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feat: add Swift codes for list article
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Yudong Jin
2023-01-10 00:52:53 +08:00
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4
codes/swift/Package.swift
View File

@ -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"]),
]
)

64
codes/swift/chapter_array_and_linkedlist/list.swift Normal file
View File

@ -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)")
}
}

147
codes/swift/chapter_array_and_linkedlist/my_list.swift Normal file
View File

@ -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())")
}
}

4
codes/swift/chapter_computational_complexity/time_complexity.swift
View File

@ -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)")

143
docs/chapter_array_and_linkedlist/list.md
View File

@ -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
}
}
```

2
docs/chapter_computational_complexity/time_complexity.md
View File

@ -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] {