
|
||||||
|
nums[j + 1] = tmp;
|
||||||
|
flag = true; // 记录交换元素
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
if (!flag) break; // 此轮冒泡未交换任何元素,直接跳出
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
[Test]
|
||||||
|
public void Test()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
int[] nums = { 4, 1, 3, 1, 5, 2 };
|
||||||
|
bubbleSort(nums);
|
||||||
|
Console.WriteLine("冒泡排序完成后 nums = " + string.Join(",",nums));
|
||||||
|
|
||||||
|
int[] nums1 = { 4, 1, 3, 1, 5, 2 };
|
||||||
|
bubbleSortWithFlag(nums1);
|
||||||
|
Console.WriteLine("冒泡排序完成后 nums1 = " + string.Join(",", nums));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
32
codes/csharp/chapter_sorting/insertion_sort.cs
Normal file
32
codes/csharp/chapter_sorting/insertion_sort.cs
Normal file
|
@ -0,0 +1,32 @@
|
||||||
|
using NUnit.Framework;
|
||||||
|
|
||||||
|
namespace hello_algo.chapter_sorting
|
||||||
|
{
|
||||||
|
public class insertion_sort
|
||||||
|
{
|
||||||
|
/* 插入排序 */
|
||||||
|
static void insertionSort(int[] nums)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// 外循环:base = nums[1], nums[2], ..., nums[n-1]
|
||||||
|
for (int i = 1; i < nums.Length; i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
int bas = nums[i], j = i - 1;
|
||||||
|
// 内循环:将 base 插入到左边的正确位置
|
||||||
|
while (j >= 0 && nums[j] > bas)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
nums[j + 1] = nums[j]; // 1. 将 nums[j] 向右移动一位
|
||||||
|
j--;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
nums[j + 1] = bas; // 2. 将 base 赋值到正确位置
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
[Test]
|
||||||
|
public void Test()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
int[] nums = { 4, 1, 3, 1, 5, 2 };
|
||||||
|
insertionSort(nums);
|
||||||
|
Console.WriteLine("插入排序完成后 nums = " + string.Join(",", nums));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
64
codes/csharp/chapter_sorting/merge_sort.cs
Normal file
64
codes/csharp/chapter_sorting/merge_sort.cs
Normal file
|
@ -0,0 +1,64 @@
|
||||||
|
using NUnit.Framework;
|
||||||
|
using System;
|
||||||
|
using System.Collections.Generic;
|
||||||
|
using System.Linq;
|
||||||
|
using System.Text;
|
||||||
|
using System.Threading.Tasks;
|
||||||
|
|
||||||
|
namespace hello_algo.chapter_sorting
|
||||||
|
{
|
||||||
|
public class merge_sort
|
||||||
|
{
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* 合并左子数组和右子数组
|
||||||
|
* 左子数组区间 [left, mid]
|
||||||
|
* 右子数组区间 [mid + 1, right]
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
static void merge(int[] nums, int left, int mid, int right)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// 初始化辅助数组
|
||||||
|
int[] tmp = nums[left..(right + 1)];//Array.CopyOfRange(nums, left, right + 1);
|
||||||
|
// 左子数组的起始索引和结束索引
|
||||||
|
int leftStart = left - left, leftEnd = mid - left;
|
||||||
|
// 右子数组的起始索引和结束索引
|
||||||
|
int rightStart = mid + 1 - left, rightEnd = right - left;
|
||||||
|
// i, j 分别指向左子数组、右子数组的首元素
|
||||||
|
int i = leftStart, j = rightStart;
|
||||||
|
// 通过覆盖原数组 nums 来合并左子数组和右子数组
|
||||||
|
for (int k = left; k <= right; k++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// 若“左子数组已全部合并完”,则选取右子数组元素,并且 j++
|
||||||
|
if (i > leftEnd)
|
||||||
|
nums[k] = tmp[j++];
|
||||||
|
// 否则,若“右子数组已全部合并完”或“左子数组元素 < 右子数组元素”,则选取左子数组元素,并且 i++
|
||||||
|
else if (j > rightEnd || tmp[i] <= tmp[j])
|
||||||
|
nums[k] = tmp[i++];
|
||||||
|
// 否则,若“左子数组元素 > 右子数组元素”,则选取右子数组元素,并且 j++
|
||||||
|
else
|
||||||
|
nums[k] = tmp[j++];
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 归并排序 */
|
||||||
|
static void mergeSort(int[] nums, int left, int right)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// 终止条件
|
||||||
|
if (left >= right) return; // 当子数组长度为 1 时终止递归
|
||||||
|
// 划分阶段
|
||||||
|
int mid = (left + right) / 2; // 计算中点
|
||||||
|
mergeSort(nums, left, mid); // 递归左子数组
|
||||||
|
mergeSort(nums, mid + 1, right); // 递归右子数组
|
||||||
|
// 合并阶段
|
||||||
|
merge(nums, left, mid, right);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
[Test]
|
||||||
|
public void Test()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
/* 归并排序 */
|
||||||
|
int[] nums = { 7, 3, 2, 6, 0, 1, 5, 4 };
|
||||||
|
mergeSort(nums, 0, nums.Length - 1);
|
||||||
|
Console.WriteLine("归并排序完成后 nums = " + string.Join(",", nums));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
182
codes/csharp/chapter_sorting/quick_sort.cs
Normal file
182
codes/csharp/chapter_sorting/quick_sort.cs
Normal file
|
@ -0,0 +1,182 @@
|
||||||
|
using NUnit.Framework;
|
||||||
|
using System;
|
||||||
|
using System.Collections.Generic;
|
||||||
|
using System.Linq;
|
||||||
|
using System.Text;
|
||||||
|
using System.Threading.Tasks;
|
||||||
|
|
||||||
|
namespace hello_algo.chapter_sorting
|
||||||
|
{
|
||||||
|
class QuickSort
|
||||||
|
{
|
||||||
|
/* 元素交换 */
|
||||||
|
static void swap(int[] nums, int i, int j)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
int tmp = nums[i];
|
||||||
|
nums[i] = nums[j];
|
||||||
|
nums[j] = tmp;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 哨兵划分 */
|
||||||
|
static int partition(int[] nums, int left, int right)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// 以 nums[left] 作为基准数
|
||||||
|
int i = left, j = right;
|
||||||
|
while (i < j)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
while (i < j && nums[j] >= nums[left])
|
||||||
|
j--; // 从右向左找首个小于基准数的元素
|
||||||
|
while (i < j && nums[i] <= nums[left])
|
||||||
|
i++; // 从左向右找首个大于基准数的元素
|
||||||
|
swap(nums, i, j); // 交换这两个元素
|
||||||
|
}
|
||||||
|
swap(nums, i, left); // 将基准数交换至两子数组的分界线
|
||||||
|
return i; // 返回基准数的索引
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 快速排序 */
|
||||||
|
public static void quickSort(int[] nums, int left, int right)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// 子数组长度为 1 时终止递归
|
||||||
|
if (left >= right)
|
||||||
|
return;
|
||||||
|
// 哨兵划分
|
||||||
|
int pivot = partition(nums, left, right);
|
||||||
|
// 递归左子数组、右子数组
|
||||||
|
quickSort(nums, left, pivot - 1);
|
||||||
|
quickSort(nums, pivot + 1, right);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 快速排序类(中位基准数优化) */
|
||||||
|
class QuickSortMedian
|
||||||
|
{
|
||||||
|
/* 元素交换 */
|
||||||
|
static void swap(int[] nums, int i, int j)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
int tmp = nums[i];
|
||||||
|
nums[i] = nums[j];
|
||||||
|
nums[j] = tmp;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 选取三个元素的中位数 */
|
||||||
|
static int medianThree(int[] nums, int left, int mid, int right)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// 使用了异或操作来简化代码
|
||||||
|
// 异或规则为 0 ^ 0 = 1 ^ 1 = 0, 0 ^ 1 = 1 ^ 0 = 1
|
||||||
|
if ((nums[left] > nums[mid]) ^ (nums[left] > nums[right]))
|
||||||
|
return left;
|
||||||
|
else if ((nums[mid] < nums[left]) ^ (nums[mid] < nums[right]))
|
||||||
|
return mid;
|
||||||
|
else
|
||||||
|
return right;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 哨兵划分(三数取中值) */
|
||||||
|
static int partition(int[] nums, int left, int right)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// 选取三个候选元素的中位数
|
||||||
|
int med = medianThree(nums, left, (left + right) / 2, right);
|
||||||
|
// 将中位数交换至数组最左端
|
||||||
|
swap(nums, left, med);
|
||||||
|
// 以 nums[left] 作为基准数
|
||||||
|
int i = left, j = right;
|
||||||
|
while (i < j)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
while (i < j && nums[j] >= nums[left])
|
||||||
|
j--; // 从右向左找首个小于基准数的元素
|
||||||
|
while (i < j && nums[i] <= nums[left])
|
||||||
|
i++; // 从左向右找首个大于基准数的元素
|
||||||
|
swap(nums, i, j); // 交换这两个元素
|
||||||
|
}
|
||||||
|
swap(nums, i, left); // 将基准数交换至两子数组的分界线
|
||||||
|
return i; // 返回基准数的索引
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 快速排序 */
|
||||||
|
public static void quickSort(int[] nums, int left, int right)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// 子数组长度为 1 时终止递归
|
||||||
|
if (left >= right)
|
||||||
|
return;
|
||||||
|
// 哨兵划分
|
||||||
|
int pivot = partition(nums, left, right);
|
||||||
|
// 递归左子数组、右子数组
|
||||||
|
quickSort(nums, left, pivot - 1);
|
||||||
|
quickSort(nums, pivot + 1, right);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 快速排序类(尾递归优化) */
|
||||||
|
class QuickSortTailCall
|
||||||
|
{
|
||||||
|
/* 元素交换 */
|
||||||
|
static void swap(int[] nums, int i, int j)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
int tmp = nums[i];
|
||||||
|
nums[i] = nums[j];
|
||||||
|
nums[j] = tmp;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 哨兵划分 */
|
||||||
|
static int partition(int[] nums, int left, int right)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// 以 nums[left] 作为基准数
|
||||||
|
int i = left, j = right;
|
||||||
|
while (i < j)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
while (i < j && nums[j] >= nums[left])
|
||||||
|
j--; // 从右向左找首个小于基准数的元素
|
||||||
|
while (i < j && nums[i] <= nums[left])
|
||||||
|
i++; // 从左向右找首个大于基准数的元素
|
||||||
|
swap(nums, i, j); // 交换这两个元素
|
||||||
|
}
|
||||||
|
swap(nums, i, left); // 将基准数交换至两子数组的分界线
|
||||||
|
return i; // 返回基准数的索引
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 快速排序(尾递归优化) */
|
||||||
|
public static void quickSort(int[] nums, int left, int right)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// 子数组长度为 1 时终止
|
||||||
|
while (left < right)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// 哨兵划分操作
|
||||||
|
int pivot = partition(nums, left, right);
|
||||||
|
// 对两个子数组中较短的那个执行快排
|
||||||
|
if (pivot - left < right - pivot)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
quickSort(nums, left, pivot - 1); // 递归排序左子数组
|
||||||
|
left = pivot + 1; // 剩余待排序区间为 [pivot + 1, right]
|
||||||
|
}
|
||||||
|
else
|
||||||
|
{
|
||||||
|
quickSort(nums, pivot + 1, right); // 递归排序右子数组
|
||||||
|
right = pivot - 1; // 剩余待排序区间为 [left, pivot - 1]
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
public class quick_sort
|
||||||
|
{
|
||||||
|
[Test]
|
||||||
|
public void Test()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
/* 快速排序 */
|
||||||
|
int[] nums = { 2, 4, 1, 0, 3, 5 };
|
||||||
|
QuickSort.quickSort(nums, 0, nums.Length - 1);
|
||||||
|
Console.WriteLine("快速排序完成后 nums = " + string.Join(",", nums));
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 快速排序(中位基准数优化) */
|
||||||
|
int[] nums1 = { 2, 4, 1, 0, 3, 5 };
|
||||||
|
QuickSortMedian.quickSort(nums1, 0, nums1.Length - 1);
|
||||||
|
Console.WriteLine("快速排序(中位基准数优化)完成后 nums1 = " + string.Join(",", nums1));
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 快速排序(尾递归优化) */
|
||||||
|
int[] nums2 = { 2, 4, 1, 0, 3, 5 };
|
||||||
|
QuickSortTailCall.quickSort(nums2, 0, nums2.Length - 1);
|
||||||
|
Console.WriteLine("快速排序(尾递归优化)完成后 nums2 = " + string.Join(",", nums2));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
116
codes/csharp/chapter_stack_and_queue/array_queue.cs
Normal file
116
codes/csharp/chapter_stack_and_queue/array_queue.cs
Normal file
|
@ -0,0 +1,116 @@
|
||||||
|
using System;
|
||||||
|
using hello_algo.include;
|
||||||
|
using NUnit.Framework;
|
||||||
|
|
||||||
|
namespace hello_algo.chapter_stack_and_queue
|
||||||
|
{
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 基于环形数组实现的队列 */
|
||||||
|
class ArrayQueue {
|
||||||
|
private int[] nums; // 用于存储队列元素的数组
|
||||||
|
private int front = 0; // 头指针,指向队首
|
||||||
|
private int rear = 0; // 尾指针,指向队尾 + 1
|
||||||
|
|
||||||
|
public ArrayQueue(int capacity) {
|
||||||
|
// 初始化数组
|
||||||
|
nums = new int[capacity];
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 获取队列的容量 */
|
||||||
|
public int capacity() {
|
||||||
|
return nums.Length;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 获取队列的长度 */
|
||||||
|
public int size() {
|
||||||
|
int capacity = this.capacity();
|
||||||
|
// 由于将数组看作为环形,可能 rear < front ,因此需要取余数
|
||||||
|
return (capacity + rear - front) % capacity;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 判断队列是否为空 */
|
||||||
|
public bool isEmpty() {
|
||||||
|
return rear - front == 0;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 入队 */
|
||||||
|
public void offer(int num) {
|
||||||
|
if (size() == capacity()) {
|
||||||
|
Console.WriteLine("队列已满");
|
||||||
|
return;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
// 尾结点后添加 num
|
||||||
|
nums[rear] = num;
|
||||||
|
// 尾指针向后移动一位,越过尾部后返回到数组头部
|
||||||
|
rear = (rear + 1) % capacity();
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 出队 */
|
||||||
|
public int poll() {
|
||||||
|
int num = peek();
|
||||||
|
// 队头指针向后移动一位,若越过尾部则返回到数组头部
|
||||||
|
front = (front + 1) % capacity();
|
||||||
|
return num;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 访问队首元素 */
|
||||||
|
public int peek() {
|
||||||
|
if (isEmpty())
|
||||||
|
throw new Exception();
|
||||||
|
return nums[front];
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 返回数组 */
|
||||||
|
public int[] toArray() {
|
||||||
|
int size = this.size();
|
||||||
|
int capacity = this.capacity();
|
||||||
|
// 仅转换有效长度范围内的列表元素
|
||||||
|
int[] res = new int[size];
|
||||||
|
for (int i = 0, j = front; i < size; i++, j++) {
|
||||||
|
res[i] = nums[j % capacity];
|
||||||
|
}
|
||||||
|
return res;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
public class array_queue {
|
||||||
|
[Test]
|
||||||
|
public void Test()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
/* 初始化队列 */
|
||||||
|
int capacity = 10;
|
||||||
|
ArrayQueue queue = new ArrayQueue(capacity);
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 元素入队 */
|
||||||
|
queue.offer(1);
|
||||||
|
queue.offer(3);
|
||||||
|
queue.offer(2);
|
||||||
|
queue.offer(5);
|
||||||
|
queue.offer(4);
|
||||||
|
Console.WriteLine("队列 queue = " + string.Join(",",queue.toArray()));
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 访问队首元素 */
|
||||||
|
int peek = queue.peek();
|
||||||
|
Console.WriteLine("队首元素 peek = " + peek);
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 元素出队 */
|
||||||
|
int poll = queue.poll();
|
||||||
|
Console.WriteLine("出队元素 poll = " + poll + ",出队后 queue = " + string.Join(",", queue.toArray()));
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 获取队列的长度 */
|
||||||
|
int size = queue.size();
|
||||||
|
Console.WriteLine("队列长度 size = " + size);
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 判断队列是否为空 */
|
||||||
|
bool isEmpty = queue.isEmpty();
|
||||||
|
Console.WriteLine("队列是否为空 = " + isEmpty);
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 测试环形数组 */
|
||||||
|
for (int i = 0; i < 10; i++) {
|
||||||
|
queue.offer(i);
|
||||||
|
queue.poll();
|
||||||
|
Console.WriteLine("第 " + i + " 轮入队 + 出队后 queue = " + string.Join(",", queue.toArray()));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
94
codes/csharp/chapter_stack_and_queue/array_stack.cs
Normal file
94
codes/csharp/chapter_stack_and_queue/array_stack.cs
Normal file
|
@ -0,0 +1,94 @@
|
||||||
|
using System;
|
||||||
|
using hello_algo.include;
|
||||||
|
using NUnit.Framework;
|
||||||
|
|
||||||
|
namespace hello_algo.chapter_stack_and_queue
|
||||||
|
{
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 基于数组实现的栈 */
|
||||||
|
class ArrayStack
|
||||||
|
{
|
||||||
|
private List<int> stack;
|
||||||
|
public ArrayStack()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// 初始化列表(动态数组)
|
||||||
|
stack = new();
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 获取栈的长度 */
|
||||||
|
public int size()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
return stack.Count();
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 判断栈是否为空 */
|
||||||
|
public bool isEmpty()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
return size() == 0;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 入栈 */
|
||||||
|
public void push(int num)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
stack.Add(num);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 出栈 */
|
||||||
|
public int pop()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (isEmpty())
|
||||||
|
throw new Exception();
|
||||||
|
var val = peek();
|
||||||
|
stack.RemoveAt(size() - 1);
|
||||||
|
return val;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 访问栈顶元素 */
|
||||||
|
public int peek()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (isEmpty())
|
||||||
|
throw new Exception();
|
||||||
|
return stack[size() - 1];
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 将 List 转化为 Array 并返回 */
|
||||||
|
public int[] toArray()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
return stack.ToArray();
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
public class array_stack
|
||||||
|
{
|
||||||
|
[Test]
|
||||||
|
public void Test()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
/* 初始化栈 */
|
||||||
|
ArrayStack stack = new ArrayStack();
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 元素入栈 */
|
||||||
|
stack.push(1);
|
||||||
|
stack.push(3);
|
||||||
|
stack.push(2);
|
||||||
|
stack.push(5);
|
||||||
|
stack.push(4);
|
||||||
|
Console.WriteLine("栈 stack = " + String.Join(",", stack.toArray()));
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 访问栈顶元素 */
|
||||||
|
int peek = stack.peek();
|
||||||
|
Console.WriteLine("栈顶元素 peek = " + peek);
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 元素出栈 */
|
||||||
|
int pop = stack.pop();
|
||||||
|
Console.WriteLine("出栈元素 pop = " + pop + ",出栈后 stack = " + String.Join(",", stack.toArray()));
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 获取栈的长度 */
|
||||||
|
int size = stack.size();
|
||||||
|
Console.WriteLine("栈的长度 size = " + size);
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 判断是否为空 */
|
||||||
|
bool isEmpty = stack.isEmpty();
|
||||||
|
Console.WriteLine("栈是否为空 = " + isEmpty);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
119
codes/csharp/chapter_stack_and_queue/linkedlist_queue.cs
Normal file
119
codes/csharp/chapter_stack_and_queue/linkedlist_queue.cs
Normal file
|
@ -0,0 +1,119 @@
|
||||||
|
using System;
|
||||||
|
using hello_algo.include;
|
||||||
|
using NUnit.Framework;
|
||||||
|
|
||||||
|
namespace hello_algo.chapter_stack_and_queue
|
||||||
|
{
|
||||||
|
/* 基于链表实现的队列 */
|
||||||
|
class LinkedListQueue
|
||||||
|
{
|
||||||
|
private ListNode? front, rear; // 头结点 front ,尾结点 rear
|
||||||
|
private int queSize = 0;
|
||||||
|
|
||||||
|
public LinkedListQueue()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
front = null;
|
||||||
|
rear = null;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 获取队列的长度 */
|
||||||
|
public int size()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
return queSize;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 判断队列是否为空 */
|
||||||
|
public bool isEmpty()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
return size() == 0;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 入队 */
|
||||||
|
public void offer(int num)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// 尾结点后添加 num
|
||||||
|
ListNode node = new ListNode(num);
|
||||||
|
// 如果队列为空,则令头、尾结点都指向该结点
|
||||||
|
if (front == null)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
front = node;
|
||||||
|
rear = node;
|
||||||
|
// 如果队列不为空,则将该结点添加到尾结点后
|
||||||
|
}
|
||||||
|
else if (rear != null)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
rear.next = node;
|
||||||
|
rear = node;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
queSize++;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 出队 */
|
||||||
|
public int poll()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
int num = peek();
|
||||||
|
// 删除头结点
|
||||||
|
front = front?.next;
|
||||||
|
queSize--;
|
||||||
|
return num;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 访问队首元素 */
|
||||||
|
public int peek()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (size() == 0 || front == null)
|
||||||
|
throw new Exception();
|
||||||
|
return front.val;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 将链表转化为 Array 并返回 */
|
||||||
|
public int[] toArray()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (front == null)
|
||||||
|
return Array.Empty<int>();
|
||||||
|
|
||||||
|
ListNode node = front;
|
||||||
|
int[] res = new int[size()];
|
||||||
|
for (int i = 0; i < res.Length; i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
res[i] = node.val;
|
||||||
|
node = node.next;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
return res;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
public class linkedlist_queue
|
||||||
|
{
|
||||||
|
[Test]
|
||||||
|
public void Test()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
/* 初始化队列 */
|
||||||
|
LinkedListQueue queue = new LinkedListQueue();
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 元素入队 */
|
||||||
|
queue.offer(1);
|
||||||
|
queue.offer(3);
|
||||||
|
queue.offer(2);
|
||||||
|
queue.offer(5);
|
||||||
|
queue.offer(4);
|
||||||
|
Console.WriteLine("队列 queue = " + String.Join(",", queue.toArray()));
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 访问队首元素 */
|
||||||
|
int peek = queue.peek();
|
||||||
|
Console.WriteLine("队首元素 peek = " + peek);
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 元素出队 */
|
||||||
|
int poll = queue.poll();
|
||||||
|
Console.WriteLine("出队元素 poll = " + poll + ",出队后 queue = " + String.Join(",", queue.toArray()));
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 获取队列的长度 */
|
||||||
|
int size = queue.size();
|
||||||
|
Console.WriteLine("队列长度 size = " + size);
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 判断队列是否为空 */
|
||||||
|
bool isEmpty = queue.isEmpty();
|
||||||
|
Console.WriteLine("队列是否为空 = " + isEmpty);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
108
codes/csharp/chapter_stack_and_queue/linkedlist_stack.cs
Normal file
108
codes/csharp/chapter_stack_and_queue/linkedlist_stack.cs
Normal file
|
@ -0,0 +1,108 @@
|
||||||
|
using System;
|
||||||
|
using hello_algo.include;
|
||||||
|
using NUnit.Framework;
|
||||||
|
|
||||||
|
namespace hello_algo.chapter_stack_and_queue
|
||||||
|
{
|
||||||
|
class LinkedListStack
|
||||||
|
{
|
||||||
|
private ListNode? stackPeek; // 将头结点作为栈顶
|
||||||
|
private int stkSize = 0; // 栈的长度
|
||||||
|
|
||||||
|
public LinkedListStack()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
stackPeek = null;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 获取栈的长度 */
|
||||||
|
public int size()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
return stkSize;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 判断栈是否为空 */
|
||||||
|
public bool isEmpty()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
return size() == 0;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 入栈 */
|
||||||
|
public void push(int num)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
ListNode node = new ListNode(num);
|
||||||
|
node.next = stackPeek;
|
||||||
|
stackPeek = node;
|
||||||
|
stkSize++;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 出栈 */
|
||||||
|
public int pop()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (stackPeek == null)
|
||||||
|
throw new Exception();
|
||||||
|
|
||||||
|
int num = peek();
|
||||||
|
stackPeek = stackPeek.next;
|
||||||
|
stkSize--;
|
||||||
|
return num;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 访问栈顶元素 */
|
||||||
|
public int peek()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (size() == 0 || stackPeek==null)
|
||||||
|
throw new Exception();
|
||||||
|
return stackPeek.val;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 将 List 转化为 Array 并返回 */
|
||||||
|
public int[] toArray()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (stackPeek == null)
|
||||||
|
return Array.Empty<int>();
|
||||||
|
|
||||||
|
ListNode node = stackPeek;
|
||||||
|
int[] res = new int[size()];
|
||||||
|
for (int i = res.Length - 1; i >= 0; i--)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
res[i] = node.val;
|
||||||
|
node = node.next;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
return res;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
public class linkedlist_stack
|
||||||
|
{
|
||||||
|
[Test]
|
||||||
|
public void Test()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
/* 初始化栈 */
|
||||||
|
LinkedListStack stack = new LinkedListStack();
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 元素入栈 */
|
||||||
|
stack.push(1);
|
||||||
|
stack.push(3);
|
||||||
|
stack.push(2);
|
||||||
|
stack.push(5);
|
||||||
|
stack.push(4);
|
||||||
|
Console.WriteLine("栈 stack = " + String.Join(",",stack.toArray()));
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 访问栈顶元素 */
|
||||||
|
int peek = stack.peek();
|
||||||
|
Console.WriteLine("栈顶元素 peek = " + peek);
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 元素出栈 */
|
||||||
|
int pop = stack.pop();
|
||||||
|
Console.WriteLine("出栈元素 pop = " + pop + ",出栈后 stack = " + String.Join(",",stack.toArray()));
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 获取栈的长度 */
|
||||||
|
int size = stack.size();
|
||||||
|
Console.WriteLine("栈的长度 size = " + size);
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 判断是否为空 */
|
||||||
|
bool isEmpty = stack.isEmpty();
|
||||||
|
Console.WriteLine("栈是否为空 = " + isEmpty);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
41
codes/csharp/chapter_stack_and_queue/queue.cs
Normal file
41
codes/csharp/chapter_stack_and_queue/queue.cs
Normal file
|
@ -0,0 +1,41 @@
|
||||||
|
using System;
|
||||||
|
using hello_algo.include;
|
||||||
|
using NUnit.Framework;
|
||||||
|
|
||||||
|
namespace hello_algo.chapter_stack_and_queue
|
||||||
|
{
|
||||||
|
public class queue
|
||||||
|
{
|
||||||
|
[Test]
|
||||||
|
public void Test()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
/* 初始化队列 */
|
||||||
|
Queue<int> queue = new();
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 元素入队 */
|
||||||
|
queue.Enqueue(1);
|
||||||
|
queue.Enqueue(3);
|
||||||
|
queue.Enqueue(2);
|
||||||
|
queue.Enqueue(5);
|
||||||
|
queue.Enqueue(4);
|
||||||
|
Console.WriteLine("队列 queue = " + String.Join(",", queue.ToArray()));
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 访问队首元素 */
|
||||||
|
int peek = queue.Peek();
|
||||||
|
Console.WriteLine("队首元素 peek = " + peek);
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 元素出队 */
|
||||||
|
int poll = queue.Dequeue();
|
||||||
|
Console.WriteLine("出队元素 poll = " + poll + ",出队后 queue = " + String.Join(",", queue.ToArray()));
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 获取队列的长度 */
|
||||||
|
int size = queue.Count();
|
||||||
|
Console.WriteLine("队列长度 size = " + size);
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 判断队列是否为空 */
|
||||||
|
bool isEmpty = queue.Count() == 0;
|
||||||
|
Console.WriteLine("队列是否为空 = " + isEmpty);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
}
|
40
codes/csharp/chapter_stack_and_queue/stack.cs
Normal file
40
codes/csharp/chapter_stack_and_queue/stack.cs
Normal file
|
@ -0,0 +1,40 @@
|
||||||
|
|
||||||
|
using NUnit.Framework;
|
||||||
|
using System.Collections.Immutable;
|
||||||
|
|
||||||
|
namespace hello_algo.chapter_stack_and_queue
|
||||||
|
{
|
||||||
|
public class stack
|
||||||
|
{
|
||||||
|
[Test]
|
||||||
|
public void Test()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
/* 初始化栈 */
|
||||||
|
Stack<int> stack = new();
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 元素入栈 */
|
||||||
|
stack.Push(1);
|
||||||
|
stack.Push(3);
|
||||||
|
stack.Push(2);
|
||||||
|
stack.Push(5);
|
||||||
|
stack.Push(4);
|
||||||
|
Console.WriteLine("栈 stack = " + String.Join(",", stack.ToImmutableArray()));
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 访问栈顶元素 */
|
||||||
|
int peek = stack.Peek();
|
||||||
|
Console.WriteLine("栈顶元素 peek = " + peek);
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 元素出栈 */
|
||||||
|
int pop = stack.Pop();
|
||||||
|
Console.WriteLine("出栈元素 pop = " + pop + ",出栈后 stack = " + String.Join(",", stack.ToImmutableArray()));
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 获取栈的长度 */
|
||||||
|
int size = stack.Count();
|
||||||
|
Console.WriteLine("栈的长度 size = " + size);
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 判断是否为空 */
|
||||||
|
bool isEmpty = stack.Count() == 0;
|
||||||
|
Console.WriteLine("栈是否为空 = " + isEmpty);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
264
codes/csharp/chapter_tree/avl_tree.cs
Normal file
264
codes/csharp/chapter_tree/avl_tree.cs
Normal file
|
@ -0,0 +1,264 @@
|
||||||
|
using hello_algo.include;
|
||||||
|
using NUnit.Framework;
|
||||||
|
using System.Collections.Generic;
|
||||||
|
|
||||||
|
namespace hello_algo.chapter_tree
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// Tree class
|
||||||
|
class AVLTree
|
||||||
|
{
|
||||||
|
public TreeNode? root; // 根节点
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 获取结点高度 */
|
||||||
|
public int height(TreeNode? node)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// 空结点高度为 -1 ,叶结点高度为 0
|
||||||
|
return node == null ? -1 : node.height;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 更新结点高度 */
|
||||||
|
private void updateHeight(TreeNode node)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// 结点高度等于最高子树高度 + 1
|
||||||
|
node.height = Math.Max(height(node.left), height(node.right)) + 1;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 获取平衡因子 */
|
||||||
|
public int balanceFactor(TreeNode? node)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// 空结点平衡因子为 0
|
||||||
|
if (node == null) return 0;
|
||||||
|
// 结点平衡因子 = 左子树高度 - 右子树高度
|
||||||
|
return height(node.left) - height(node.right);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 右旋操作 */
|
||||||
|
TreeNode? rightRotate(TreeNode? node)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (node == null)
|
||||||
|
return null;
|
||||||
|
|
||||||
|
TreeNode? child = node.left;
|
||||||
|
TreeNode? grandChild = child?.right;
|
||||||
|
// 以 child 为原点,将 node 向右旋转
|
||||||
|
child.right = node;
|
||||||
|
node.left = grandChild;
|
||||||
|
// 更新结点高度
|
||||||
|
updateHeight(node);
|
||||||
|
updateHeight(child);
|
||||||
|
// 返回旋转后子树的根节点
|
||||||
|
return child;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 左旋操作 */
|
||||||
|
TreeNode? leftRotate(TreeNode? node)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (node == null)
|
||||||
|
return null;
|
||||||
|
|
||||||
|
TreeNode? child = node.right;
|
||||||
|
TreeNode? grandChild = child?.left;
|
||||||
|
// 以 child 为原点,将 node 向左旋转
|
||||||
|
child.left = node;
|
||||||
|
node.right = grandChild;
|
||||||
|
// 更新结点高度
|
||||||
|
updateHeight(node);
|
||||||
|
updateHeight(child);
|
||||||
|
// 返回旋转后子树的根节点
|
||||||
|
return child;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 执行旋转操作,使该子树重新恢复平衡 */
|
||||||
|
private TreeNode? rotate(TreeNode? node)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (node == null)
|
||||||
|
return node;
|
||||||
|
|
||||||
|
// 获取结点 node 的平衡因子
|
||||||
|
int balanceFactorInt = balanceFactor(node);
|
||||||
|
// 左偏树
|
||||||
|
if (balanceFactorInt > 1)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (balanceFactor(node.left) >= 0)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// 右旋
|
||||||
|
return rightRotate(node);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
else
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// 先左旋后右旋
|
||||||
|
node.left = leftRotate(node?.left);
|
||||||
|
return rightRotate(node);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
// 右偏树
|
||||||
|
if (balanceFactorInt < -1)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (balanceFactor(node.right) <= 0)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// 左旋
|
||||||
|
return leftRotate(node);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
else
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// 先右旋后左旋
|
||||||
|
node.right = rightRotate(node?.right);
|
||||||
|
return leftRotate(node);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
// 平衡树,无需旋转,直接返回
|
||||||
|
return node;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 插入结点 */
|
||||||
|
public TreeNode? insert(int val)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
root = insertHelper(root, val);
|
||||||
|
return root;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 递归插入结点(辅助函数) */
|
||||||
|
private TreeNode? insertHelper(TreeNode? node, int val)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (node == null) return new TreeNode(val);
|
||||||
|
/* 1. 查找插入位置,并插入结点 */
|
||||||
|
if (val < node.val)
|
||||||
|
node.left = insertHelper(node.left, val);
|
||||||
|
else if (val > node.val)
|
||||||
|
node.right = insertHelper(node.right, val);
|
||||||
|
else
|
||||||
|
return node; // 重复结点不插入,直接返回
|
||||||
|
updateHeight(node); // 更新结点高度
|
||||||
|
/* 2. 执行旋转操作,使该子树重新恢复平衡 */
|
||||||
|
node = rotate(node);
|
||||||
|
// 返回子树的根节点
|
||||||
|
return node;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 删除结点 */
|
||||||
|
public TreeNode? remove(int val)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
root = removeHelper(root, val);
|
||||||
|
return root;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 递归删除结点(辅助函数) */
|
||||||
|
private TreeNode? removeHelper(TreeNode? node, int? val)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (node == null) return null;
|
||||||
|
/* 1. 查找结点,并删除之 */
|
||||||
|
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)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
TreeNode? child = node.left != null ? node.left : node.right;
|
||||||
|
// 子结点数量 = 0 ,直接删除 node 并返回
|
||||||
|
if (child == null)
|
||||||
|
return null;
|
||||||
|
// 子结点数量 = 1 ,直接删除 node
|
||||||
|
else
|
||||||
|
node = child;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
else
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// 子结点数量 = 2 ,则将中序遍历的下个结点删除,并用该结点替换当前结点
|
||||||
|
TreeNode? temp = minNode(node.right);
|
||||||
|
node.right = removeHelper(node.right, temp?.val);
|
||||||
|
node.val = temp?.val;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
updateHeight(node); // 更新结点高度
|
||||||
|
/* 2. 执行旋转操作,使该子树重新恢复平衡 */
|
||||||
|
node = rotate(node);
|
||||||
|
// 返回子树的根节点
|
||||||
|
return node;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 获取最小结点 */
|
||||||
|
private TreeNode? minNode(TreeNode? node)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (node == null) return node;
|
||||||
|
// 循环访问左子结点,直到叶结点时为最小结点,跳出
|
||||||
|
while (node.left != null)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
node = node.left;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
return node;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 查找结点 */
|
||||||
|
public TreeNode? search(int val)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
TreeNode? cur = root;
|
||||||
|
// 循环查找,越过叶结点后跳出
|
||||||
|
while (cur != null)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// 目标结点在 root 的右子树中
|
||||||
|
if (cur.val < val)
|
||||||
|
cur = cur.right;
|
||||||
|
// 目标结点在 root 的左子树中
|
||||||
|
else if (cur.val > val)
|
||||||
|
cur = cur.left;
|
||||||
|
// 找到目标结点,跳出循环
|
||||||
|
else
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
// 返回目标结点
|
||||||
|
return cur;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
public class avl_tree
|
||||||
|
{
|
||||||
|
static void testInsert(AVLTree tree, int val)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
tree.insert(val);
|
||||||
|
Console.WriteLine("\n插入结点 " + val + " 后,AVL 树为");
|
||||||
|
PrintUtil.printTree(tree.root);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
static void testRemove(AVLTree tree, int val)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
tree.remove(val);
|
||||||
|
Console.WriteLine("\n删除结点 " + val + " 后,AVL 树为");
|
||||||
|
PrintUtil.printTree(tree.root);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
[Test]
|
||||||
|
public void Test()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
/* 初始化空 AVL 树 */
|
||||||
|
AVLTree avlTree = new AVLTree();
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 插入结点 */
|
||||||
|
// 请关注插入结点后,AVL 树是如何保持平衡的
|
||||||
|
testInsert(avlTree, 1);
|
||||||
|
testInsert(avlTree, 2);
|
||||||
|
testInsert(avlTree, 3);
|
||||||
|
testInsert(avlTree, 4);
|
||||||
|
testInsert(avlTree, 5);
|
||||||
|
testInsert(avlTree, 8);
|
||||||
|
testInsert(avlTree, 7);
|
||||||
|
testInsert(avlTree, 9);
|
||||||
|
testInsert(avlTree, 10);
|
||||||
|
testInsert(avlTree, 6);
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 插入重复结点 */
|
||||||
|
testInsert(avlTree, 7);
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 删除结点 */
|
||||||
|
// 请关注删除结点后,AVL 树是如何保持平衡的
|
||||||
|
testRemove(avlTree, 8); // 删除度为 0 的结点
|
||||||
|
testRemove(avlTree, 5); // 删除度为 1 的结点
|
||||||
|
testRemove(avlTree, 4); // 删除度为 2 的结点
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 查询结点 */
|
||||||
|
TreeNode? node = avlTree.search(7);
|
||||||
|
Console.WriteLine("\n查找到的结点对象为 " + node + ",结点值 = " + node?.val);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
181
codes/csharp/chapter_tree/binary_search_tree.cs
Normal file
181
codes/csharp/chapter_tree/binary_search_tree.cs
Normal file
|
@ -0,0 +1,181 @@
|
||||||
|
using hello_algo.include;
|
||||||
|
using NUnit.Framework;
|
||||||
|
using System.Collections.Generic;
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
namespace hello_algo.chapter_tree
|
||||||
|
{
|
||||||
|
internal class binary_search_tree
|
||||||
|
{
|
||||||
|
TreeNode? root;
|
||||||
|
|
||||||
|
/// <summary>
|
||||||
|
/// 查找结点
|
||||||
|
/// </summary>
|
||||||
|
/// <param name="num"></param>
|
||||||
|
/// <returns></returns>
|
||||||
|
TreeNode? search(int num)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
TreeNode? cur = root;
|
||||||
|
// 循环查找,越过叶结点后跳出
|
||||||
|
while (cur != null)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// 目标结点在 root 的右子树中
|
||||||
|
if (cur.val < num) cur = cur.right;
|
||||||
|
// 目标结点在 root 的左子树中
|
||||||
|
else if (cur.val > num) cur = cur.left;
|
||||||
|
// 找到目标结点,跳出循环
|
||||||
|
else break;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
// 返回目标结点
|
||||||
|
return cur;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/// <summary>
|
||||||
|
/// 插入结点
|
||||||
|
/// </summary>
|
||||||
|
/// <param name="num"></param>
|
||||||
|
/// <returns></returns>
|
||||||
|
TreeNode? insert(int num)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// 若树为空,直接提前返回
|
||||||
|
if (root == null) return null;
|
||||||
|
TreeNode? cur = root, pre = null;
|
||||||
|
// 循环查找,越过叶结点后跳出
|
||||||
|
while (cur != null)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// 找到重复结点,直接返回
|
||||||
|
if (cur.val == num) return null;
|
||||||
|
pre = cur;
|
||||||
|
// 插入位置在 root 的右子树中
|
||||||
|
if (cur.val < num) cur = cur.right;
|
||||||
|
// 插入位置在 root 的左子树中
|
||||||
|
else cur = cur.left;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// 插入结点 val
|
||||||
|
TreeNode node = new TreeNode(num);
|
||||||
|
if (pre != null)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (pre.val < num) pre.right = node;
|
||||||
|
else pre.left = node;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
return node;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 删除结点 */
|
||||||
|
TreeNode? remove(int? num)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// 若树为空,直接提前返回
|
||||||
|
if (root == null) return null;
|
||||||
|
TreeNode? cur = root, pre = null;
|
||||||
|
// 循环查找,越过叶结点后跳出
|
||||||
|
while (cur != null)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// 找到待删除结点,跳出循环
|
||||||
|
if (cur.val == num) break;
|
||||||
|
pre = cur;
|
||||||
|
// 待删除结点在 root 的右子树中
|
||||||
|
if (cur.val < num) cur = cur.right;
|
||||||
|
// 待删除结点在 root 的左子树中
|
||||||
|
else cur = cur.left;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
// 若无待删除结点,则直接返回
|
||||||
|
if (cur == null || pre == null) return null;
|
||||||
|
// 子结点数量 = 0 or 1
|
||||||
|
if (cur.left == null || cur.right == null)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// 当子结点数量 = 0 / 1 时, child = null / 该子结点
|
||||||
|
TreeNode? child = cur.left != null ? cur.left : cur.right;
|
||||||
|
// 删除结点 cur
|
||||||
|
if (pre.left == cur)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
pre.left = child;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
else
|
||||||
|
{
|
||||||
|
pre.right = child;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
}
|
||||||
|
// 子结点数量 = 2
|
||||||
|
else
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// 获取中序遍历中 cur 的下一个结点
|
||||||
|
TreeNode? nex = min(cur.right);
|
||||||
|
if (nex != null)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
int? tmp = nex.val;
|
||||||
|
// 递归删除结点 nex
|
||||||
|
remove(nex.val);
|
||||||
|
// 将 nex 的值复制给 cur
|
||||||
|
cur.val = tmp;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
return cur;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 获取最小结点 */
|
||||||
|
TreeNode? min(TreeNode? root)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (root == null) return root;
|
||||||
|
// 循环访问左子结点,直到叶结点时为最小结点,跳出
|
||||||
|
while (root.left != null)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
root = root.left;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
return root;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
[Test]
|
||||||
|
public void Test()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// 初始化结点
|
||||||
|
TreeNode n1 = new TreeNode(1);
|
||||||
|
TreeNode n2 = new TreeNode(2);
|
||||||
|
TreeNode n3 = new TreeNode(3);
|
||||||
|
TreeNode n4 = new TreeNode(4);
|
||||||
|
TreeNode n5 = new TreeNode(5);
|
||||||
|
TreeNode n6 = new TreeNode(6);
|
||||||
|
TreeNode n7 = new TreeNode(7);
|
||||||
|
TreeNode n8 = new TreeNode(8);
|
||||||
|
TreeNode n9 = new TreeNode(9);
|
||||||
|
TreeNode n10 = new TreeNode(10);
|
||||||
|
TreeNode n11 = new TreeNode(11);
|
||||||
|
TreeNode n12 = new TreeNode(12);
|
||||||
|
TreeNode n13 = new TreeNode(13);
|
||||||
|
TreeNode n14 = new TreeNode(14);
|
||||||
|
TreeNode n15 = new TreeNode(15);
|
||||||
|
root = n8;
|
||||||
|
root.left = n4;
|
||||||
|
root.right = n12;
|
||||||
|
n4.left = n2;
|
||||||
|
n4.right = n6;
|
||||||
|
n12.left = n10;
|
||||||
|
n12.right = n14;
|
||||||
|
n2.left = n1;
|
||||||
|
n2.right = n3;
|
||||||
|
n6.left = n5;
|
||||||
|
n6.right = n7;
|
||||||
|
n10.left = n9;
|
||||||
|
n10.right = n11;
|
||||||
|
n14.left = n13;
|
||||||
|
n14.right = n15;
|
||||||
|
|
||||||
|
var cur = search(7);
|
||||||
|
Console.WriteLine("查找结点 结果 = " + cur?.val);
|
||||||
|
|
||||||
|
var node = insert(16);
|
||||||
|
Console.WriteLine("插入结点 结果 = " + node?.val);
|
||||||
|
|
||||||
|
node = remove(1);
|
||||||
|
Console.WriteLine("删除结点 结果 = " + node?.val);
|
||||||
|
node = remove(2);
|
||||||
|
Console.WriteLine("删除结点 结果 = " + node?.val);
|
||||||
|
node = remove(4);
|
||||||
|
Console.WriteLine("删除结点 结果 = " + node?.val);
|
||||||
|
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
42
codes/csharp/chapter_tree/binary_tree.cs
Normal file
42
codes/csharp/chapter_tree/binary_tree.cs
Normal file
|
@ -0,0 +1,42 @@
|
||||||
|
using hello_algo.include;
|
||||||
|
using NUnit.Framework;
|
||||||
|
using System.Collections.Generic;
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
namespace hello_algo.chapter_tree
|
||||||
|
{
|
||||||
|
|
||||||
|
public class binary_tree
|
||||||
|
{
|
||||||
|
[Test]
|
||||||
|
public void Test()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
/* 初始化二叉树 */
|
||||||
|
// 初始化结点
|
||||||
|
TreeNode n1 = new TreeNode(1);
|
||||||
|
TreeNode n2 = new TreeNode(2);
|
||||||
|
TreeNode n3 = new TreeNode(3);
|
||||||
|
TreeNode n4 = new TreeNode(4);
|
||||||
|
TreeNode n5 = new TreeNode(5);
|
||||||
|
// 构建引用指向(即指针)
|
||||||
|
n1.left = n2;
|
||||||
|
n1.right = n3;
|
||||||
|
n2.left = n4;
|
||||||
|
n2.right = n5;
|
||||||
|
Console.WriteLine("\n初始化二叉树\n");
|
||||||
|
PrintUtil.printTree(n1);
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 插入与删除结点 */
|
||||||
|
TreeNode P = new TreeNode(0);
|
||||||
|
// 在 n1 -> n2 中间插入结点 P
|
||||||
|
n1.left = P;
|
||||||
|
P.left = n2;
|
||||||
|
Console.WriteLine("\n插入结点 P 后\n");
|
||||||
|
PrintUtil.printTree(n1);
|
||||||
|
// 删除结点 P
|
||||||
|
n1.left = n2;
|
||||||
|
Console.WriteLine("\n删除结点 P 后\n");
|
||||||
|
PrintUtil.printTree(n1);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
117
codes/csharp/chapter_tree/binary_tree_bfs.cs
Normal file
117
codes/csharp/chapter_tree/binary_tree_bfs.cs
Normal file
|
@ -0,0 +1,117 @@
|
||||||
|
using hello_algo.include;
|
||||||
|
using NUnit.Framework;
|
||||||
|
|
||||||
|
namespace hello_algo.chapter_tree
|
||||||
|
{
|
||||||
|
public class binary_tree_bfs
|
||||||
|
{
|
||||||
|
|
||||||
|
/// <summary>
|
||||||
|
/// 层序遍历
|
||||||
|
/// </summary>
|
||||||
|
/// <param name="root"></param>
|
||||||
|
/// <returns></returns>
|
||||||
|
public List<int?> hierOrder(TreeNode root)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// 初始化队列,加入根结点
|
||||||
|
Queue<TreeNode> queue = new();
|
||||||
|
queue.Enqueue(root);
|
||||||
|
// 初始化一个列表,用于保存遍历序列
|
||||||
|
List<int?> list = new();
|
||||||
|
while (queue.Count != 0)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
TreeNode node = queue.Dequeue(); // 队列出队
|
||||||
|
list.Add(node.val); // 保存结点值
|
||||||
|
if (node.left != null)
|
||||||
|
queue.Enqueue(node.left); // 左子结点入队
|
||||||
|
if (node.right != null)
|
||||||
|
queue.Enqueue(node.right); // 右子结点入队
|
||||||
|
}
|
||||||
|
return list;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
List<int?> list = new();
|
||||||
|
|
||||||
|
/// <summary>
|
||||||
|
/// 前序遍历
|
||||||
|
/// </summary>
|
||||||
|
/// <param name="root"></param>
|
||||||
|
void preOrder(TreeNode? root)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (root == null) return;
|
||||||
|
// 访问优先级:根结点 -> 左子树 -> 右子树
|
||||||
|
list.Add(root.val);
|
||||||
|
preOrder(root.left);
|
||||||
|
preOrder(root.right);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/// <summary>
|
||||||
|
/// 中序遍历
|
||||||
|
/// </summary>
|
||||||
|
/// <param name="root"></param>
|
||||||
|
void inOrder(TreeNode? root)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (root == null) return;
|
||||||
|
// 访问优先级:左子树 -> 根结点 -> 右子树
|
||||||
|
inOrder(root.left);
|
||||||
|
list.Add(root.val);
|
||||||
|
inOrder(root.right);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/// <summary>
|
||||||
|
/// 后序遍历
|
||||||
|
/// </summary>
|
||||||
|
/// <param name="root"></param>
|
||||||
|
void postOrder(TreeNode? root)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (root == null) return;
|
||||||
|
// 访问优先级:左子树 -> 右子树 -> 根结点
|
||||||
|
postOrder(root.left);
|
||||||
|
postOrder(root.right);
|
||||||
|
list.Add(root.val);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/// <summary>
|
||||||
|
/// 辅助函数,数组转字符串
|
||||||
|
/// </summary>
|
||||||
|
public static string ToString(int?[] nums)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
return string.Join(",", nums);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
[Test]
|
||||||
|
public void Test()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// 初始化结点
|
||||||
|
TreeNode root = new TreeNode(1);
|
||||||
|
TreeNode n2 = new TreeNode(2);
|
||||||
|
TreeNode n3 = new TreeNode(3);
|
||||||
|
TreeNode n4 = new TreeNode(4);
|
||||||
|
TreeNode n5 = new TreeNode(5);
|
||||||
|
TreeNode n6 = new TreeNode(6);
|
||||||
|
TreeNode n7 = new TreeNode(7);
|
||||||
|
// 构建引用指向(即指针)
|
||||||
|
root.left = n2;
|
||||||
|
root.right = n3;
|
||||||
|
n2.left = n4;
|
||||||
|
n2.right = n5;
|
||||||
|
n3.left = n6;
|
||||||
|
n3.right = n7;
|
||||||
|
|
||||||
|
list = hierOrder(root);
|
||||||
|
Console.WriteLine("层序遍历 结果 = " + ToString(list.ToArray()));
|
||||||
|
|
||||||
|
list = new List<int?>();
|
||||||
|
preOrder(root);
|
||||||
|
Console.WriteLine("前序遍历 结果 = " + ToString(list.ToArray()));
|
||||||
|
|
||||||
|
list = new List<int?>();
|
||||||
|
inOrder(root);
|
||||||
|
Console.WriteLine("中序遍历 结果 = " + ToString(list.ToArray()));
|
||||||
|
|
||||||
|
list = new List<int?>();
|
||||||
|
postOrder(root);
|
||||||
|
Console.WriteLine("后序遍历 结果 = " + ToString(list.ToArray()));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
125
codes/csharp/include/PrintUtil.cs
Normal file
125
codes/csharp/include/PrintUtil.cs
Normal file
|
@ -0,0 +1,125 @@
|
||||||
|
using System;
|
||||||
|
using System.Collections.Generic;
|
||||||
|
using System.Diagnostics.SymbolStore;
|
||||||
|
using System.Linq;
|
||||||
|
using System.Text;
|
||||||
|
using System.Threading.Tasks;
|
||||||
|
|
||||||
|
namespace hello_algo.include
|
||||||
|
{
|
||||||
|
public class Trunk
|
||||||
|
{
|
||||||
|
public Trunk? prev;
|
||||||
|
public String str;
|
||||||
|
|
||||||
|
public Trunk(Trunk? prev, String str)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
this.prev = prev;
|
||||||
|
this.str = str;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
public class PrintUtil
|
||||||
|
{
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* Print a linked list
|
||||||
|
* @param head
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
public static void printLinkedList(ListNode head)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
List<String> list = new();
|
||||||
|
while (head != null)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
list.Add(head.val.ToString());
|
||||||
|
head = head.next;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
Console.Write(String.Join(" -> ", list));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* The interface of the tree printer
|
||||||
|
* This tree printer is borrowed from TECHIE DELIGHT
|
||||||
|
* https://www.techiedelight.com/c-program-print-binary-tree/
|
||||||
|
* @param root
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
public static void printTree(TreeNode? root)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
printTree(root, null, false);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* Print a binary tree
|
||||||
|
* @param root
|
||||||
|
* @param prev
|
||||||
|
* @param isLeft
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
public static void printTree(TreeNode? root, Trunk? prev, bool isLeft)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (root == null)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
return;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
String prev_str = " ";
|
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|
Trunk trunk = new Trunk(prev, prev_str);
|
||||||
|
|
||||||
|
printTree(root.right, trunk, true);
|
||||||
|
|
||||||
|
if (prev == null)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
trunk.str = "———";
|
||||||
|
}
|
||||||
|
else if (isLeft)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
trunk.str = "/———";
|
||||||
|
prev_str = " |";
|
||||||
|
}
|
||||||
|
else
|
||||||
|
{
|
||||||
|
trunk.str = "\\———";
|
||||||
|
prev.str = prev_str;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
showTrunks(trunk);
|
||||||
|
Console.Write(" " + root.val);
|
||||||
|
|
||||||
|
if (prev != null)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
prev.str = prev_str;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
trunk.str = " |";
|
||||||
|
|
||||||
|
printTree(root.left, trunk, false);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* Helper function to print branches of the binary tree
|
||||||
|
* @param p
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
public static void showTrunks(Trunk? p)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (p == null)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
return;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
showTrunks(p.prev);
|
||||||
|
Console.Write(p.str);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* Print a hash map
|
||||||
|
* @param <K>
|
||||||
|
* @param <V>
|
||||||
|
* @param map
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
public static void printHashMap<K, V>(Dictionary<K, V> map) where K : notnull
|
||||||
|
{
|
||||||
|
foreach (var kv in map.Keys)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
Console.WriteLine(kv.ToString() + " -> " + map[kv]?.ToString());
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
}
|
92
codes/csharp/include/TreeNode.cs
Normal file
92
codes/csharp/include/TreeNode.cs
Normal file
|
@ -0,0 +1,92 @@
|
||||||
|
namespace hello_algo.include
|
||||||
|
{
|
||||||
|
public class TreeNode
|
||||||
|
{
|
||||||
|
public int? val; // 结点值
|
||||||
|
public int height; // 结点高度
|
||||||
|
public TreeNode? left; // 左子结点引用
|
||||||
|
public TreeNode? right; // 右子结点引用
|
||||||
|
|
||||||
|
public TreeNode(int? x)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
val = x;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* Generate a binary tree with an array
|
||||||
|
* @param arr
|
||||||
|
* @return
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
public static TreeNode? arrToTree(int?[] arr)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (arr.Length == 0)
|
||||||
|
return null;
|
||||||
|
|
||||||
|
TreeNode root = new TreeNode(arr[0]);
|
||||||
|
Queue<TreeNode> queue = new Queue<TreeNode>();
|
||||||
|
queue.Enqueue(root);
|
||||||
|
int i = 1;
|
||||||
|
while (queue.Count!=0)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
TreeNode node = queue.Dequeue();
|
||||||
|
if (arr[i] != null)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
node.left = new TreeNode(arr[i]);
|
||||||
|
queue.Enqueue(node.left);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
i++;
|
||||||
|
if (arr[i] != null)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
node.right = new TreeNode(arr[i]);
|
||||||
|
queue.Enqueue(node.right);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
i++;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
return root;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* Serialize a binary tree to a list
|
||||||
|
* @param root
|
||||||
|
* @return
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
public static List<int?> treeToList(TreeNode root)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
List<int?> list = new();
|
||||||
|
if (root == null) return list;
|
||||||
|
Queue<TreeNode?> queue = new();
|
||||||
|
while (queue.Count != 0)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
TreeNode? node = queue.Dequeue();
|
||||||
|
if (node != null)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
list.Add(node.val);
|
||||||
|
queue.Enqueue(node.left);
|
||||||
|
queue.Enqueue(node.right);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
else
|
||||||
|
{
|
||||||
|
list.Add(null);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
return list;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* Get a tree node with specific value in a binary tree
|
||||||
|
* @param root
|
||||||
|
* @param val
|
||||||
|
* @return
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
public static TreeNode? getTreeNode(TreeNode? root, int val)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (root == null)
|
||||||
|
return null;
|
||||||
|
if (root.val == val)
|
||||||
|
return root;
|
||||||
|
TreeNode? left = getTreeNode(root.left, val);
|
||||||
|
TreeNode? right = getTreeNode(root.right, val);
|
||||||
|
return left != null ? left : right;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
|
@ -74,9 +74,6 @@ comments: true
|
||||||
/* 初始化数组 */
|
/* 初始化数组 */
|
||||||
int[] arr = new int[5]; // { 0, 0, 0, 0, 0 }
|
int[] arr = new int[5]; // { 0, 0, 0, 0, 0 }
|
||||||
int[] nums = { 1, 3, 2, 5, 4 };
|
int[] nums = { 1, 3, 2, 5, 4 };
|
||||||
|
|
||||||
var arr2=new int[5]; // { 0, 0, 0, 0, 0 }
|
|
||||||
var nums2=new int[]{1,2,3,4,5};
|
|
||||||
```
|
```
|
||||||
|
|
||||||
## 数组优点
|
## 数组优点
|
||||||
|
|
|
@ -208,13 +208,13 @@ comments: true
|
||||||
=== "C#"
|
=== "C#"
|
||||||
|
|
||||||
```csharp title=""
|
```csharp title=""
|
||||||
// 初始化链表 1 -> 3 -> 2 -> 5 -> 4
|
/* 初始化链表 1 -> 3 -> 2 -> 5 -> 4 */
|
||||||
// 初始化各结点
|
// 初始化各个结点
|
||||||
n0 = new ListNode(1);
|
ListNode n0 = new ListNode(1);
|
||||||
n1 = new ListNode(3);
|
ListNode n1 = new ListNode(3);
|
||||||
n2 = new ListNode(2);
|
ListNode n2 = new ListNode(2);
|
||||||
n3 = new ListNode(5);
|
ListNode n3 = new ListNode(5);
|
||||||
n4 = new ListNode(4);
|
ListNode n4 = new ListNode(4);
|
||||||
// 构建引用指向
|
// 构建引用指向
|
||||||
n0.next = n1;
|
n0.next = n1;
|
||||||
n1.next = n2;
|
n1.next = n2;
|
||||||
|
|
|
@ -83,7 +83,12 @@ comments: true
|
||||||
=== "C#"
|
=== "C#"
|
||||||
|
|
||||||
```csharp title="list.cs"
|
```csharp title="list.cs"
|
||||||
|
/* 初始化列表 */
|
||||||
|
// 无初始值
|
||||||
|
List<int> list1 = new ();
|
||||||
|
// 有初始值(注意数组的元素类型需为 int[] 的包装类 Integer[])
|
||||||
|
int[] numbers = new int[] { 1, 3, 2, 5, 4 };
|
||||||
|
List<int> list = numbers.ToList();
|
||||||
```
|
```
|
||||||
|
|
||||||
**访问与更新元素。** 列表的底层数据结构是数组,因此可以在 $O(1)$ 时间内访问与更新元素,效率很高。
|
**访问与更新元素。** 列表的底层数据结构是数组,因此可以在 $O(1)$ 时间内访问与更新元素,效率很高。
|
||||||
|
@ -157,7 +162,11 @@ comments: true
|
||||||
=== "C#"
|
=== "C#"
|
||||||
|
|
||||||
```csharp title="list.cs"
|
```csharp title="list.cs"
|
||||||
|
/* 访问元素 */
|
||||||
|
int num = list[1];
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 更新元素 */
|
||||||
|
list[1]=0;
|
||||||
```
|
```
|
||||||
|
|
||||||
**在列表中添加、插入、删除元素。** 相对于数组,列表可以自由地添加与删除元素。在列表尾部添加元素的时间复杂度为 $O(1)$ ,但是插入与删除元素的效率仍与数组一样低,时间复杂度为 $O(N)$ 。
|
**在列表中添加、插入、删除元素。** 相对于数组,列表可以自由地添加与删除元素。在列表尾部添加元素的时间复杂度为 $O(1)$ ,但是插入与删除元素的效率仍与数组一样低,时间复杂度为 $O(N)$ 。
|
||||||
|
@ -291,7 +300,21 @@ comments: true
|
||||||
=== "C#"
|
=== "C#"
|
||||||
|
|
||||||
```csharp title="list.cs"
|
```csharp title="list.cs"
|
||||||
|
/* 清空列表 */
|
||||||
|
list.Clear();
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 尾部添加元素 */
|
||||||
|
list.Add(1);
|
||||||
|
list.Add(3);
|
||||||
|
list.Add(2);
|
||||||
|
list.Add(5);
|
||||||
|
list.Add(4);
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 中间插入元素 */
|
||||||
|
list.Insert(3, 6);
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 删除元素 */
|
||||||
|
list.Remove(3);
|
||||||
```
|
```
|
||||||
|
|
||||||
**遍历列表。** 与数组一样,列表可以使用索引遍历,也可以使用 `for-each` 直接遍历。
|
**遍历列表。** 与数组一样,列表可以使用索引遍历,也可以使用 `for-each` 直接遍历。
|
||||||
|
@ -399,7 +422,19 @@ comments: true
|
||||||
=== "C#"
|
=== "C#"
|
||||||
|
|
||||||
```csharp title="list.cs"
|
```csharp title="list.cs"
|
||||||
|
/* 通过索引遍历列表 */
|
||||||
|
int count = 0;
|
||||||
|
for (int i = 0; i < list.Count(); i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
count++;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 直接遍历列表元素 */
|
||||||
|
count = 0;
|
||||||
|
foreach (int n in list)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
count++;
|
||||||
|
}
|
||||||
```
|
```
|
||||||
|
|
||||||
**拼接两个列表。** 再创建一个新列表 `list1` ,我们可以将其中一个列表拼接到另一个的尾部。
|
**拼接两个列表。** 再创建一个新列表 `list1` ,我们可以将其中一个列表拼接到另一个的尾部。
|
||||||
|
@ -462,7 +497,9 @@ comments: true
|
||||||
=== "C#"
|
=== "C#"
|
||||||
|
|
||||||
```csharp title="list.cs"
|
```csharp title="list.cs"
|
||||||
|
/* 拼接两个列表 */
|
||||||
|
List<int> list1 = new() { 6, 8, 7, 10, 9 };
|
||||||
|
list.AddRange(list1);
|
||||||
```
|
```
|
||||||
|
|
||||||
**排序列表。** 排序也是常用的方法之一,完成列表排序后,我们就可以使用在数组类算法题中经常考察的「二分查找」和「双指针」算法了。
|
**排序列表。** 排序也是常用的方法之一,完成列表排序后,我们就可以使用在数组类算法题中经常考察的「二分查找」和「双指针」算法了。
|
||||||
|
@ -518,7 +555,8 @@ comments: true
|
||||||
=== "C#"
|
=== "C#"
|
||||||
|
|
||||||
```csharp title="list.cs"
|
```csharp title="list.cs"
|
||||||
|
/* 排序列表 */
|
||||||
|
list.Sort(); // 排序后,列表元素从小到大排列
|
||||||
```
|
```
|
||||||
|
|
||||||
## 列表简易实现 *
|
## 列表简易实现 *
|
||||||
|
@ -1084,5 +1122,114 @@ comments: true
|
||||||
=== "C#"
|
=== "C#"
|
||||||
|
|
||||||
```csharp title="my_list.cs"
|
```csharp title="my_list.cs"
|
||||||
|
class MyList
|
||||||
|
{
|
||||||
|
private int[] nums; // 数组(存储列表元素)
|
||||||
|
private int capacity = 10; // 列表容量
|
||||||
|
private int size = 0; // 列表长度(即当前元素数量)
|
||||||
|
private int extendRatio = 2; // 每次列表扩容的倍数
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 构造函数 */
|
||||||
|
public MyList()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
nums = new int[capacity];
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 获取列表长度(即当前元素数量)*/
|
||||||
|
public int Size()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
return size;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 获取列表容量 */
|
||||||
|
public int Capacity()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
return capacity;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 访问元素 */
|
||||||
|
public int get(int index)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// 索引如果越界则抛出异常,下同
|
||||||
|
if (index >= size)
|
||||||
|
throw new IndexOutOfRangeException("索引越界");
|
||||||
|
return nums[index];
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 更新元素 */
|
||||||
|
public void set(int index, int num)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (index >= size)
|
||||||
|
throw new IndexOutOfRangeException("索引越界");
|
||||||
|
nums[index] = num;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 尾部添加元素 */
|
||||||
|
public void add(int num)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// 元素数量超出容量时,触发扩容机制
|
||||||
|
if (size == Capacity())
|
||||||
|
extendCapacity();
|
||||||
|
nums[size] = num;
|
||||||
|
// 更新元素数量
|
||||||
|
size++;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 中间插入元素 */
|
||||||
|
public void insert(int index, int num)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (index >= size)
|
||||||
|
throw new IndexOutOfRangeException("索引越界");
|
||||||
|
// 元素数量超出容量时,触发扩容机制
|
||||||
|
if (size == Capacity())
|
||||||
|
extendCapacity();
|
||||||
|
// 将索引 index 以及之后的元素都向后移动一位
|
||||||
|
for (int j = size - 1; j >= index; j--)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
nums[j + 1] = nums[j];
|
||||||
|
}
|
||||||
|
nums[index] = num;
|
||||||
|
// 更新元素数量
|
||||||
|
size++;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 删除元素 */
|
||||||
|
public int remove(int index)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (index >= size)
|
||||||
|
throw new IndexOutOfRangeException("索引越界");
|
||||||
|
int num = nums[index];
|
||||||
|
// 将索引 index 之后的元素都向前移动一位
|
||||||
|
for (int j = index; j < size - 1; j++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
nums[j] = nums[j + 1];
|
||||||
|
}
|
||||||
|
// 更新元素数量
|
||||||
|
size--;
|
||||||
|
// 返回被删除元素
|
||||||
|
return num;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 列表扩容 */
|
||||||
|
public void extendCapacity()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// 新建一个长度为 size 的数组,并将原数组拷贝到新数组
|
||||||
|
System.Array.Resize(ref nums, Capacity() * extendRatio);
|
||||||
|
// 更新列表容量
|
||||||
|
capacity = nums.Length;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 将列表转换为数组 */
|
||||||
|
public int[] toArray()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
int size = Size();
|
||||||
|
// 仅转换有效长度范围内的列表元素
|
||||||
|
int[] nums = new int[size];
|
||||||
|
for (int i = 0; i < size; i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
nums[i] = get(i);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
return nums;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
```
|
```
|
||||||
|
|
|
@ -149,7 +149,29 @@ comments: true
|
||||||
=== "C#"
|
=== "C#"
|
||||||
|
|
||||||
```csharp title=""
|
```csharp title=""
|
||||||
|
/* 类 */
|
||||||
|
class Node
|
||||||
|
{
|
||||||
|
int val;
|
||||||
|
Node next;
|
||||||
|
Node(int x) { val = x; }
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 函数(或称方法) */
|
||||||
|
int function()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// do something...
|
||||||
|
return 0;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
int algorithm(int n)
|
||||||
|
{ // 输入数据
|
||||||
|
int a = 0; // 暂存数据(常量)
|
||||||
|
int b = 0; // 暂存数据(变量)
|
||||||
|
Node node = new Node(0); // 暂存数据(对象)
|
||||||
|
int c = function(); // 栈帧空间(调用函数)
|
||||||
|
return a + b + c; // 输出数据
|
||||||
|
}
|
||||||
```
|
```
|
||||||
|
|
||||||
## 推算方法
|
## 推算方法
|
||||||
|
@ -228,7 +250,15 @@ comments: true
|
||||||
=== "C#"
|
=== "C#"
|
||||||
|
|
||||||
```csharp title=""
|
```csharp title=""
|
||||||
|
void algorithm(int n)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
int a = 0; // O(1)
|
||||||
|
int[] b = new int[10000]; // O(1)
|
||||||
|
if (n > 10)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
int[] nums = new int[n]; // O(n)
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
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```
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```
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**在递归函数中,需要注意统计栈帧空间。** 例如函数 `loop()`,在循环中调用了 $n$ 次 `function()` ,每轮中的 `function()` 都返回并释放了栈帧空间,因此空间复杂度仍为 $O(1)$ 。而递归函数 `recur()` 在运行中会同时存在 $n$ 个未返回的 `recur()` ,从而使用 $O(n)$ 的栈帧空间。
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**在递归函数中,需要注意统计栈帧空间。** 例如函数 `loop()`,在循环中调用了 $n$ 次 `function()` ,每轮中的 `function()` 都返回并释放了栈帧空间,因此空间复杂度仍为 $O(1)$ 。而递归函数 `recur()` 在运行中会同时存在 $n$ 个未返回的 `recur()` ,从而使用 $O(n)$ 的栈帧空间。
|
||||||
|
@ -336,7 +366,25 @@ comments: true
|
||||||
=== "C#"
|
=== "C#"
|
||||||
|
|
||||||
```csharp title=""
|
```csharp title=""
|
||||||
|
int function()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// do something
|
||||||
|
return 0;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
/* 循环 O(1) */
|
||||||
|
void loop(int n)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
for (int i = 0; i < n; i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
function();
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
/* 递归 O(n) */
|
||||||
|
int recur(int n)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (n == 1) return 1;
|
||||||
|
return recur(n - 1);
|
||||||
|
}
|
||||||
```
|
```
|
||||||
|
|
||||||
## 常见类型
|
## 常见类型
|
||||||
|
@ -467,7 +515,25 @@ $$
|
||||||
=== "C#"
|
=== "C#"
|
||||||
|
|
||||||
```csharp title="space_complexity.cs"
|
```csharp title="space_complexity.cs"
|
||||||
|
/* 常数阶 */
|
||||||
|
void constant(int n)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// 常量、变量、对象占用 O(1) 空间
|
||||||
|
int a = 0;
|
||||||
|
int b = 0;
|
||||||
|
int[] nums = new int[10000];
|
||||||
|
ListNode node = new ListNode(0);
|
||||||
|
// 循环中的变量占用 O(1) 空间
|
||||||
|
for (int i = 0; i < n; i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
int c = 0;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
// 循环中的函数占用 O(1) 空间
|
||||||
|
for (int i = 0; i < n; i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
function();
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
```
|
```
|
||||||
|
|
||||||
### 线性阶 $O(n)$
|
### 线性阶 $O(n)$
|
||||||
|
@ -568,7 +634,24 @@ $$
|
||||||
=== "C#"
|
=== "C#"
|
||||||
|
|
||||||
```csharp title="space_complexity.cs"
|
```csharp title="space_complexity.cs"
|
||||||
|
/* 线性阶 */
|
||||||
|
void linear(int n)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// 长度为 n 的数组占用 O(n) 空间
|
||||||
|
int[] nums = new int[n];
|
||||||
|
// 长度为 n 的列表占用 O(n) 空间
|
||||||
|
List<ListNode> nodes = new();
|
||||||
|
for (int i = 0; i < n; i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
nodes.Add(new ListNode(i));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
// 长度为 n 的哈希表占用 O(n) 空间
|
||||||
|
Dictionary<int, String> map = new();
|
||||||
|
for (int i = 0; i < n; i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
map.Add(i, i.ToString());
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
```
|
```
|
||||||
|
|
||||||
以下递归函数会同时存在 $n$ 个未返回的 `algorithm()` 函数,使用 $O(n)$ 大小的栈帧空间。
|
以下递归函数会同时存在 $n$ 个未返回的 `algorithm()` 函数,使用 $O(n)$ 大小的栈帧空间。
|
||||||
|
@ -639,7 +722,13 @@ $$
|
||||||
=== "C#"
|
=== "C#"
|
||||||
|
|
||||||
```csharp title="space_complexity.cs"
|
```csharp title="space_complexity.cs"
|
||||||
|
/* 线性阶(递归实现) */
|
||||||
|
void linearRecur(int n)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
Console.WriteLine("递归 n = " + n);
|
||||||
|
if (n == 1) return;
|
||||||
|
linearRecur(n - 1);
|
||||||
|
}
|
||||||
```
|
```
|
||||||
|
|
||||||
![space_complexity_recursive_linear](space_complexity.assets/space_complexity_recursive_linear.png)
|
![space_complexity_recursive_linear](space_complexity.assets/space_complexity_recursive_linear.png)
|
||||||
|
@ -729,6 +818,23 @@ $$
|
||||||
=== "C#"
|
=== "C#"
|
||||||
|
|
||||||
```csharp title="space_complexity.cs"
|
```csharp title="space_complexity.cs"
|
||||||
|
/* 平方阶 */
|
||||||
|
void quadratic(int n)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// 矩阵占用 O(n^2) 空间
|
||||||
|
int[,] numMatrix = new int[n, n];
|
||||||
|
// 二维列表占用 O(n^2) 空间
|
||||||
|
List<List<int>> numList = new();
|
||||||
|
for (int i = 0; i < n; i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
List<int> tmp = new();
|
||||||
|
for (int j = 0; j < n; j++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
tmp.Add(0);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
numList.Add(tmp);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
```
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
@ -804,6 +910,14 @@ $$
|
||||||
=== "C#"
|
=== "C#"
|
||||||
|
|
||||||
```csharp title="space_complexity.cs"
|
```csharp title="space_complexity.cs"
|
||||||
|
/* 平方阶(递归实现) */
|
||||||
|
int quadraticRecur(int n)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (n <= 0) return 0;
|
||||||
|
int[] nums = new int[n];
|
||||||
|
Console.WriteLine("递归 n = " + n + " 中的 nums 长度 = " + nums.Length);
|
||||||
|
return quadraticRecur(n - 1);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
```
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
@ -889,7 +1003,15 @@ $$
|
||||||
=== "C#"
|
=== "C#"
|
||||||
|
|
||||||
```csharp title="space_complexity.cs"
|
```csharp title="space_complexity.cs"
|
||||||
|
/* 指数阶(建立满二叉树) */
|
||||||
|
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;
|
||||||
|
}
|
||||||
```
|
```
|
||||||
|
|
||||||
![space_complexity_exponential](space_complexity.assets/space_complexity_exponential.png)
|
![space_complexity_exponential](space_complexity.assets/space_complexity_exponential.png)
|
||||||
|
|
|
@ -130,7 +130,23 @@ comments: true
|
||||||
=== "C#"
|
=== "C#"
|
||||||
|
|
||||||
```csharp title="leetcode_two_sum.cs"
|
```csharp title="leetcode_two_sum.cs"
|
||||||
|
class SolutionBruteForce
|
||||||
|
{
|
||||||
|
public int[] twoSum(int[] nums, int target)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
int size = nums.Length;
|
||||||
|
// 两层循环,时间复杂度 O(n^2)
|
||||||
|
for (int i = 0; i < size - 1; i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
for (int j = i + 1; j < size; j++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (nums[i] + nums[j] == target)
|
||||||
|
return new int[] { i, j };
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
return new int[0];
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
```
|
```
|
||||||
|
|
||||||
### 方法二:辅助哈希表
|
### 方法二:辅助哈希表
|
||||||
|
@ -258,5 +274,23 @@ comments: true
|
||||||
=== "C#"
|
=== "C#"
|
||||||
|
|
||||||
```csharp title="leetcode_two_sum.cs"
|
```csharp title="leetcode_two_sum.cs"
|
||||||
|
class SolutionHashMap
|
||||||
|
{
|
||||||
|
public int[] twoSum(int[] nums, int target)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
int size = nums.Length;
|
||||||
|
// 辅助哈希表,空间复杂度 O(n)
|
||||||
|
Dictionary<int, int> dic = new();
|
||||||
|
// 单层循环,时间复杂度 O(n)
|
||||||
|
for (int i = 0; i < size; i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (dic.ContainsKey(target - nums[i]))
|
||||||
|
{
|
||||||
|
return new int[] { dic[target - nums[i]], i };
|
||||||
|
}
|
||||||
|
dic.Add(nums[i], i);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
return new int[0];
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
```
|
```
|
||||||
|
|
|
@ -97,7 +97,18 @@ $$
|
||||||
=== "C#"
|
=== "C#"
|
||||||
|
|
||||||
```csharp title=""
|
```csharp title=""
|
||||||
|
// 在某运行平台下
|
||||||
|
void algorithm(int n)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
int a = 2; // 1 ns
|
||||||
|
a = a + 1; // 1 ns
|
||||||
|
a = a * 2; // 10 ns
|
||||||
|
// 循环 n 次
|
||||||
|
for (int i = 0; i < n; i++)
|
||||||
|
{ // 1 ns ,每轮都要执行 i++
|
||||||
|
Console.WriteLine(0); // 5 ns
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
```
|
```
|
||||||
|
|
||||||
但实际上, **统计算法的运行时间既不合理也不现实。** 首先,我们不希望预估时间和运行平台绑定,毕竟算法需要跑在各式各样的平台之上。其次,我们很难获知每一种操作的运行时间,这为预估过程带来了极大的难度。
|
但实际上, **统计算法的运行时间既不合理也不现实。** 首先,我们不希望预估时间和运行平台绑定,毕竟算法需要跑在各式各样的平台之上。其次,我们很难获知每一种操作的运行时间,这为预估过程带来了极大的难度。
|
||||||
|
@ -212,7 +223,27 @@ $$
|
||||||
=== "C#"
|
=== "C#"
|
||||||
|
|
||||||
```csharp title=""
|
```csharp title=""
|
||||||
|
// 算法 A 时间复杂度:常数阶
|
||||||
|
void algorithm_A(int n)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
Console.WriteLine(0);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
// 算法 B 时间复杂度:线性阶
|
||||||
|
void algorithm_B(int n)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
for (int i = 0; i < n; i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
Console.WriteLine(0);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
// 算法 C 时间复杂度:常数阶
|
||||||
|
void algorithm_C(int n)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
for (int i = 0; i < 1000000; i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
Console.WriteLine(0);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
```
|
```
|
||||||
|
|
||||||
![time_complexity_first_example](time_complexity.assets/time_complexity_first_example.png)
|
![time_complexity_first_example](time_complexity.assets/time_complexity_first_example.png)
|
||||||
|
@ -310,7 +341,15 @@ $$
|
||||||
=== "C#"
|
=== "C#"
|
||||||
|
|
||||||
```csharp title=""
|
```csharp title=""
|
||||||
|
void algorithm(int n) {
|
||||||
|
int a = 1; // +1
|
||||||
|
a = a + 1; // +1
|
||||||
|
a = a * 2; // +1
|
||||||
|
// 循环 n 次
|
||||||
|
for (int i = 0; i < n; i++) { // +1(每轮都执行 i ++)
|
||||||
|
Console.WriteLine(0); // +1
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
```
|
```
|
||||||
|
|
||||||
$T(n)$ 是个一次函数,说明时间增长趋势是线性的,因此易得时间复杂度是线性阶。
|
$T(n)$ 是个一次函数,说明时间增长趋势是线性的,因此易得时间复杂度是线性阶。
|
||||||
|
@ -457,7 +496,24 @@ $$
|
||||||
=== "C#"
|
=== "C#"
|
||||||
|
|
||||||
```csharp title=""
|
```csharp title=""
|
||||||
|
void algorithm(int n)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
int a = 1; // +0(技巧 1)
|
||||||
|
a = a + n; // +0(技巧 1)
|
||||||
|
// +n(技巧 2)
|
||||||
|
for (int i = 0; i < 5 * n + 1; i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
Console.WriteLine(0);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
// +n*n(技巧 3)
|
||||||
|
for (int i = 0; i < 2 * n; i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
for (int j = 0; j < n + 1; j++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
Console.WriteLine(0);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
```
|
```
|
||||||
|
|
||||||
### 2. 判断渐近上界
|
### 2. 判断渐近上界
|
||||||
|
@ -576,7 +632,15 @@ $$
|
||||||
=== "C#"
|
=== "C#"
|
||||||
|
|
||||||
```csharp title="time_complexity.cs"
|
```csharp title="time_complexity.cs"
|
||||||
|
/* 常数阶 */
|
||||||
|
int constant(int n)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
int count = 0;
|
||||||
|
int size = 100000;
|
||||||
|
for (int i = 0; i < size; i++)
|
||||||
|
count++;
|
||||||
|
return count;
|
||||||
|
}
|
||||||
```
|
```
|
||||||
|
|
||||||
### 线性阶 $O(n)$
|
### 线性阶 $O(n)$
|
||||||
|
@ -652,7 +716,14 @@ $$
|
||||||
=== "C#"
|
=== "C#"
|
||||||
|
|
||||||
```csharp title="time_complexity.cs"
|
```csharp title="time_complexity.cs"
|
||||||
|
/* 线性阶 */
|
||||||
|
int linear(int n)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
int count = 0;
|
||||||
|
for (int i = 0; i < n; i++)
|
||||||
|
count++;
|
||||||
|
return count;
|
||||||
|
}
|
||||||
```
|
```
|
||||||
|
|
||||||
「遍历数组」和「遍历链表」等操作,时间复杂度都为 $O(n)$ ,其中 $n$ 为数组或链表的长度。
|
「遍历数组」和「遍历链表」等操作,时间复杂度都为 $O(n)$ ,其中 $n$ 为数组或链表的长度。
|
||||||
|
@ -736,7 +807,17 @@ $$
|
||||||
=== "C#"
|
=== "C#"
|
||||||
|
|
||||||
```csharp title="time_complexity.cs"
|
```csharp title="time_complexity.cs"
|
||||||
|
/* 线性阶(遍历数组) */
|
||||||
|
int arrayTraversal(int[] nums)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
int count = 0;
|
||||||
|
// 循环次数与数组长度成正比
|
||||||
|
foreach(int num in nums)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
count++;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
return count;
|
||||||
|
}
|
||||||
```
|
```
|
||||||
|
|
||||||
### 平方阶 $O(n^2)$
|
### 平方阶 $O(n^2)$
|
||||||
|
@ -825,7 +906,20 @@ $$
|
||||||
=== "C#"
|
=== "C#"
|
||||||
|
|
||||||
```csharp title="time_complexity.cs"
|
```csharp title="time_complexity.cs"
|
||||||
|
/* 平方阶 */
|
||||||
|
int quadratic(int n)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
int count = 0;
|
||||||
|
// 循环次数与数组长度成平方关系
|
||||||
|
for (int i = 0; i < n; i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
for (int j = 0; j < n; j++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
count++;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
return count;
|
||||||
|
}
|
||||||
```
|
```
|
||||||
|
|
||||||
![time_complexity_constant_linear_quadratic](time_complexity.assets/time_complexity_constant_linear_quadratic.png)
|
![time_complexity_constant_linear_quadratic](time_complexity.assets/time_complexity_constant_linear_quadratic.png)
|
||||||
|
@ -947,6 +1041,28 @@ $$
|
||||||
=== "C#"
|
=== "C#"
|
||||||
|
|
||||||
```csharp title="time_complexity.cs"
|
```csharp title="time_complexity.cs"
|
||||||
|
/* 平方阶(冒泡排序) */
|
||||||
|
int bubbleSort(int[] nums)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
int count = 0; // 计数器
|
||||||
|
// 外循环:待排序元素数量为 n-1, n-2, ..., 1
|
||||||
|
for (int i = nums.Length - 1; i > 0; i--)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// 内循环:冒泡操作
|
||||||
|
for (int j = 0; j < i; j++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (nums[j] > nums[j + 1])
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// 交换 nums[j] 与 nums[j + 1]
|
||||||
|
int tmp = nums[j];
|
||||||
|
nums[j] = nums[j + 1];
|
||||||
|
nums[j + 1] = tmp;
|
||||||
|
count += 3; // 元素交换包含 3 个单元操作
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
return count;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
```
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
@ -1048,7 +1164,22 @@ $$
|
||||||
=== "C#"
|
=== "C#"
|
||||||
|
|
||||||
```csharp title="time_complexity.cs"
|
```csharp title="time_complexity.cs"
|
||||||
|
/* 指数阶(循环实现) */
|
||||||
|
int exponential(int n)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
int count = 0, bas = 1;
|
||||||
|
// cell 每轮一分为二,形成数列 1, 2, 4, 8, ..., 2^(n-1)
|
||||||
|
for (int i = 0; i < n; i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
for (int j = 0; j < bas; j++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
count++;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
bas *= 2;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
// count = 1 + 2 + 4 + 8 + .. + 2^(n-1) = 2^n - 1
|
||||||
|
return count;
|
||||||
|
}
|
||||||
```
|
```
|
||||||
|
|
||||||
![time_complexity_exponential](time_complexity.assets/time_complexity_exponential.png)
|
![time_complexity_exponential](time_complexity.assets/time_complexity_exponential.png)
|
||||||
|
@ -1119,7 +1250,12 @@ $$
|
||||||
=== "C#"
|
=== "C#"
|
||||||
|
|
||||||
```csharp title="time_complexity.cs"
|
```csharp title="time_complexity.cs"
|
||||||
|
/* 指数阶(递归实现) */
|
||||||
|
int expRecur(int n)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (n == 1) return 1;
|
||||||
|
return expRecur(n - 1) + expRecur(n - 1) + 1;
|
||||||
|
}
|
||||||
```
|
```
|
||||||
|
|
||||||
### 对数阶 $O(\log n)$
|
### 对数阶 $O(\log n)$
|
||||||
|
@ -1205,7 +1341,17 @@ $$
|
||||||
=== "C#"
|
=== "C#"
|
||||||
|
|
||||||
```csharp title="time_complexity.cs"
|
```csharp title="time_complexity.cs"
|
||||||
|
/* 对数阶(循环实现) */
|
||||||
|
int logarithmic(float n)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
int count = 0;
|
||||||
|
while (n > 1)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
n = n / 2;
|
||||||
|
count++;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
return count;
|
||||||
|
}
|
||||||
```
|
```
|
||||||
|
|
||||||
![time_complexity_logarithmic](time_complexity.assets/time_complexity_logarithmic.png)
|
![time_complexity_logarithmic](time_complexity.assets/time_complexity_logarithmic.png)
|
||||||
|
@ -1276,7 +1422,12 @@ $$
|
||||||
=== "C#"
|
=== "C#"
|
||||||
|
|
||||||
```csharp title="time_complexity.cs"
|
```csharp title="time_complexity.cs"
|
||||||
|
/* 对数阶(递归实现) */
|
||||||
|
int logRecur(float n)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (n <= 1) return 0;
|
||||||
|
return logRecur(n / 2) + 1;
|
||||||
|
}
|
||||||
```
|
```
|
||||||
|
|
||||||
### 线性对数阶 $O(n \log n)$
|
### 线性对数阶 $O(n \log n)$
|
||||||
|
@ -1366,7 +1517,18 @@ $$
|
||||||
=== "C#"
|
=== "C#"
|
||||||
|
|
||||||
```csharp title="time_complexity.cs"
|
```csharp title="time_complexity.cs"
|
||||||
|
/* 线性对数阶 */
|
||||||
|
int linearLogRecur(float n)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (n <= 1) return 1;
|
||||||
|
int count = linearLogRecur(n / 2) +
|
||||||
|
linearLogRecur(n / 2);
|
||||||
|
for (int i = 0; i < n; i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
count++;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
return count;
|
||||||
|
}
|
||||||
```
|
```
|
||||||
|
|
||||||
![time_complexity_logarithmic_linear](time_complexity.assets/time_complexity_logarithmic_linear.png)
|
![time_complexity_logarithmic_linear](time_complexity.assets/time_complexity_logarithmic_linear.png)
|
||||||
|
@ -1464,7 +1626,18 @@ $$
|
||||||
=== "C#"
|
=== "C#"
|
||||||
|
|
||||||
```csharp title="time_complexity.cs"
|
```csharp title="time_complexity.cs"
|
||||||
|
/* 阶乘阶(递归实现) */
|
||||||
|
int factorialRecur(int n)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (n == 0) return 1;
|
||||||
|
int count = 0;
|
||||||
|
// 从 1 个分裂出 n 个
|
||||||
|
for (int i = 0; i < n; i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
count += factorialRecur(n - 1);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
return count;
|
||||||
|
}
|
||||||
```
|
```
|
||||||
|
|
||||||
![time_complexity_factorial](time_complexity.assets/time_complexity_factorial.png)
|
![time_complexity_factorial](time_complexity.assets/time_complexity_factorial.png)
|
||||||
|
@ -1485,7 +1658,7 @@ $$
|
||||||
```java title="worst_best_time_complexity.java"
|
```java title="worst_best_time_complexity.java"
|
||||||
public class worst_best_time_complexity {
|
public class worst_best_time_complexity {
|
||||||
/* 生成一个数组,元素为 { 1, 2, ..., n },顺序被打乱 */
|
/* 生成一个数组,元素为 { 1, 2, ..., n },顺序被打乱 */
|
||||||
static int[] randomNumbers(int n) {
|
int[] randomNumbers(int n) {
|
||||||
Integer[] nums = new Integer[n];
|
Integer[] nums = new Integer[n];
|
||||||
// 生成数组 nums = { 1, 2, 3, ..., n }
|
// 生成数组 nums = { 1, 2, 3, ..., n }
|
||||||
for (int i = 0; i < n; i++) {
|
for (int i = 0; i < n; i++) {
|
||||||
|
@ -1502,7 +1675,7 @@ $$
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
/* 查找数组 nums 中数字 1 所在索引 */
|
/* 查找数组 nums 中数字 1 所在索引 */
|
||||||
static int findOne(int[] nums) {
|
int findOne(int[] nums) {
|
||||||
for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
|
for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
|
||||||
if (nums[i] == 1)
|
if (nums[i] == 1)
|
||||||
return i;
|
return i;
|
||||||
|
@ -1511,7 +1684,7 @@ $$
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
/* Driver Code */
|
/* Driver Code */
|
||||||
public static void main(String[] args) {
|
public void main(String[] args) {
|
||||||
for (int i = 0; i < 10; i++) {
|
for (int i = 0; i < 10; i++) {
|
||||||
int n = 100;
|
int n = 100;
|
||||||
int[] nums = randomNumbers(n);
|
int[] nums = randomNumbers(n);
|
||||||
|
@ -1652,7 +1825,51 @@ $$
|
||||||
=== "C#"
|
=== "C#"
|
||||||
|
|
||||||
```csharp title="worst_best_time_complexity.cs"
|
```csharp title="worst_best_time_complexity.cs"
|
||||||
|
/* 生成一个数组,元素为 { 1, 2, ..., n },顺序被打乱 */
|
||||||
|
int[] randomNumbers(int n)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
int[] nums = new int[n];
|
||||||
|
// 生成数组 nums = { 1, 2, 3, ..., n }
|
||||||
|
for (int i = 0; i < n; i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
nums[i] = i + 1;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// 随机打乱数组元素
|
||||||
|
for (int i = 0; i < nums.Length; i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
var index = new Random().Next(i, nums.Length);
|
||||||
|
var tmp = nums[i];
|
||||||
|
var ran = nums[index];
|
||||||
|
nums[i] = ran;
|
||||||
|
nums[index] = tmp;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
return nums;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 查找数组 nums 中数字 1 所在索引 */
|
||||||
|
int findOne(int[] nums)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
for (int i = 0; i < nums.Length; i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (nums[i] == 1)
|
||||||
|
return i;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
return -1;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* Driver Code */
|
||||||
|
public void main(String[] args)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
for (int i = 0; i < 10; i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
int n = 100;
|
||||||
|
int[] nums = randomNumbers(n);
|
||||||
|
int index = findOne(nums);
|
||||||
|
Console.WriteLine("\n数组 [ 1, 2, ..., n ] 被打乱后 = " + string.Join(",", nums));
|
||||||
|
Console.WriteLine("数字 1 的索引为 " + index);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
```
|
```
|
||||||
|
|
||||||
!!! tip
|
!!! tip
|
||||||
|
|
|
@ -150,7 +150,24 @@ comments: true
|
||||||
=== "C#"
|
=== "C#"
|
||||||
|
|
||||||
```csharp title="hash_map.cs"
|
```csharp title="hash_map.cs"
|
||||||
|
/* 初始化哈希表 */
|
||||||
|
Dictionary<int, String> map = new ();
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 添加操作 */
|
||||||
|
// 在哈希表中添加键值对 (key, value)
|
||||||
|
map.Add(12836, "小哈");
|
||||||
|
map.Add(15937, "小啰");
|
||||||
|
map.Add(16750, "小算");
|
||||||
|
map.Add(13276, "小法");
|
||||||
|
map.Add(10583, "小鸭");
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 查询操作 */
|
||||||
|
// 向哈希表输入键 key ,得到值 value
|
||||||
|
String name = map[15937];
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 删除操作 */
|
||||||
|
// 在哈希表中删除键值对 (key, value)
|
||||||
|
map.Remove(10583);
|
||||||
```
|
```
|
||||||
|
|
||||||
遍历哈希表有三种方式,即 **遍历键值对、遍历键、遍历值**。
|
遍历哈希表有三种方式,即 **遍历键值对、遍历键、遍历值**。
|
||||||
|
@ -245,7 +262,19 @@ comments: true
|
||||||
=== "C#"
|
=== "C#"
|
||||||
|
|
||||||
```csharp title="hash_map.cs"
|
```csharp title="hash_map.cs"
|
||||||
|
/* 遍历哈希表 */
|
||||||
|
// 遍历键值对 Key->Value
|
||||||
|
foreach (var kv in map) {
|
||||||
|
Console.WriteLine(kv.Key + " -> " + kv.Value);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
// 单独遍历键 key
|
||||||
|
foreach (int key in map.Keys) {
|
||||||
|
Console.WriteLine(key);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
// 单独遍历值 value
|
||||||
|
foreach (String val in map.Values) {
|
||||||
|
Console.WriteLine(val);
|
||||||
|
}
|
||||||
```
|
```
|
||||||
|
|
||||||
## 哈希函数
|
## 哈希函数
|
||||||
|
@ -489,6 +518,64 @@ $$
|
||||||
=== "C#"
|
=== "C#"
|
||||||
|
|
||||||
```csharp title="array_hash_map.cs"
|
```csharp title="array_hash_map.cs"
|
||||||
|
/* 键值对 int->String */
|
||||||
|
class Entry
|
||||||
|
{
|
||||||
|
public int key;
|
||||||
|
public String val;
|
||||||
|
public Entry(int key, String val)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
this.key = key;
|
||||||
|
this.val = val;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 基于数组简易实现的哈希表 */
|
||||||
|
class ArrayHashMap
|
||||||
|
{
|
||||||
|
private List<Entry?> bucket;
|
||||||
|
public ArrayHashMap()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// 初始化一个长度为 100 的桶(数组)
|
||||||
|
bucket = new ();
|
||||||
|
for (int i = 0; i < 100; i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
bucket.Add(null);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 哈希函数 */
|
||||||
|
private int hashFunc(int key)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
int index = key % 100;
|
||||||
|
return index;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 查询操作 */
|
||||||
|
public String? get(int key)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
int index = hashFunc(key);
|
||||||
|
Entry? pair = bucket[index];
|
||||||
|
if (pair == null) return null;
|
||||||
|
return pair.val;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 添加操作 */
|
||||||
|
public void put(int key, String val)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
Entry pair = new Entry(key, val);
|
||||||
|
int index = hashFunc(key);
|
||||||
|
bucket[index]=pair;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 删除操作 */
|
||||||
|
public void remove(int key)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
int index = hashFunc(key);
|
||||||
|
// 置为 null ,代表删除
|
||||||
|
bucket[index]=null;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
```
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
|
|
@ -173,7 +173,25 @@ $$
|
||||||
=== "C#"
|
=== "C#"
|
||||||
|
|
||||||
```csharp title="binary_search.cs"
|
```csharp title="binary_search.cs"
|
||||||
|
/* 二分查找(双闭区间) */
|
||||||
|
int binarySearch(int[] nums, int target)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// 初始化双闭区间 [0, n-1] ,即 i, j 分别指向数组首元素、尾元素
|
||||||
|
int i = 0, j = nums.Length - 1;
|
||||||
|
// 循环,当搜索区间为空时跳出(当 i > j 时为空)
|
||||||
|
while (i <= j)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
int m = (i + j) / 2; // 计算中点索引 m
|
||||||
|
if (nums[m] < target) // 此情况说明 target 在区间 [m+1, j] 中
|
||||||
|
i = m + 1;
|
||||||
|
else if (nums[m] > target) // 此情况说明 target 在区间 [i, m-1] 中
|
||||||
|
j = m - 1;
|
||||||
|
else // 找到目标元素,返回其索引
|
||||||
|
return m;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
// 未找到目标元素,返回 -1
|
||||||
|
return -1;
|
||||||
|
}
|
||||||
```
|
```
|
||||||
|
|
||||||
### “左闭右开”实现
|
### “左闭右开”实现
|
||||||
|
@ -303,7 +321,25 @@ $$
|
||||||
=== "C#"
|
=== "C#"
|
||||||
|
|
||||||
```csharp title="binary_search.cs"
|
```csharp title="binary_search.cs"
|
||||||
|
/* 二分查找(左闭右开) */
|
||||||
|
int binarySearch1(int[] nums, int target)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// 初始化左闭右开 [0, n) ,即 i, j 分别指向数组首元素、尾元素+1
|
||||||
|
int i = 0, j = nums.Length;
|
||||||
|
// 循环,当搜索区间为空时跳出(当 i = j 时为空)
|
||||||
|
while (i < j)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
int m = (i + j) / 2; // 计算中点索引 m
|
||||||
|
if (nums[m] < target) // 此情况说明 target 在区间 [m+1, j) 中
|
||||||
|
i = m + 1;
|
||||||
|
else if (nums[m] > target) // 此情况说明 target 在区间 [i, m) 中
|
||||||
|
j = m;
|
||||||
|
else // 找到目标元素,返回其索引
|
||||||
|
return m;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
// 未找到目标元素,返回 -1
|
||||||
|
return -1;
|
||||||
|
}
|
||||||
```
|
```
|
||||||
|
|
||||||
### 两种表示对比
|
### 两种表示对比
|
||||||
|
@ -383,7 +419,10 @@ $$
|
||||||
=== "C#"
|
=== "C#"
|
||||||
|
|
||||||
```csharp title=""
|
```csharp title=""
|
||||||
|
// (i + j) 有可能超出 int 的取值范围
|
||||||
|
int m = (i + j) / 2;
|
||||||
|
// 更换为此写法则不会越界
|
||||||
|
int m = i + (j - i) / 2;
|
||||||
```
|
```
|
||||||
|
|
||||||
## 复杂度分析
|
## 复杂度分析
|
||||||
|
|
|
@ -86,7 +86,13 @@ comments: true
|
||||||
=== "C#"
|
=== "C#"
|
||||||
|
|
||||||
```csharp title="hashing_search.cs"
|
```csharp title="hashing_search.cs"
|
||||||
|
/* 哈希查找(数组) */
|
||||||
|
int hashingSearch(Dictionary<int, int> map, int target)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// 哈希表的 key: 目标元素,value: 索引
|
||||||
|
// 若哈希表中无此 key ,返回 -1
|
||||||
|
return map.GetValueOrDefault(target, -1);
|
||||||
|
}
|
||||||
```
|
```
|
||||||
|
|
||||||
再比如,如果我们想要给定一个目标结点值 `target` ,获取对应的链表结点对象,那么也可以使用哈希查找实现。
|
再比如,如果我们想要给定一个目标结点值 `target` ,获取对应的链表结点对象,那么也可以使用哈希查找实现。
|
||||||
|
@ -163,7 +169,14 @@ comments: true
|
||||||
=== "C#"
|
=== "C#"
|
||||||
|
|
||||||
```csharp title="hashing_search.cs"
|
```csharp title="hashing_search.cs"
|
||||||
|
/* 哈希查找(链表) */
|
||||||
|
ListNode? hashingSearch1(Dictionary<int, ListNode> map, int target)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
|
||||||
|
// 哈希表的 key: 目标结点值,value: 结点对象
|
||||||
|
// 若哈希表中无此 key ,返回 null
|
||||||
|
return map.GetValueOrDefault(target);
|
||||||
|
}
|
||||||
```
|
```
|
||||||
|
|
||||||
## 复杂度分析
|
## 复杂度分析
|
||||||
|
|
|
@ -106,6 +106,19 @@ comments: true
|
||||||
=== "C#"
|
=== "C#"
|
||||||
|
|
||||||
```csharp title="linear_search.cs"
|
```csharp title="linear_search.cs"
|
||||||
|
/* 线性查找(数组) */
|
||||||
|
int linearSearch(int[] nums, int target)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// 遍历数组
|
||||||
|
for (int i = 0; i < nums.Length; i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// 找到目标元素,返回其索引
|
||||||
|
if (nums[i] == target)
|
||||||
|
return i;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
// 未找到目标元素,返回 -1
|
||||||
|
return -1;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
```
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
@ -209,7 +222,20 @@ comments: true
|
||||||
=== "C#"
|
=== "C#"
|
||||||
|
|
||||||
```csharp title="linear_search.cs"
|
```csharp title="linear_search.cs"
|
||||||
|
/* 线性查找(链表) */
|
||||||
|
ListNode? linearSearch(ListNode head, int target)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// 遍历链表
|
||||||
|
while (head != null)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// 找到目标结点,返回之
|
||||||
|
if (head.val == target)
|
||||||
|
return head;
|
||||||
|
head = head.next;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
// 未找到目标结点,返回 null
|
||||||
|
return null;
|
||||||
|
}
|
||||||
```
|
```
|
||||||
|
|
||||||
## 复杂度分析
|
## 复杂度分析
|
||||||
|
|
|
@ -176,7 +176,25 @@ comments: true
|
||||||
=== "C#"
|
=== "C#"
|
||||||
|
|
||||||
```csharp title="bubble_sort.cs"
|
```csharp title="bubble_sort.cs"
|
||||||
|
/* 冒泡排序 */
|
||||||
|
void bubbleSort(int[] nums)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// 外循环:待排序元素数量为 n-1, n-2, ..., 1
|
||||||
|
for (int i = nums.Length - 1; i > 0; i--)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// 内循环:冒泡操作
|
||||||
|
for (int j = 0; j < i; j++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (nums[j] > nums[j + 1])
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// 交换 nums[j] 与 nums[j + 1]
|
||||||
|
int tmp = nums[j];
|
||||||
|
nums[j] = nums[j + 1];
|
||||||
|
nums[j + 1] = tmp;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
```
|
```
|
||||||
|
|
||||||
## 算法特性
|
## 算法特性
|
||||||
|
@ -340,5 +358,26 @@ comments: true
|
||||||
=== "C#"
|
=== "C#"
|
||||||
|
|
||||||
```csharp title="bubble_sort.cs"
|
```csharp title="bubble_sort.cs"
|
||||||
|
/* 冒泡排序(标志优化)*/
|
||||||
|
void bubbleSortWithFlag(int[] nums)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// 外循环:待排序元素数量为 n-1, n-2, ..., 1
|
||||||
|
for (int i = nums.Length - 1; i > 0; i--)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
bool flag = false; // 初始化标志位
|
||||||
|
// 内循环:冒泡操作
|
||||||
|
for (int j = 0; j < i; j++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (nums[j] > nums[j + 1])
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// 交换 nums[j] 与 nums[j + 1]
|
||||||
|
int tmp = nums[j];
|
||||||
|
nums[j] = nums[j + 1];
|
||||||
|
nums[j + 1] = tmp;
|
||||||
|
flag = true; // 记录交换元素
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
if (!flag) break; // 此轮冒泡未交换任何元素,直接跳出
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
```
|
```
|
||||||
|
|
|
@ -141,7 +141,22 @@ comments: true
|
||||||
=== "C#"
|
=== "C#"
|
||||||
|
|
||||||
```csharp title="insertion_sort.cs"
|
```csharp title="insertion_sort.cs"
|
||||||
|
/* 插入排序 */
|
||||||
|
void insertionSort(int[] nums)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// 外循环:base = nums[1], nums[2], ..., nums[n-1]
|
||||||
|
for (int i = 1; i < nums.Length; i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
int bas = nums[i], j = i - 1;
|
||||||
|
// 内循环:将 base 插入到左边的正确位置
|
||||||
|
while (j >= 0 && nums[j] > bas)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
nums[j + 1] = nums[j]; // 1. 将 nums[j] 向右移动一位
|
||||||
|
j--;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
nums[j + 1] = bas; // 2. 将 base 赋值到正确位置
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
```
|
```
|
||||||
|
|
||||||
## 算法特性
|
## 算法特性
|
||||||
|
|
|
@ -344,7 +344,48 @@ comments: true
|
||||||
=== "C#"
|
=== "C#"
|
||||||
|
|
||||||
```csharp title="merge_sort.cs"
|
```csharp title="merge_sort.cs"
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* 合并左子数组和右子数组
|
||||||
|
* 左子数组区间 [left, mid]
|
||||||
|
* 右子数组区间 [mid + 1, right]
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
void merge(int[] nums, int left, int mid, int right)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// 初始化辅助数组
|
||||||
|
int[] tmp = nums[left..(right + 1)];//Array.CopyOfRange(nums, left, right + 1);
|
||||||
|
// 左子数组的起始索引和结束索引
|
||||||
|
int leftStart = left - left, leftEnd = mid - left;
|
||||||
|
// 右子数组的起始索引和结束索引
|
||||||
|
int rightStart = mid + 1 - left, rightEnd = right - left;
|
||||||
|
// i, j 分别指向左子数组、右子数组的首元素
|
||||||
|
int i = leftStart, j = rightStart;
|
||||||
|
// 通过覆盖原数组 nums 来合并左子数组和右子数组
|
||||||
|
for (int k = left; k <= right; k++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// 若“左子数组已全部合并完”,则选取右子数组元素,并且 j++
|
||||||
|
if (i > leftEnd)
|
||||||
|
nums[k] = tmp[j++];
|
||||||
|
// 否则,若“右子数组已全部合并完”或“左子数组元素 < 右子数组元素”,则选取左子数组元素,并且 i++
|
||||||
|
else if (j > rightEnd || tmp[i] <= tmp[j])
|
||||||
|
nums[k] = tmp[i++];
|
||||||
|
// 否则,若“左子数组元素 > 右子数组元素”,则选取右子数组元素,并且 j++
|
||||||
|
else
|
||||||
|
nums[k] = tmp[j++];
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 归并排序 */
|
||||||
|
void mergeSort(int[] nums, int left, int right)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// 终止条件
|
||||||
|
if (left >= right) return; // 当子数组长度为 1 时终止递归
|
||||||
|
// 划分阶段
|
||||||
|
int mid = (left + right) / 2; // 计算中点
|
||||||
|
mergeSort(nums, left, mid); // 递归左子数组
|
||||||
|
mergeSort(nums, mid + 1, right); // 递归右子数组
|
||||||
|
// 合并阶段
|
||||||
|
merge(nums, left, mid, right);
|
||||||
|
}
|
||||||
```
|
```
|
||||||
|
|
||||||
下面重点解释一下合并方法 `merge()` 的流程:
|
下面重点解释一下合并方法 `merge()` 的流程:
|
||||||
|
|
|
@ -196,6 +196,30 @@ comments: true
|
||||||
=== "C#"
|
=== "C#"
|
||||||
|
|
||||||
```csharp title="quick_sort.cs"
|
```csharp title="quick_sort.cs"
|
||||||
|
/* 元素交换 */
|
||||||
|
void swap(int[] nums, int i, int j)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
int tmp = nums[i];
|
||||||
|
nums[i] = nums[j];
|
||||||
|
nums[j] = tmp;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 哨兵划分 */
|
||||||
|
int partition(int[] nums, int left, int right)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// 以 nums[left] 作为基准数
|
||||||
|
int i = left, j = right;
|
||||||
|
while (i < j)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
while (i < j && nums[j] >= nums[left])
|
||||||
|
j--; // 从右向左找首个小于基准数的元素
|
||||||
|
while (i < j && nums[i] <= nums[left])
|
||||||
|
i++; // 从左向右找首个大于基准数的元素
|
||||||
|
swap(nums, i, j); // 交换这两个元素
|
||||||
|
}
|
||||||
|
swap(nums, i, left); // 将基准数交换至两子数组的分界线
|
||||||
|
return i; // 返回基准数的索引
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
```
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
@ -235,7 +259,7 @@ comments: true
|
||||||
|
|
||||||
```cpp title="quick_sort.cpp"
|
```cpp title="quick_sort.cpp"
|
||||||
/* 快速排序 */
|
/* 快速排序 */
|
||||||
static void quickSort(vector<int>& nums, int left, int right) {
|
void quickSort(vector<int>& nums, int left, int right) {
|
||||||
// 子数组长度为 1 时终止递归
|
// 子数组长度为 1 时终止递归
|
||||||
if (left >= right)
|
if (left >= right)
|
||||||
return;
|
return;
|
||||||
|
@ -320,6 +344,18 @@ comments: true
|
||||||
=== "C#"
|
=== "C#"
|
||||||
|
|
||||||
```csharp title="quick_sort.cs"
|
```csharp title="quick_sort.cs"
|
||||||
|
/* 快速排序 */
|
||||||
|
void quickSort(int[] nums, int left, int right)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// 子数组长度为 1 时终止递归
|
||||||
|
if (left >= right)
|
||||||
|
return;
|
||||||
|
// 哨兵划分
|
||||||
|
int pivot = partition(nums, left, right);
|
||||||
|
// 递归左子数组、右子数组
|
||||||
|
quickSort(nums, left, pivot - 1);
|
||||||
|
quickSort(nums, pivot + 1, right);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
```
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
@ -513,7 +549,39 @@ comments: true
|
||||||
=== "C#"
|
=== "C#"
|
||||||
|
|
||||||
```csharp title="quick_sort.cs"
|
```csharp title="quick_sort.cs"
|
||||||
|
/* 选取三个元素的中位数 */
|
||||||
|
int medianThree(int[] nums, int left, int mid, int right)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// 使用了异或操作来简化代码
|
||||||
|
// 异或规则为 0 ^ 0 = 1 ^ 1 = 0, 0 ^ 1 = 1 ^ 0 = 1
|
||||||
|
if ((nums[left] > nums[mid]) ^ (nums[left] > nums[right]))
|
||||||
|
return left;
|
||||||
|
else if ((nums[mid] < nums[left]) ^ (nums[mid] < nums[right]))
|
||||||
|
return mid;
|
||||||
|
else
|
||||||
|
return right;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 哨兵划分(三数取中值) */
|
||||||
|
int partition(int[] nums, int left, int right)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// 选取三个候选元素的中位数
|
||||||
|
int med = medianThree(nums, left, (left + right) / 2, right);
|
||||||
|
// 将中位数交换至数组最左端
|
||||||
|
swap(nums, left, med);
|
||||||
|
// 以 nums[left] 作为基准数
|
||||||
|
int i = left, j = right;
|
||||||
|
while (i < j)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
while (i < j && nums[j] >= nums[left])
|
||||||
|
j--; // 从右向左找首个小于基准数的元素
|
||||||
|
while (i < j && nums[i] <= nums[left])
|
||||||
|
i++; // 从左向右找首个大于基准数的元素
|
||||||
|
swap(nums, i, j); // 交换这两个元素
|
||||||
|
}
|
||||||
|
swap(nums, i, left); // 将基准数交换至两子数组的分界线
|
||||||
|
return i; // 返回基准数的索引
|
||||||
|
}
|
||||||
```
|
```
|
||||||
|
|
||||||
## 尾递归优化
|
## 尾递归优化
|
||||||
|
@ -547,7 +615,7 @@ comments: true
|
||||||
|
|
||||||
```cpp title="quick_sort.cpp"
|
```cpp title="quick_sort.cpp"
|
||||||
/* 快速排序(尾递归优化) */
|
/* 快速排序(尾递归优化) */
|
||||||
static void quickSort(vector<int>& nums, int left, int right) {
|
void quickSort(vector<int>& nums, int left, int right) {
|
||||||
// 子数组长度为 1 时终止
|
// 子数组长度为 1 时终止
|
||||||
while (left < right) {
|
while (left < right) {
|
||||||
// 哨兵划分操作
|
// 哨兵划分操作
|
||||||
|
@ -654,5 +722,25 @@ comments: true
|
||||||
=== "C#"
|
=== "C#"
|
||||||
|
|
||||||
```csharp title="quick_sort.cs"
|
```csharp title="quick_sort.cs"
|
||||||
|
/* 快速排序(尾递归优化) */
|
||||||
|
void quickSort(int[] nums, int left, int right)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// 子数组长度为 1 时终止
|
||||||
|
while (left < right)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// 哨兵划分操作
|
||||||
|
int pivot = partition(nums, left, right);
|
||||||
|
// 对两个子数组中较短的那个执行快排
|
||||||
|
if (pivot - left < right - pivot)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
quickSort(nums, left, pivot - 1); // 递归排序左子数组
|
||||||
|
left = pivot + 1; // 剩余待排序区间为 [pivot + 1, right]
|
||||||
|
}
|
||||||
|
else
|
||||||
|
{
|
||||||
|
quickSort(nums, pivot + 1, right); // 递归排序右子数组
|
||||||
|
right = pivot - 1; // 剩余待排序区间为 [left, pivot - 1]
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
```
|
```
|
||||||
|
|
|
@ -205,7 +205,27 @@ comments: true
|
||||||
=== "C#"
|
=== "C#"
|
||||||
|
|
||||||
```csharp title="queue.cs"
|
```csharp title="queue.cs"
|
||||||
|
/* 初始化队列 */
|
||||||
|
Queue<int> queue = new();
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 元素入队 */
|
||||||
|
queue.Enqueue(1);
|
||||||
|
queue.Enqueue(3);
|
||||||
|
queue.Enqueue(2);
|
||||||
|
queue.Enqueue(5);
|
||||||
|
queue.Enqueue(4);
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 访问队首元素 */
|
||||||
|
int peek = queue.Peek();
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 元素出队 */
|
||||||
|
int poll = queue.Dequeue();
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 获取队列的长度 */
|
||||||
|
int size = queue.Count();
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 判断队列是否为空 */
|
||||||
|
bool isEmpty = queue.Count() == 0;
|
||||||
```
|
```
|
||||||
|
|
||||||
## 队列实现
|
## 队列实现
|
||||||
|
@ -532,7 +552,68 @@ comments: true
|
||||||
=== "C#"
|
=== "C#"
|
||||||
|
|
||||||
```csharp title="linkedlist_queue.cs"
|
```csharp title="linkedlist_queue.cs"
|
||||||
|
/* 基于链表实现的队列 */
|
||||||
|
class LinkedListQueue
|
||||||
|
{
|
||||||
|
private ListNode? front, rear; // 头结点 front ,尾结点 rear
|
||||||
|
private int queSize = 0;
|
||||||
|
|
||||||
|
public LinkedListQueue()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
front = null;
|
||||||
|
rear = null;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 获取队列的长度 */
|
||||||
|
public int size()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
return queSize;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 判断队列是否为空 */
|
||||||
|
public bool isEmpty()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
return size() == 0;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 入队 */
|
||||||
|
public void offer(int num)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// 尾结点后添加 num
|
||||||
|
ListNode node = new ListNode(num);
|
||||||
|
// 如果队列为空,则令头、尾结点都指向该结点
|
||||||
|
if (front == null)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
front = node;
|
||||||
|
rear = node;
|
||||||
|
// 如果队列不为空,则将该结点添加到尾结点后
|
||||||
|
}
|
||||||
|
else if (rear != null)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
rear.next = node;
|
||||||
|
rear = node;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
queSize++;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 出队 */
|
||||||
|
public int poll()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
int num = peek();
|
||||||
|
// 删除头结点
|
||||||
|
front = front?.next;
|
||||||
|
queSize--;
|
||||||
|
return num;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 访问队首元素 */
|
||||||
|
public int peek()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (size() == 0 || front == null)
|
||||||
|
throw new Exception();
|
||||||
|
return front.val;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
```
|
```
|
||||||
|
|
||||||
### 基于数组的实现
|
### 基于数组的实现
|
||||||
|
@ -880,7 +961,61 @@ comments: true
|
||||||
=== "C#"
|
=== "C#"
|
||||||
|
|
||||||
```csharp title="array_queue.cs"
|
```csharp title="array_queue.cs"
|
||||||
|
/* 基于环形数组实现的队列 */
|
||||||
|
class ArrayQueue {
|
||||||
|
private int[] nums; // 用于存储队列元素的数组
|
||||||
|
private int front = 0; // 头指针,指向队首
|
||||||
|
private int rear = 0; // 尾指针,指向队尾 + 1
|
||||||
|
|
||||||
|
public ArrayQueue(int capacity) {
|
||||||
|
// 初始化数组
|
||||||
|
nums = new int[capacity];
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 获取队列的容量 */
|
||||||
|
public int capacity() {
|
||||||
|
return nums.Length;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 获取队列的长度 */
|
||||||
|
public int size() {
|
||||||
|
int capacity = this.capacity();
|
||||||
|
// 由于将数组看作为环形,可能 rear < front ,因此需要取余数
|
||||||
|
return (capacity + rear - front) % capacity;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 判断队列是否为空 */
|
||||||
|
public bool isEmpty() {
|
||||||
|
return rear - front == 0;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 入队 */
|
||||||
|
public void offer(int num) {
|
||||||
|
if (size() == capacity()) {
|
||||||
|
Console.WriteLine("队列已满");
|
||||||
|
return;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
// 尾结点后添加 num
|
||||||
|
nums[rear] = num;
|
||||||
|
// 尾指针向后移动一位,越过尾部后返回到数组头部
|
||||||
|
rear = (rear + 1) % capacity();
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 出队 */
|
||||||
|
public int poll() {
|
||||||
|
int num = peek();
|
||||||
|
// 队头指针向后移动一位,若越过尾部则返回到数组头部
|
||||||
|
front = (front + 1) % capacity();
|
||||||
|
return num;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 访问队首元素 */
|
||||||
|
public int peek() {
|
||||||
|
if (isEmpty())
|
||||||
|
throw new Exception();
|
||||||
|
return nums[front];
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
```
|
```
|
||||||
|
|
||||||
## 队列典型应用
|
## 队列典型应用
|
||||||
|
|
|
@ -203,7 +203,27 @@ comments: true
|
||||||
=== "C#"
|
=== "C#"
|
||||||
|
|
||||||
```csharp title="stack.cs"
|
```csharp title="stack.cs"
|
||||||
|
/* 初始化栈 */
|
||||||
|
Stack<int> stack = new ();
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 元素入栈 */
|
||||||
|
stack.Push(1);
|
||||||
|
stack.Push(3);
|
||||||
|
stack.Push(2);
|
||||||
|
stack.Push(5);
|
||||||
|
stack.Push(4);
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 访问栈顶元素 */
|
||||||
|
int peek = stack.Peek();
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 元素出栈 */
|
||||||
|
int pop = stack.Pop();
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 获取栈的长度 */
|
||||||
|
int size = stack.Count();
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 判断是否为空 */
|
||||||
|
bool isEmpty = stack.Count()==0;
|
||||||
```
|
```
|
||||||
|
|
||||||
## 栈的实现
|
## 栈的实现
|
||||||
|
@ -408,7 +428,54 @@ comments: true
|
||||||
=== "C#"
|
=== "C#"
|
||||||
|
|
||||||
```csharp title="linkedlist_stack.cs"
|
```csharp title="linkedlist_stack.cs"
|
||||||
|
/* 基于链表实现的栈 */
|
||||||
|
class LinkedListStack
|
||||||
|
{
|
||||||
|
private ListNode stackPeek; // 将头结点作为栈顶
|
||||||
|
private int stkSize = 0; // 栈的长度
|
||||||
|
public LinkedListStack()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
stackPeek = null;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 获取栈的长度 */
|
||||||
|
public int size()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
return stkSize;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 判断栈是否为空 */
|
||||||
|
public bool isEmpty()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
return size() == 0;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 入栈 */
|
||||||
|
public void push(int num)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
ListNode node = new ListNode(num);
|
||||||
|
node.next = stackPeek;
|
||||||
|
stackPeek = node;
|
||||||
|
stkSize++;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 出栈 */
|
||||||
|
public int pop()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
int num = peek();
|
||||||
|
stackPeek = stackPeek?.next;
|
||||||
|
stkSize--;
|
||||||
|
return num;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 访问栈顶元素 */
|
||||||
|
public int peek()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (size() == 0)
|
||||||
|
throw new Exception();
|
||||||
|
return stackPeek.val;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
```
|
```
|
||||||
|
|
||||||
### 基于数组的实现
|
### 基于数组的实现
|
||||||
|
@ -648,7 +715,52 @@ comments: true
|
||||||
=== "C#"
|
=== "C#"
|
||||||
|
|
||||||
```csharp title="array_stack.cs"
|
```csharp title="array_stack.cs"
|
||||||
|
/* 基于数组实现的栈 */
|
||||||
|
class ArrayStack
|
||||||
|
{
|
||||||
|
private List<int> stack;
|
||||||
|
public ArrayStack()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// 初始化列表(动态数组)
|
||||||
|
stack = new();
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 获取栈的长度 */
|
||||||
|
public int size()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
return stack.Count();
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 判断栈是否为空 */
|
||||||
|
public bool isEmpty()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
return size() == 0;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 入栈 */
|
||||||
|
public void push(int num)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
stack.Add(num);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 出栈 */
|
||||||
|
public int pop()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (isEmpty())
|
||||||
|
throw new Exception();
|
||||||
|
var val = peek();
|
||||||
|
stack.RemoveAt(size() - 1);
|
||||||
|
return val;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 访问栈顶元素 */
|
||||||
|
public int peek()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (isEmpty())
|
||||||
|
throw new Exception();
|
||||||
|
return stack[size() - 1];
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
```
|
```
|
||||||
|
|
||||||
!!! tip
|
!!! tip
|
||||||
|
|
|
@ -78,7 +78,14 @@ G. M. Adelson-Velsky 和 E. M. Landis 在其 1962 年发表的论文 "An algorit
|
||||||
=== "C#"
|
=== "C#"
|
||||||
|
|
||||||
```csharp title="avl_tree.cs"
|
```csharp title="avl_tree.cs"
|
||||||
|
/* AVL 树结点类 */
|
||||||
|
class TreeNode {
|
||||||
|
public int val; // 结点值
|
||||||
|
public int height; // 结点高度
|
||||||
|
public TreeNode left; // 左子结点
|
||||||
|
public TreeNode right; // 右子结点
|
||||||
|
public TreeNode(int x) { val = x; }
|
||||||
|
}
|
||||||
```
|
```
|
||||||
|
|
||||||
「结点高度」是最远叶结点到该结点的距离,即走过的「边」的数量。需要特别注意,**叶结点的高度为 0 ,空结点的高度为 -1** 。我们封装两个工具函数,分别用于获取与更新结点的高度。
|
「结点高度」是最远叶结点到该结点的距离,即走过的「边」的数量。需要特别注意,**叶结点的高度为 0 ,空结点的高度为 -1** 。我们封装两个工具函数,分别用于获取与更新结点的高度。
|
||||||
|
@ -138,7 +145,19 @@ G. M. Adelson-Velsky 和 E. M. Landis 在其 1962 年发表的论文 "An algorit
|
||||||
=== "C#"
|
=== "C#"
|
||||||
|
|
||||||
```csharp title="avl_tree.cs"
|
```csharp title="avl_tree.cs"
|
||||||
|
/* 获取结点高度 */
|
||||||
|
public int height(TreeNode? node)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// 空结点高度为 -1 ,叶结点高度为 0
|
||||||
|
return node == null ? -1 : node.height;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 更新结点高度 */
|
||||||
|
private void updateHeight(TreeNode node)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// 结点高度等于最高子树高度 + 1
|
||||||
|
node.height = Math.Max(height(node.left), height(node.right)) + 1;
|
||||||
|
}
|
||||||
```
|
```
|
||||||
|
|
||||||
### 结点平衡因子
|
### 结点平衡因子
|
||||||
|
@ -196,7 +215,14 @@ G. M. Adelson-Velsky 和 E. M. Landis 在其 1962 年发表的论文 "An algorit
|
||||||
=== "C#"
|
=== "C#"
|
||||||
|
|
||||||
```csharp title="avl_tree.cs"
|
```csharp title="avl_tree.cs"
|
||||||
|
/* 获取平衡因子 */
|
||||||
|
public int balanceFactor(TreeNode? node)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// 空结点平衡因子为 0
|
||||||
|
if (node == null) return 0;
|
||||||
|
// 结点平衡因子 = 左子树高度 - 右子树高度
|
||||||
|
return height(node.left) - height(node.right);
|
||||||
|
}
|
||||||
```
|
```
|
||||||
|
|
||||||
!!! note
|
!!! note
|
||||||
|
@ -285,6 +311,23 @@ AVL 树的独特之处在于「旋转 Rotation」的操作,其可 **在不影
|
||||||
=== "C#"
|
=== "C#"
|
||||||
|
|
||||||
```csharp title="avl_tree.cs"
|
```csharp title="avl_tree.cs"
|
||||||
|
/* 右旋操作 */
|
||||||
|
TreeNode? rightRotate(TreeNode? node)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (node == null)
|
||||||
|
return null;
|
||||||
|
|
||||||
|
TreeNode? child = node.left;
|
||||||
|
TreeNode? grandChild = child?.right;
|
||||||
|
// 以 child 为原点,将 node 向右旋转
|
||||||
|
child.right = node;
|
||||||
|
node.left = grandChild;
|
||||||
|
// 更新结点高度
|
||||||
|
updateHeight(node);
|
||||||
|
updateHeight(child);
|
||||||
|
// 返回旋转后子树的根节点
|
||||||
|
return child;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
```
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
@ -353,7 +396,23 @@ AVL 树的独特之处在于「旋转 Rotation」的操作,其可 **在不影
|
||||||
=== "C#"
|
=== "C#"
|
||||||
|
|
||||||
```csharp title="avl_tree.cs"
|
```csharp title="avl_tree.cs"
|
||||||
|
/* 左旋操作 */
|
||||||
|
TreeNode? leftRotate(TreeNode? node)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (node == null)
|
||||||
|
return null;
|
||||||
|
|
||||||
|
TreeNode? child = node.right;
|
||||||
|
TreeNode? grandChild = child?.left;
|
||||||
|
// 以 child 为原点,将 node 向左旋转
|
||||||
|
child.left = node;
|
||||||
|
node.right = grandChild;
|
||||||
|
// 更新结点高度
|
||||||
|
updateHeight(node);
|
||||||
|
updateHeight(child);
|
||||||
|
// 返回旋转后子树的根节点
|
||||||
|
return child;
|
||||||
|
}
|
||||||
```
|
```
|
||||||
|
|
||||||
### Case 3 - 先左后右
|
### Case 3 - 先左后右
|
||||||
|
@ -462,7 +521,47 @@ AVL 树的独特之处在于「旋转 Rotation」的操作,其可 **在不影
|
||||||
=== "C#"
|
=== "C#"
|
||||||
|
|
||||||
```csharp title="avl_tree.cs"
|
```csharp title="avl_tree.cs"
|
||||||
|
/* 执行旋转操作,使该子树重新恢复平衡 */
|
||||||
|
TreeNode? rotate(TreeNode? node)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (node == null)
|
||||||
|
return node;
|
||||||
|
|
||||||
|
// 获取结点 node 的平衡因子
|
||||||
|
int balanceFactorInt = balanceFactor(node);
|
||||||
|
// 左偏树
|
||||||
|
if (balanceFactorInt > 1)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (balanceFactor(node.left) >= 0)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// 右旋
|
||||||
|
return rightRotate(node);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
else
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// 先左旋后右旋
|
||||||
|
node.left = leftRotate(node?.left);
|
||||||
|
return rightRotate(node);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
// 右偏树
|
||||||
|
if (balanceFactorInt < -1)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (balanceFactor(node.right) <= 0)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// 左旋
|
||||||
|
return leftRotate(node);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
else
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// 先右旋后左旋
|
||||||
|
node.right = rightRotate(node?.right);
|
||||||
|
return leftRotate(node);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
// 平衡树,无需旋转,直接返回
|
||||||
|
return node;
|
||||||
|
}
|
||||||
```
|
```
|
||||||
|
|
||||||
## AVL 树常用操作
|
## AVL 树常用操作
|
||||||
|
@ -537,6 +636,30 @@ AVL 树的独特之处在于「旋转 Rotation」的操作,其可 **在不影
|
||||||
=== "C#"
|
=== "C#"
|
||||||
|
|
||||||
```csharp title="avl_tree.cs"
|
```csharp title="avl_tree.cs"
|
||||||
|
/* 插入结点 */
|
||||||
|
public TreeNode? insert(int val)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
root = insertHelper(root, val);
|
||||||
|
return root;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 递归插入结点(辅助函数) */
|
||||||
|
private TreeNode? insertHelper(TreeNode? node, int val)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (node == null) return new TreeNode(val);
|
||||||
|
/* 1. 查找插入位置,并插入结点 */
|
||||||
|
if (val < node.val)
|
||||||
|
node.left = insertHelper(node.left, val);
|
||||||
|
else if (val > node.val)
|
||||||
|
node.right = insertHelper(node.right, val);
|
||||||
|
else
|
||||||
|
return node; // 重复结点不插入,直接返回
|
||||||
|
updateHeight(node); // 更新结点高度
|
||||||
|
/* 2. 执行旋转操作,使该子树重新恢复平衡 */
|
||||||
|
node = rotate(node);
|
||||||
|
// 返回子树的根节点
|
||||||
|
return node;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
```
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
@ -634,7 +757,60 @@ AVL 树的独特之处在于「旋转 Rotation」的操作,其可 **在不影
|
||||||
=== "C#"
|
=== "C#"
|
||||||
|
|
||||||
```csharp title="avl_tree.cs"
|
```csharp title="avl_tree.cs"
|
||||||
|
/* 删除结点 */
|
||||||
|
public TreeNode? remove(int val)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
root = removeHelper(root, val);
|
||||||
|
return root;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 递归删除结点(辅助函数) */
|
||||||
|
private TreeNode? removeHelper(TreeNode? node, int? val)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (node == null) return null;
|
||||||
|
/* 1. 查找结点,并删除之 */
|
||||||
|
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)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
TreeNode? child = node.left != null ? node.left : node.right;
|
||||||
|
// 子结点数量 = 0 ,直接删除 node 并返回
|
||||||
|
if (child == null)
|
||||||
|
return null;
|
||||||
|
// 子结点数量 = 1 ,直接删除 node
|
||||||
|
else
|
||||||
|
node = child;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
else
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// 子结点数量 = 2 ,则将中序遍历的下个结点删除,并用该结点替换当前结点
|
||||||
|
TreeNode? temp = minNode(node.right);
|
||||||
|
node.right = removeHelper(node.right, temp?.val);
|
||||||
|
node.val = temp?.val;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
updateHeight(node); // 更新结点高度
|
||||||
|
/* 2. 执行旋转操作,使该子树重新恢复平衡 */
|
||||||
|
node = rotate(node);
|
||||||
|
// 返回子树的根节点
|
||||||
|
return node;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 获取最小结点 */
|
||||||
|
private TreeNode? minNode(TreeNode? node)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (node == null) return node;
|
||||||
|
// 循环访问左子结点,直到叶结点时为最小结点,跳出
|
||||||
|
while (node.left != null)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
node = node.left;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
return node;
|
||||||
|
}
|
||||||
```
|
```
|
||||||
|
|
||||||
### 查找结点
|
### 查找结点
|
||||||
|
|
|
@ -159,7 +159,23 @@ comments: true
|
||||||
=== "C#"
|
=== "C#"
|
||||||
|
|
||||||
```csharp title="binary_search_tree.cs"
|
```csharp title="binary_search_tree.cs"
|
||||||
|
/* 查找结点 */
|
||||||
|
TreeNode? search(int num)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
TreeNode? cur = root;
|
||||||
|
// 循环查找,越过叶结点后跳出
|
||||||
|
while (cur != null)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// 目标结点在 root 的右子树中
|
||||||
|
if (cur.val < num) cur = cur.right;
|
||||||
|
// 目标结点在 root 的左子树中
|
||||||
|
else if (cur.val > num) cur = cur.left;
|
||||||
|
// 找到目标结点,跳出循环
|
||||||
|
else break;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
// 返回目标结点
|
||||||
|
return cur;
|
||||||
|
}
|
||||||
```
|
```
|
||||||
|
|
||||||
### 插入结点
|
### 插入结点
|
||||||
|
@ -335,7 +351,33 @@ comments: true
|
||||||
=== "C#"
|
=== "C#"
|
||||||
|
|
||||||
```csharp title="binary_search_tree.cs"
|
```csharp title="binary_search_tree.cs"
|
||||||
|
/* 插入结点 */
|
||||||
|
TreeNode? insert(int num)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// 若树为空,直接提前返回
|
||||||
|
if (root == null) return null;
|
||||||
|
TreeNode? cur = root, pre = null;
|
||||||
|
// 循环查找,越过叶结点后跳出
|
||||||
|
while (cur != null)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// 找到重复结点,直接返回
|
||||||
|
if (cur.val == num) return null;
|
||||||
|
pre = cur;
|
||||||
|
// 插入位置在 root 的右子树中
|
||||||
|
if (cur.val < num) cur = cur.right;
|
||||||
|
// 插入位置在 root 的左子树中
|
||||||
|
else cur = cur.left;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// 插入结点 val
|
||||||
|
TreeNode node = new TreeNode(num);
|
||||||
|
if (pre != null)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (pre.val < num) pre.right = node;
|
||||||
|
else pre.left = node;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
return node;
|
||||||
|
}
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```
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```
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为了插入结点,需要借助 **辅助结点 `prev`** 保存上一轮循环的结点,这样在遍历到 $\text{null}$ 时,我们也可以获取到其父结点,从而完成结点插入操作。
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为了插入结点,需要借助 **辅助结点 `prev`** 保存上一轮循环的结点,这样在遍历到 $\text{null}$ 时,我们也可以获取到其父结点,从而完成结点插入操作。
|
||||||
|
@ -649,7 +691,69 @@ comments: true
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||||||
=== "C#"
|
=== "C#"
|
||||||
|
|
||||||
```csharp title="binary_search_tree.cs"
|
```csharp title="binary_search_tree.cs"
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||||||
|
/* 删除结点 */
|
||||||
|
TreeNode? remove(int? num)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// 若树为空,直接提前返回
|
||||||
|
if (root == null) return null;
|
||||||
|
TreeNode? cur = root, pre = null;
|
||||||
|
// 循环查找,越过叶结点后跳出
|
||||||
|
while (cur != null)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// 找到待删除结点,跳出循环
|
||||||
|
if (cur.val == num) break;
|
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|
pre = cur;
|
||||||
|
// 待删除结点在 root 的右子树中
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||||||
|
if (cur.val < num) cur = cur.right;
|
||||||
|
// 待删除结点在 root 的左子树中
|
||||||
|
else cur = cur.left;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
// 若无待删除结点,则直接返回
|
||||||
|
if (cur == null || pre == null) return null;
|
||||||
|
// 子结点数量 = 0 or 1
|
||||||
|
if (cur.left == null || cur.right == null)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// 当子结点数量 = 0 / 1 时, child = null / 该子结点
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||||||
|
TreeNode? child = cur.left != null ? cur.left : cur.right;
|
||||||
|
// 删除结点 cur
|
||||||
|
if (pre.left == cur)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
pre.left = child;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
else
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||||||
|
{
|
||||||
|
pre.right = child;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
}
|
||||||
|
// 子结点数量 = 2
|
||||||
|
else
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// 获取中序遍历中 cur 的下一个结点
|
||||||
|
TreeNode? nex = min(cur.right);
|
||||||
|
if (nex != null)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
int? tmp = nex.val;
|
||||||
|
// 递归删除结点 nex
|
||||||
|
remove(nex.val);
|
||||||
|
// 将 nex 的值复制给 cur
|
||||||
|
cur.val = tmp;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
return cur;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 获取最小结点 */
|
||||||
|
TreeNode? min(TreeNode? root)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (root == null) return root;
|
||||||
|
// 循环访问左子结点,直到叶结点时为最小结点,跳出
|
||||||
|
while (root.left != null)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
root = root.left;
|
||||||
|
}
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||||||
|
return root;
|
||||||
|
}
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||||||
```
|
```
|
||||||
|
|
||||||
## 二叉搜索树的优势
|
## 二叉搜索树的优势
|
||||||
|
|
|
@ -97,7 +97,13 @@ comments: true
|
||||||
=== "C#"
|
=== "C#"
|
||||||
|
|
||||||
```csharp title=""
|
```csharp title=""
|
||||||
|
/* 链表结点类 */
|
||||||
|
class TreeNode {
|
||||||
|
int val; // 结点值
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||||||
|
TreeNode left; // 左子结点指针
|
||||||
|
TreeNode right; // 右子结点指针
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|
TreeNode(int x) { val = x; }
|
||||||
|
}
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||||||
```
|
```
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||||||
|
|
||||||
结点的两个指针分别指向「左子结点 Left Child Node」和「右子结点 Right Child Node」,并且称该结点为两个子结点的「父结点 Parent Node」。给定二叉树某结点,将左子结点以下的树称为该结点的「左子树 Left Subtree」,右子树同理。
|
结点的两个指针分别指向「左子结点 Left Child Node」和「右子结点 Right Child Node」,并且称该结点为两个子结点的「父结点 Parent Node」。给定二叉树某结点,将左子结点以下的树称为该结点的「左子树 Left Subtree」,右子树同理。
|
||||||
|
@ -232,7 +238,18 @@ comments: true
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||||||
=== "C#"
|
=== "C#"
|
||||||
|
|
||||||
```csharp title="binary_tree.cs"
|
```csharp title="binary_tree.cs"
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||||||
|
/* 初始化二叉树 */
|
||||||
|
// 初始化结点
|
||||||
|
TreeNode n1 = new TreeNode(1);
|
||||||
|
TreeNode n2 = new TreeNode(2);
|
||||||
|
TreeNode n3 = new TreeNode(3);
|
||||||
|
TreeNode n4 = new TreeNode(4);
|
||||||
|
TreeNode n5 = new TreeNode(5);
|
||||||
|
// 构建引用指向(即指针)
|
||||||
|
n1.left = n2;
|
||||||
|
n1.right = n3;
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||||||
|
n2.left = n4;
|
||||||
|
n2.right = n5;
|
||||||
```
|
```
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||||||
|
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**插入与删除结点。** 与链表类似,插入与删除结点都可以通过修改指针实现。
|
**插入与删除结点。** 与链表类似,插入与删除结点都可以通过修改指针实现。
|
||||||
|
@ -315,7 +332,13 @@ comments: true
|
||||||
=== "C#"
|
=== "C#"
|
||||||
|
|
||||||
```csharp title="binary_tree.cs"
|
```csharp title="binary_tree.cs"
|
||||||
|
/* 插入与删除结点 */
|
||||||
|
TreeNode P = new TreeNode(0);
|
||||||
|
// 在 n1 -> n2 中间插入结点 P
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|
n1.left = P;
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|
P.left = n2;
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|
// 删除结点 P
|
||||||
|
n1.left = n2;
|
||||||
```
|
```
|
||||||
|
|
||||||
!!! note
|
!!! note
|
||||||
|
@ -446,7 +469,9 @@ comments: true
|
||||||
=== "C#"
|
=== "C#"
|
||||||
|
|
||||||
```csharp title=""
|
```csharp title=""
|
||||||
|
/* 二叉树的数组表示 */
|
||||||
|
// 使用 int?可空类型 ,就可以使用 null 来标记空位
|
||||||
|
int?[] tree = { 1, 2, 3, 4, null, 6, 7, 8, 9, null, null, 12, null, null, 15 };
|
||||||
```
|
```
|
||||||
|
|
||||||
![array_representation_with_empty](binary_tree.assets/array_representation_with_empty.png)
|
![array_representation_with_empty](binary_tree.assets/array_representation_with_empty.png)
|
||||||
|
|
|
@ -149,6 +149,25 @@ comments: true
|
||||||
=== "C#"
|
=== "C#"
|
||||||
|
|
||||||
```csharp title="binary_tree_bfs.cs"
|
```csharp title="binary_tree_bfs.cs"
|
||||||
|
/* 层序遍历 */
|
||||||
|
public List<int?> hierOrder(TreeNode root)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// 初始化队列,加入根结点
|
||||||
|
Queue<TreeNode> queue = new();
|
||||||
|
queue.Enqueue(root);
|
||||||
|
// 初始化一个列表,用于保存遍历序列
|
||||||
|
List<int?> list = new();
|
||||||
|
while (queue.Count != 0)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
TreeNode node = queue.Dequeue(); // 队列出队
|
||||||
|
list.Add(node.val); // 保存结点值
|
||||||
|
if (node.left != null)
|
||||||
|
queue.Enqueue(node.left); // 左子结点入队
|
||||||
|
if (node.right != null)
|
||||||
|
queue.Enqueue(node.right); // 右子结点入队
|
||||||
|
}
|
||||||
|
return list;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
```
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
@ -354,6 +373,35 @@ comments: true
|
||||||
=== "C#"
|
=== "C#"
|
||||||
|
|
||||||
```csharp title="binary_tree_dfs.cs"
|
```csharp title="binary_tree_dfs.cs"
|
||||||
|
/* 前序遍历 */
|
||||||
|
void preOrder(TreeNode? root)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (root == null) return;
|
||||||
|
// 访问优先级:根结点 -> 左子树 -> 右子树
|
||||||
|
list.Add(root.val);
|
||||||
|
preOrder(root.left);
|
||||||
|
preOrder(root.right);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 中序遍历 */
|
||||||
|
void inOrder(TreeNode? root)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (root == null) return;
|
||||||
|
// 访问优先级:左子树 -> 根结点 -> 右子树
|
||||||
|
inOrder(root.left);
|
||||||
|
list.Add(root.val);
|
||||||
|
inOrder(root.right);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 后序遍历 */
|
||||||
|
void postOrder(TreeNode? root)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (root == null) return;
|
||||||
|
// 访问优先级:左子树 -> 右子树 -> 根结点
|
||||||
|
postOrder(root.left);
|
||||||
|
postOrder(root.right);
|
||||||
|
list.Add(root.val);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
```
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
|
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