概述

目的与范围

TheAlgorithms/Python 是一个综合性的教育仓库，包含了各种用 Python 实现的算法。该仓库作为一个学习资源，包含了超过2,500个算法实现，涵盖了计算机科学基础概念、数学算法、机器学习、密码学以及专业领域。所有实现都包含文档、doctest，且旨在用于教育目的而非生产环境。

本文档介绍了该仓库的高层架构、组织原则和基础设施。有关具体的算法实现，请参阅各个领域章节（排序与搜索、动态规划、机器学习等）。有关贡献指南和标准，请参阅贡献指南。

仓库架构

高层组织结构

来源： DIRECTORY.md1-1178 pyproject.toml1-263 .github/workflows/build.yml1-38

算法领域分布

该仓库包含26个主要算法领域的实现，以分层目录结构组织。每个领域都包含多个子目录和专门的实现。

领域	目录	关键领域	示例文件
数据结构	`data_structures/`	树、堆、图、链表	`binary_tree/avl_tree.py`, `heap/max_heap.py`
排序	`sorts/`	比较/非比较排序	`quick_sort.py`, `merge_sort.py`
搜索	`searches/`	线性、二分、图搜索	`binary_search.py`, `depth_first_search.py`
动态规划	`dynamic_programming/`	优化问题	`knapsack.py`, `longest_common_subsequence.py`
机器学习	`machine_learning/`	监督/非监督学习	`k_means_clust.py`, `linear_regression.py`
加密	`ciphers/`	经典/现代密码	`rsa_cipher.py`, `caesar_cipher.py`
图算法	`graphs/`	路径查找、最小生成树、网络流	`dijkstra.py`, `minimum_spanning_tree_kruskal.py`
数学	`maths/`	数论、统计	`prime_numbers.py`, `fibonacci.py`

来源： DIRECTORY.md184-537 DIRECTORY.md572-625

开发基础设施

依赖管理与构建系统

来源： pyproject.toml1-48 uv.lock1-10 requirements.txt1-20

代码质量管道

该仓库通过自动化工具强制执行严格的代码质量标准

来源： .pre-commit-config.yaml1-65 .github/workflows/build.yml1-38 .github/workflows/ruff.yml1-17

测试与验证框架

来源： .github/workflows/build.yml22-35 pyproject.toml163-171

欧拉计划集成

该仓库包含一个专门用于欧拉计划解法的验证系统

来源： .github/workflows/project_euler.yml1-36 pyproject.toml44-47 project_euler/problem_070/sol1.py1-102

文档系统

Sphinx 文档生成

该仓库使用 Sphinx 自动化生成 API 文档

来源： pyproject.toml180-263 .github/workflows/sphinx.yml1-51

目录管理

该仓库维护一个自动生成的目录列表

来源： .github/workflows/build.yml37 DIRECTORY.md1-1178

算法实现标准

代码结构模式

每个算法实现都遵循一致的模式

模块级文档字符串：包含算法描述和复杂度分析
类型提示：用于所有函数参数和返回值
Doctest 示例：演示用法和边界情况
错误处理：针对无效输入
主代码块：包含 doctest 执行

物理学领域示例

来源： physics/speeds_of_gas_molecules.py54-79 maths/numerical_analysis/proper_fractions.py4-34

质量强制配置

pyproject.toml 通过 Ruff 定义了全面的 Linting 规则

规则类别	示例	目的
代码质量	`B` (flake8-bugbear), `SIM` (flake8-simplify)	捕获常见错误并简化代码
风格	`E`, `W` (pycodestyle), `I` (isort)	一致的格式化
类型安全	`FA` (flake8-future-annotations)	现代类型注解实践
安全	`S` (flake8-bandit)	安全漏洞检测
性能	`NPY` (NumPy-specific rules)	NumPy 最佳实践

来源： pyproject.toml49-157

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