本页面全面概述了 Hello Algo 如何在多种编程语言中实现数据结构和算法。该存储库在多种语言中保持一致的实现,允许学习者使用他们偏好的编程语言来学习相同的概念。
Hello Algo 目前提供以下编程语言的实现
每种语言的实现都遵循一致的结构,同时利用特定语言的功能来提供惯用的代码。
来源: codes/swift/Package.swift1-206 codes/rust/Cargo.toml1-414 codes/zig/build.zig1-222
每种语言的实现都遵循一致的目录结构,反映了书籍章节的组织。这确保了代码示例与文档中的相应部分保持一致。
来源: codes/swift/Package.swift8-102 codes/rust/Cargo.toml7-410 codes/zig/build.zig14-202
在所有语言的实现中,都保持了通用的模式和方法,以确保一致性并促进学习
跨语言的数据结构实现了相同的核心方法,并且具有相似的签名,这使得比较不同语言的实现更加容易。
下表显示了二叉搜索树的实现如何在不同语言中保持一致的方法
| 方法 | 目的 |
|---|---|
插入 | 将具有给定值的节点插入树中 |
删除 | 从树中删除具有给定值的节点 |
搜索 | 在树中查找具有给定值的节点 |
获取根节点 | 获取树的根节点 |
来源: codes/swift/chapter_tree/avl_tree.swift9-183 codes/rust/chapter_tree/binary_search_tree.rs17-158
同一概念的代码文件在不同语言之间共享相似的结构,包括
每种语言的实现都包括用于以下方面的实用函数
来源: codes/swift/utils/PrintUtil.swift1-93 codes/zig/include/PrintUtil.zig1-132 codes/rust/chapter_tree/binary_tree_dfs.rs1-88
在保持接口和功能一致的同时,每种语言的实现都利用了特定语言的功能来提供惯用的代码。
语言在内存管理方式上有所不同
| 语言 | 内存管理方法 |
|---|---|
| Rust | 所有权系统,带有借用和生命周期 |
| Swift | 自动引用计数 (ARC) |
| Zig | 使用分配器的手动内存管理 |
| Python | 垃圾回收 |
| C/C++ | 手动内存管理 |
来源: codes/rust/chapter_tree/binary_search_tree.rs9-15 codes/swift/chapter_tree/avl_tree.swift9-19 codes/zig/chapter_heap/my_heap.zig28-31
语言在利用其标准库和内置功能方面有所不同
来源: codes/swift/chapter_heap/my_heap.swift9-164 codes/zig/chapter_heap/my_heap.zig8-145 codes/rust/chapter_hashing/hash_map_chaining.rs8-128
每种语言的实现都使用其本地构建系统进行编译和执行。
Swift 使用 Swift 包管理器进行依赖管理和构建配置
Package.swift 中定义包swift-collections(用于专用数据结构)等依赖项编译命令示例
swift run <example_name>
来源: codes/swift/Package.swift1-206
Rust 使用 Cargo 进行依赖管理和构建配置
Cargo.toml 中定义包rand(用于随机化)等依赖项编译命令示例
cargo run --bin <example_name>
来源: codes/rust/Cargo.toml1-414 codes/rust/.gitignore1-2
Zig 使用其在 build.zig 中定义的构建系统
编译命令示例
zig build run_<example_name> -Doptimize=ReleaseSafe
来源: codes/zig/build.zig1-222 codes/zig/.gitignore1-2
基于节点的(如链表和树)数据结构在不同语言中以相似的模式实现,并适应了特定语言的功能。
| 语言 | 主要功能 |
|---|---|
| Swift | 基于类的,带有可选的子节点属性 |
| Rust | 使用 RefCell 和 Rc 的结构体,用于安全的共享可变性 |
| Zig | 具有显式内存管理和可空指针的结构体 |
来源: codes/swift/utils/TreeNode.swift1-72 codes/zig/include/TreeNode.zig1-63 codes/rust/chapter_tree/binary_tree_dfs.rs7-11
| 语言 | 主要功能 |
|---|---|
| Swift | 支持集合的 Hashable 协议类 |
| Zig | 带有可空 next 指针的泛型结构体 |
| Rust | 基于特定需求的各种实现 |
来源: codes/swift/utils/ListNode.swift1-34 codes/zig/include/ListNode.zig1-49
算法在不同语言中的实现,在保持相似逻辑结构的同时,适应了各自的语法特性。
不同语言中的二分查找实现,逻辑一致
来源: codes/zig/chapter_searching/binary_search.zig8-46 codes/rust/chapter_searching/binary_search_insertion.rs8-40 codes/swift/chapter_searching/binary_search_insertion.swift7-44
树遍历算法在不同语言中保持了统一的实现方式
来源: codes/swift/chapter_tree/binary_tree_dfs.swift1-71 codes/swift/chapter_tree/binary_tree_bfs.swift1-43 codes/rust/chapter_tree/binary_tree_bfs.rs1-46 codes/rust/chapter_tree/binary_tree_dfs.rs1-88
每种语言的实现都利用了其独特的语言特性(当有益时),同时保持了统一的逻辑模式。
| 语言 | 功能 | 使用示例 |
|---|---|---|
| Rust | 所有权系统 | 内存安全的树遍历,无需垃圾回收 |
| Swift | 协议扩展 | 增强数据结构的集合行为 |
| Zig | Comptime | 编译时泛型函数和类型安全 |
| Python | 动态类型 | 简化实现,减少类型注解 |
来源: codes/rust/chapter_tree/binary_search_tree.rs15-35 codes/zig/chapter_computational_complexity/worst_best_time_complexity.zig9-19 codes/zig/chapter_computational_complexity/space_complexity.zig39-59
所有语言实现都包含通用的辅助组件来支持主要的实现
打印工具在不同语言之间共享通用功能
来源: codes/swift/utils/PrintUtil.swift1-93 codes/zig/include/PrintUtil.zig1-132
本仓库提供了特定语言的使用和理解指南
不同语言需要不同的内存管理方法
来源: codes/zig/chapter_heap/my_heap.zig28-31 codes/zig/chapter_heap/heap.zig30-35
Hello Algo 的多语言方法提供了几个好处
有关具体的语言实现,请参阅相应的子页面