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其他语言实现

相关源文件

本页面介绍了 Hello Algo 仓库中 Go、Swift、Zig、Dart 和 C# 的数据结构和算法实现。这些语言是对 Python 实现、C 和 C++ 实现、Rust 实现 和 JavaScript 和 TypeScript 实现 中涵盖的主要实现进行补充。

实现架构

Hello Algo 仓库跨多种编程语言保持一致的实现，以展示与语言无关的算法概念。每种语言的实现都遵循通用的目录结构，但利用了特定语言的特性、构建系统和约定。

来源： codes/swift/Package.swift5-206 codes/zig/build.zig5-221 .github/workflows/swift.yml1-26 .github/workflows/dotnet.yml1-40 .github/workflows/dart.yml1-37 codes/zig/include/include.zig1-9

通用实现模式

所有语言实现都遵循一致的模式，保持文件和目录结构以反映内容的概念组织。每种语言的实现都具有

  1. 按章节组织 - 代码按与书籍结构匹配的章节进行组织
  2. 实用模块 - 用于树、列表和其他可视化的辅助函数
  3. 一致的接口 - 相似的方法签名和类结构
  4. 独立的示例 - 每个文件都演示了一个特定的概念

来源： codes/swift/Package.swift5-206 codes/zig/build.zig10-221 codes/swift/include/include.zig1-9

Swift 实现

Swift 实现使用 Swift 包管理器进行构建配置和依赖管理。该实现利用了 Swift 强类型系统和可选类型，为算法和数据结构提供了清晰、安全的代码。

构建系统与组织结构

Swift 代码被组织成一个 Swift 包，其中包含多个可执行目标，每个目标对应一个算法或数据结构示例。构建配置定义在 Package.swift 文件中。

组件类型数量描述
可执行文件100+单独的可运行示例
实用工具3+用于打印和数据结构的辅助模块
依赖项1Swift Collections 包用于堆实现

来源： codes/swift/Package.swift5-206 .github/workflows/swift.yml1-26

关键的实用工具与数据结构

Swift 实现包含用于常见数据结构的自定义实用类

  • ListNode - 链表节点实现
  • TreeNode - 带有序列化/反序列化功能的二叉树节点
  • PrintUtil - 用于数据结构打印的辅助工具

该实现还使用了 Swift 的标准库和 Swift Collections 包来处理某些数据结构，例如堆。

来源： codes/swift/utils/PrintUtil.swift1-93 codes/swift/utils/ListNode.swift1-34 codes/swift/utils/TreeNode.swift1-72 codes/swift/chapter_heap/heap.swift1-80 codes/swift/chapter_heap/top_k.swift1-37

Swift 对二分查找的实现展示了该语言清晰的语法和类型安全性。

  • 利用 Swift 的范围运算符和类型推断
  • 使用 Swift 的 Array 类型和内置数组方法
  • 保持算法的 O(log n) 时间复杂度

来源： codes/swift/chapter_divide_and_conquer/binary_search_recur.swift1-45 codes/swift/chapter_searching/binary_search_insertion.swift1-72 codes/swift/chapter_searching/binary_search_edge.swift1-52

Zig 实现

Zig 提供了一种使用系统编程语言进行的实现，具有手动内存管理。Zig 实现使用 Zig 构建系统，并展示了在没有垃圾回收器的情况下实现内存安全。

构建系统与组织结构

Zig 代码使用单个 build.zig 文件将所有示例配置为独立的可执行目标。它遵循内存分配和去分配的一致模式。

来源： codes/zig/build.zig5-221 codes/zig/include/include.zig1-9

内存管理方法

Zig 实现显式处理内存分配和去分配，展示了系统编程的原则。

  • 使用 ArenaAllocator 进行便捷的内存管理
  • 显式调用 deinit() 进行资源清理
  • 使用 try 关键字进行清晰的错误处理

来源： codes/zig/chapter_heap/heap.zig9-80 codes/zig/chapter_heap/my_heap.zig9-186 codes/zig/chapter_searching/linear_search.zig9-54

数据结构实现

Zig 实现包含了常见数据结构的实用模块

  • ListNode - 带实用功能的链表节点实现
  • TreeNode - 带实用功能的二叉树节点实现
  • PrintUtil - 用于可视化数据结构的函数

这些实用工具使得跨示例的数据结构的渲染和操作保持一致

来源： codes/zig/include/PrintUtil.zig1-132 codes/zig/include/ListNode.zig1-49 codes/zig/include/TreeNode.zig1-63

Go 实现

Go 实现利用 Go 标准库和构建系统，注重简洁性和可读性。

构建系统与组织结构

Go 代码遵循 Go 标准包结构进行组织，采用一致的布局，并利用 Go 的测试框架进行验证。

来源： .github/workflows/go.yml1-37 codes/go/chapter_computational_complexity/space_complexity.go1-106 codes/go/chapter_computational_complexity/space_complexity_test.go1-26

主要功能

  • 利用 Go 标准库容器
  • 使用 Go 的 slice 和 map 实现
  • 一致的错误处理方法
  • 与 Go 的测试框架集成测试

来源： codes/go/chapter_computational_complexity/space_complexity.go1-106 codes/go/chapter_computational_complexity/space_complexity_test.go1-26

Dart 实现

Dart 实现利用 Dart 的现代语言特性和面向对象方法，展示算法概念。

构建系统与组织结构

Dart 实现使用自定义构建脚本（build.dart）来编译和测试所有示例。

来源： .github/workflows/dart.yml1-37 codes/dart/build.dart1-40

C# 实现

C# 实现利用 .NET 特性，提供清晰、类型安全的算法和数据结构实现。

构建系统与组织结构

C# 代码组织为 .NET 项目，CS 文件按章节组织，使用标准的 .NET 约定。

来源： .github/workflows/dotnet.yml1-40 codes/csharp/csharp.sln1-26

跨语言实现比较

下表显示了某些算法概念在不同语言中的实现方式

概念SwiftZigGoDartC#
内存管理ARC手动GCGCGC
容器类型Array, DictionaryArrayList, AutoHashMapSlice, MapList, MapList, Dictionary
二叉树面向类Struct + FunctionsStruct + Methods面向类面向类
堆实现使用 Swift Collections自定义实现标准库自定义实现标准库
错误处理OptionalsError unionsError returns异常处理异常处理

来源： codes/swift/chapter_tree/avl_tree.swift1-231 codes/zig/chapter_heap/my_heap.zig9-186 codes/swift/chapter_heap/my_heap.swift1-164 codes/zig/chapter_computational_complexity/worst_best_time_complexity.zig1-46 codes/swift/chapter_computational_complexity/worst_best_time_complexity.swift1-41 codes/zig/chapter_computational_complexity/space_complexity.zig1-124 codes/swift/chapter_computational_complexity/space_complexity.swift1-99

设置开发环境

有关设置这些语言的开发环境的信息，请参阅文档附录部分的安装指南。

来源： docs/chapter_appendix/installation.md1-69 zh-hant/docs/chapter_appendix/installation.md1-69