Merge pull request #226 from nuomi1/feature/list-Swift

feat: add Swift codes for list article

codes/swift/Package.swift

@@ -11,6 +11,8 @@ let package = Package(
         .executable(name: "leetcode_two_sum", targets: ["leetcode_two_sum"]),
         .executable(name: "array", targets: ["array"]),
         .executable(name: "linked_list", targets: ["linked_list"]),
+        .executable(name: "list", targets: ["list"]),
+        .executable(name: "my_list", targets: ["my_list"]),
     ],
     targets: [
         .target(name: "utils", path: "utils"),
@@ -20,5 +22,7 @@ let package = Package(
         .executableTarget(name: "leetcode_two_sum", path: "chapter_computational_complexity", sources: ["leetcode_two_sum.swift"]),
         .executableTarget(name: "array", path: "chapter_array_and_linkedlist", sources: ["array.swift"]),
         .executableTarget(name: "linked_list", dependencies: ["utils"], path: "chapter_array_and_linkedlist", sources: ["linked_list.swift"]),
+        .executableTarget(name: "list", path: "chapter_array_and_linkedlist", sources: ["list.swift"]),
+        .executableTarget(name: "my_list", path: "chapter_array_and_linkedlist", sources: ["my_list.swift"]),
     ]
 )

codes/swift/chapter_array_and_linkedlist/list.swift

@@ -0,0 +1,64 @@
+/**
+ * File: list.swift
+ * Created Time: 2023-01-08
+ * Author: nuomi1 (nuomi1@qq.com)
+ */
+
+@main
+enum List {
+    /* Driver Code */
+    static func main() {
+        /* 初始化列表 */
+        var list = [1, 3, 2, 5, 4]
+        print("列表 list = \(list)")
+
+        /* 访问元素 */
+        let num = list[1]
+        print("访问索引 1 处的元素，得到 num = \(num)")
+
+        /* 更新元素 */
+        list[1] = 0
+        print("将索引 1 处的元素更新为 0 ，得到 list = \(list)")
+
+        /* 清空列表 */
+        list.removeAll()
+        print("清空列表后 list = \(list)")
+
+        /* 尾部添加元素 */
+        list.append(1)
+        list.append(3)
+        list.append(2)
+        list.append(5)
+        list.append(4)
+        print("添加元素后 list = \(list)")
+
+        /* 中间插入元素 */
+        list.insert(6, at: 3)
+        print("在索引 3 处插入数字 6 ，得到 list = \(list)")
+
+        /* 删除元素 */
+        list.remove(at: 3)
+        print("删除索引 3 处的元素，得到 list = \(list)")
+
+        /* 通过索引遍历列表 */
+        var count = 0
+        for _ in list.indices {
+            count += 1
+        }
+
+        /* 直接遍历列表元素 */
+        count = 0
+        for _ in list {
+            count += 1
+        }
+
+        /* 拼接两个列表 */
+        let list1 = [6, 8, 7, 10, 9]
+        list.append(contentsOf: list1)
+        print("将列表 list1 拼接到 list 之后，得到 list = \(list)")
+
+        /* 排序列表 */
+        list.sort()
+        print("排序列表后 list = \(list)")
+    }
+}

codes/swift/chapter_array_and_linkedlist/my_list.swift

@@ -0,0 +1,147 @@
+/**
+ * File: my_list.swift
+ * Created Time: 2023-01-08
+ * Author: nuomi1 (nuomi1@qq.com)
+ */
+
+/* 列表类简易实现 */
+class MyList {
+    private var nums: [Int] // 数组（存储列表元素）
+    private var _capacity = 10 // 列表容量
+    private var _size = 0 // 列表长度（即当前元素数量）
+    private let extendRatio = 2 // 每次列表扩容的倍数
+
+    /* 构造函数 */
+    init() {
+        nums = Array(repeating: 0, count: _capacity)
+    }
+
+    /* 获取列表长度（即当前元素数量）*/
+    func size() -> Int {
+        _size
+    }
+
+    /* 获取列表容量 */
+    func capacity() -> Int {
+        _capacity
+    }
+
+    /* 访问元素 */
+    func get(index: Int) -> Int {
+        // 索引如果越界则抛出错误，下同
+        if index >= _size {
+            fatalError("索引越界")
+        }
+        return nums[index]
+    }
+
+    /* 更新元素 */
+    func set(index: Int, num: Int) {
+        if index >= _size {
+            fatalError("索引越界")
+        }
+        nums[index] = num
+    }
+
+    /* 尾部添加元素 */
+    func add(num: Int) {
+        // 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 += 1
+    }
+
+    /* 中间插入元素 */
+    func insert(index: Int, num: Int) {
+        if index >= _size {
+            fatalError("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 j in sequence(first: _size - 1, next: { $0 >= index + 1 ? $0 - 1 : nil }) {
+            nums[j + 1] = nums[j]
+        }
+        nums[index] = num
+        // 更新元素数量
+        _size += 1
+    }
+
+    /* 删除元素 */
+    @discardableResult
+    func remove(index: Int) -> Int {
+        if index >= _size {
+            fatalError("索引越界")
+        }
+        let num = nums[index]
+        // 将索引 index 之后的元素都向前移动一位
+        for j in index ..< (_size - 1) {
+            nums[j] = nums[j + 1]
+        }
+        // 更新元素数量
+        _size -= 1
+        // 返回被删除元素
+        return num
+    }
+
+    /* 列表扩容 */
+    func extendCapacity() {
+        // 新建一个长度为 size 的数组，并将原数组拷贝到新数组
+        nums = nums + Array(repeating: 0, count: _capacity * (extendRatio - 1))
+        // 更新列表容量
+        _capacity = nums.count
+    }
+
+    /* 将列表转换为数组 */
+    func toArray() -> [Int] {
+        var nums = Array(repeating: 0, count: _size)
+        for i in 0 ..< _size {
+            nums[i] = get(index: i)
+        }
+        return nums
+    }
+}
+
+@main
+enum _MyList {
+    /* Driver Code */
+    static func main() {
+        /* 初始化列表 */
+        let list = MyList()
+        /* 尾部添加元素 */
+        list.add(num: 1)
+        list.add(num: 3)
+        list.add(num: 2)
+        list.add(num: 5)
+        list.add(num: 4)
+        print("列表 list = \(list.toArray()) ，容量 = \(list.capacity()) ，长度 = \(list.size())")
+
+        /* 中间插入元素 */
+        list.insert(index: 3, num: 6)
+        print("在索引 3 处插入数字 6 ，得到 list = \(list.toArray())")
+
+        /* 删除元素 */
+        list.remove(index: 3)
+        print("删除索引 3 处的元素，得到 list = \(list.toArray())")
+
+        /* 访问元素 */
+        let num = list.get(index: 1)
+        print("访问索引 1 处的元素，得到 num = \(num)")
+
+        /* 更新元素 */
+        list.set(index: 1, num: 0)
+        print("将索引 1 处的元素更新为 0 ，得到 list = \(list.toArray())")
+
+        /* 测试扩容机制 */
+        for i in 0 ..< 10 {
+            // 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(num: i)
+        }
+        print("扩容后的列表 list = \(list.toArray()) ，容量 = \(list.capacity()) ，长度 = \(list.size())")
+    }
+}

codes/swift/chapter_computational_complexity/time_complexity.swift

@@ -49,7 +49,7 @@ func quadratic(n: Int) -> Int {
 func bubbleSort(nums: inout [Int]) -> Int {
     var count = 0 // 计数器
     // 外循环：待排序元素数量为 n-1, n-2, ..., 1
-    for i in sequence(first: nums.count - 1, next: { $0 > 0 ? $0 - 1 : nil }) {
+    for i in sequence(first: nums.count - 1, next: { $0 > 0 + 1 ? $0 - 1 : nil }) {
         // 内循环：冒泡操作
         for j in 0 ..< i {
             if nums[j] > nums[j + 1] {
@@ -149,7 +149,7 @@ enum TimeComplexity {
 
         count = quadratic(n: n)
         print("平方阶的计算操作数量 = \(count)")
-        var nums = Array(sequence(first: n, next: { $0 > 0 ? $0 - 1 : nil })) // [n,n-1,...,2,1]
+        var nums = Array(sequence(first: n, next: { $0 > 0 + 1 ? $0 - 1 : nil })) // [n,n-1,...,2,1]
         count = bubbleSort(nums: &nums)
         print("平方阶（冒泡排序）的计算操作数量 = \(count)")
 

docs/chapter_array_and_linkedlist/list.md

@@ -94,7 +94,11 @@ comments: true
 === "Swift"
 
     ```swift title="list.swift"
-
+    /* 初始化列表 */
+    // 无初始值
+    let list1: [Int] = []
+    // 有初始值
+    var list = [1, 3, 2, 5, 4]
     ```
 
 **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。
@@ -178,7 +182,11 @@ comments: true
 === "Swift"
 
     ```swift title="list.swift"
+    /* 访问元素 */
+    let num = list[1] // 访问索引 1 处的元素
 
+    /* 更新元素 */
+    list[1] = 0 // 将索引 1 处的元素更新为 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 $O(N)$ 。
@@ -332,7 +340,21 @@ comments: true
 === "Swift"
 
     ```swift title="list.swift"
+    /* 清空列表 */
+    list.removeAll()
 
+    /* 尾部添加元素 */
+    list.append(1)
+    list.append(3)
+    list.append(2)
+    list.append(5)
+    list.append(4)
+
+    /* 中间插入元素 */
+    list.insert(6, at: 3) // 在索引 3 处插入数字 6
+
+    /* 删除元素 */
+    list.remove(at: 3) // 删除索引 3 处的元素
     ```
 
 **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。
@@ -458,7 +480,17 @@ comments: true
 === "Swift"
 
     ```swift title="list.swift"
+    /* 通过索引遍历列表 */
+    var count = 0
+    for _ in list.indices {
+        count += 1
+    }
 
+    /* 直接遍历列表元素 */
+    count = 0
+    for _ in list {
+        count += 1
+    }
     ```
 
 **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。
@@ -529,7 +561,9 @@ comments: true
 === "Swift"
 
     ```swift title="list.swift"
-
+    /* 拼接两个列表 */
+    let list1 = [6, 8, 7, 10, 9]
+    list.append(contentsOf: list1) // 将列表 list1 拼接到 list 之后
     ```
 
 **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。
@@ -592,7 +626,8 @@ comments: true
 === "Swift"
 
     ```swift title="list.swift"
-
+    /* 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 *
@@ -1263,6 +1298,106 @@ comments: true
 === "Swift"
 
     ```swift title="my_list.swift"
+    /* 列表类简易实现 */
+    class MyList {
+        private var nums: [Int] // 数组（存储列表元素）
+        private var _capacity = 10 // 列表容量
+        private var _size = 0 // 列表长度（即当前元素数量）
+        private let extendRatio = 2 // 每次列表扩容的倍数
 
+        /* 构造函数 */
+        init() {
+            nums = Array(repeating: 0, count: _capacity)
+        }
+
+        /* 获取列表长度（即当前元素数量）*/
+        func size() -> Int {
+            _size
+        }
+
+        /* 获取列表容量 */
+        func capacity() -> Int {
+            _capacity
+        }
+
+        /* 访问元素 */
+        func get(index: Int) -> Int {
+            // 索引如果越界则抛出错误，下同
+            if index >= _size {
+                fatalError("索引越界")
+            }
+            return nums[index]
+        }
+
+        /* 更新元素 */
+        func set(index: Int, num: Int) {
+            if index >= _size {
+                fatalError("索引越界")
+            }
+            nums[index] = num
+        }
+
+        /* 尾部添加元素 */
+        func add(num: Int) {
+            // 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 += 1
+        }
+
+        /* 中间插入元素 */
+        func insert(index: Int, num: Int) {
+            if index >= _size {
+                fatalError("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 j in sequence(first: _size - 1, next: { $0 >= index + 1 ? $0 - 1 : nil }) {
+                nums[j + 1] = nums[j]
+            }
+            nums[index] = num
+            // 更新元素数量
+            _size += 1
+        }
+
+        /* 删除元素 */
+        @discardableResult
+        func remove(index: Int) -> Int {
+            if index >= _size {
+                fatalError("索引越界")
+            }
+            let num = nums[index]
+            // 将索引 index 之后的元素都向前移动一位
+            for j in index ..< (_size - 1) {
+                nums[j] = nums[j + 1]
+            }
+            // 更新元素数量
+            _size -= 1
+            // 返回被删除元素
+            return num
+        }
+
+        /* 列表扩容 */
+        func extendCapacity() {
+            // 新建一个长度为 size 的数组，并将原数组拷贝到新数组
+            nums = nums + Array(repeating: 0, count: _capacity * (extendRatio - 1))
+            // 更新列表容量
+            _capacity = nums.count
+        }
+
+        /* 将列表转换为数组 */
+        func toArray() -> [Int] {
+            var nums = Array(repeating: 0, count: _size)
+            for i in 0 ..< _size {
+                nums[i] = get(index: i)
+            }
+            return nums
+        }
+    }
     ```
-

docs/chapter_computational_complexity/time_complexity.md

@@ -1481,7 +1481,7 @@ $$
     func bubbleSort(nums: inout [Int]) -> Int {
         var count = 0 // 计数器
         // 外循环：待排序元素数量为 n-1, n-2, ..., 1
-        for i in sequence(first: nums.count - 1, next: { $0 > 0 ? $0 - 1 : nil }) {
+        for i in sequence(first: nums.count - 1, next: { $0 > 0 + 1 ? $0 - 1 : nil }) {
             // 内循环：冒泡操作
             for j in 0 ..< i {
                 if nums[j] > nums[j + 1] {