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Ready for contest use! Data structures and algorithms in pure JavaScript with zero dependency.

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contest.js

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纯 JavaScript 实现的数据结构和算法,主要是方便用于比赛、教学和白板,尽可能缓解 JavaScript 在竞赛上的劣势,特点:

  • 拷来即用。支持所有 LTS/* Node.js 且零依赖。
  • 容易更改。采用简化的实现,尽量少的抽象层级。
  • 支持 npm。加一句 require,即可写出可以工作的代码。

有用链接:

索引

模块 内容 链接
算法 swap, shuffle, reverse, sort TypeScript JavaScript Test Cases
字符串 kmp, rabinkarp TypeScript JavaScript Test Cases
队列 Queue TypeScript JavaScript Test Cases
双向队列 Deque TypeScript JavaScript Test Cases
Heap, PriorityQueue, RemovableHeap, RemovableDoubleHeap TypeScript JavaScript Test Cases
TreeSet TreeSet, TreeMultiSet TypeScript JavaScript Test Cases
TreeMap TreeMap TypeScript JavaScript Test Cases
BitSet BitSet TypeScript JavaScript Test Cases
树状数组 BIT TypeScript JavaScript Test Cases
线段树 SegmentTree TypeScript JavaScript Test Cases
Graph, dijkstra, createGraph TypeScript JavaScript Test Cases
并查集 路径压缩、按秩合并 TypeScript JavaScript Test Cases
质数算法 质数测试、筛选等 TypeScript JavaScript Test Cases
排列组合 阶乘、模阶乘、二项式系数、帕斯卡三角 TypeScript JavaScript Test Cases
欧几里得算法 欧几里得公约数,扩展欧几里得,模逆元 TypeScript JavaScript Test Cases
滚动哈希 滚动哈希,双哈希 TypeScript JavaScript Test Cases
字符串哈希 滚动哈希,双哈希 TypeScript JavaScript Test Cases
createTree, createWeightedTree, LCA TypeScript JavaScript Test Cases
工具 create2DArray, create3DArray, greater, valid2D, adjacent2D TypeScript JavaScript Test Cases

算法

TypeScript JavaScript Test Cases

数组操作

补充 JavaScript 中一些针对数组的操作。比如 JavaScript 缺少 swap,不能对区间进行 reverse

swap(arr: any[], lhs: number, rhs: number):在数组 arr 里替换 lhsrhs 的值。

shuffle(arr: any[]):用 Fisher-Yates 方法随机打乱数组。

let arr = [1, 2, 3]
shuffle(arr)
console.log(arr) // [1, 3, 2]

reverse(arr: any[], begin = 0, end = arr.length):反转数组 arr 里的 [begin, end) 之间的元素。

let arr = [1, 2, 3, 4, 5]
reverse(arr, 1)
console.log(arr) // [1, 5, 4, 3, 2]

排序操作

sort(arr: any[], begin = 0, end = arr.length, compare = (l, r) => l - r):使用快排堆数组进行原址排序(不稳定),支持对一个区间进行排序,以及自定义 compare 方法。

let arr = [1, 3, 2]
sort(arr) // [1, 2, 3]
sort(arr, (l, r) => r - l) // [3, 2, 1]

其他算法

nextPermutation(arr):重组为下一个字典序排列。如果可以得到更大的排列,就完成排列并返回 true。如果无法得到更大的排列,就重排为第一个排列(所有元素都是升序)并返回 false

prevPermutation(arr):重组为上一个字典序排列。如果可以得到更小的排列,就完成排列并返回 true。如果无法得到更小的排列,就重排为最后一个排列(所有元素都是降序)并返回 false

字符串

TypeScript JavaScript Test Cases

kmp(str: string, pattern: string):使用 KMP 方法在 str 中找到 pattern 的下标,如果不存在则返回 -1

kmp('what a wonderful world', 'a wonderful') // returns 5

rabinkarp(str: string, pattern: string):使用 Rabin-Karp 方法在 str 中找到 pattern 的下标,如果不存在则返回 -1

rabinkarp('what a wonderful world', 'a wonderful') // returns 5

队列

TypeScript JavaScript Test Cases

new Queue(collection?: Iterable):创建一个队列。

.size(): number:返回队列的大小。

.front():返回第一个元素,为空时返回 undefined

.back():返回最后一个元素,为空时返回 undefined

.shift():移除并返回第一个元素,为空时返回 undefined

.push(element: any):在尾部添加一个元素。

.values():返回从第一个元素到最后一个元素的 ES6 迭代器。

双向队列

TypeScript JavaScript Test Cases

new Deque(collection?: Iterable):创建一个双向队列。

.size(): number:返回双向队列的大小。

.unshift(element: any):在头部添加一个元素。

.front():返回第一个元素,为空时返回 undefined

.back():返回最后一个元素,为空时返回 undefined

.shift():移除并返回第一个元素,为空时返回 undefined

.push(element: any):在尾部添加一个元素。

.pop():移除并返回最后一个元素,为空时返回 undefined

.values():返回从第一个元素到最后一个元素的 ES6 迭代器。

let deque = new Deque([1, 2, 3])
deque.push(4)
deque.unshift(0)
deque.pop() // returns 4
deque.pop() // returns 3
deque.shift() // returns 0
for (let val of deque) {
  console.log(val) // outputs 1 and 2
}

TypeScript JavaScript Test Cases

Heap

new Heap(collection?: Iterable, compare?: ((l, r) => number) = (l, r) => l - r):从可迭代集合 collection 创建一个最小堆(较小的先 pop 出来),使用 compare 比较大小(接受两个参数,首个参数较小则返回 true,否则返回 false,详见示例)。

.push(element: any):把 element 加入堆中。

.pop():从堆中弹出最小元素并返回,如果堆是空的则返回 undefined

.top():返回堆顶的元素(最小的元素),如果堆是空的则返回 undefined

.size():返回堆里的元素个数。

let heap = new Heap()
heap.push(2)
heap.push(3)
heap.push(1)
while (heap.size()) console.log(heap.pop()) // 输出 1, 2, 3

let maxHeap = new Heap((lhs, rhs) => rhs - lhs)
maxHeap.push(2)
maxHeap.push(3)
maxHeap.push(1)
// 等价于 maxHeap = new Heap([2, 3, 1], (lhs, rhs) => rhs - lhs)
while (maxHeap.size()) console.log(maxHeap.pop()) // 输出 3, 2, 1

PriorityQueue

new PriorityQueue(collection?: Iterable, compare?: ((l, r) => number) = (l, r) => l - r):从可迭代集合 collection 创建一个最小堆(较小的先 pop 出来),使用 compare 比较大小(接受两个参数,首个参数较小则返回 true,否则返回 false,详见示例)。

.offer(element: any):把 element 加入堆中。

.push(element: any):同上。

.poll():从队列中弹出最小元素并返回,如果堆是空的则返回 undefined

.pop():同上。

.peek():返回队列顶的元素(最小的元素),如果堆是空的则返回 undefined

.top():同上。

.has(element: any):返回布尔值,表示是否包含 element

.size():返回队列里的元素个数。

.remove(element: any):从队列里删除 element

let queue = new PriorityQueue()
queue.offer(3)
queue.offer(2)
queue.offer(1)
while (heap.size()) console.log(heap.poll()) // 输出 1, 2, 3

queue = new PriorityQueue((lhs, rhs) => rhs - lhs)
queue.offer(3)
queue.offer(2)
queue.offer(1)
// 等价于 queue = new PriorityQueue([3, 2, 1], (lhs, rhs) => rhs - lhs)
while (queue.size()) console.log(queue.poll()) // 输出 3, 2, 1

RemovableHeap

new RemovableHeap(collection?: Iterable, compare?: ((l, r) => number) = (l, r) => l - r):从可迭代集合 collection 创建一个最小堆(较小的先 pop 出来),使用 compare 比较大小(接受两个参数,首个参数较小则返回 true,否则返回 false,详见示例)。

.push(element: any):把 element 加入堆中。

.pop():从堆中弹出最小元素并返回,如果堆是空的则返回 undefined

.top():返回堆顶的元素(最小的元素),如果堆是空的则返回 undefined

.has(element: any):返回布尔值,表示是否包含 element

.size():返回堆里的元素个数。

.remove(element: any):从堆里删除 element

let heap = new RemovableHeap()
heap.push(2)
heap.push(3)
heap.push(1)
heap.remove(2)
while (heap.size()) console.log(heap.pop()) // 输出 1, 3

RemovableDoubleHeap

new RemovableHeap(collection?: Iterable, compare?: ((l, r) => number) = (l, r) => l - r):从可迭代集合 collection 创建一个最小堆(较小的先 pop 出来),使用 compare 比较大小(接受两个参数,首个参数较小则返回 true,否则返回 false,详见示例)。

.push(element: any):把 element 加入堆中。

.popMin():从堆中弹出最小元素并返回,如果堆是空的则返回 undefined

.popMin():从堆中弹出最大元素并返回,如果堆是空的则返回 undefined

.top():返回堆顶的元素(最小的元素),如果堆是空的则返回 undefined

.has(element: any):返回布尔值,表示是否包含 element

.size():返回堆里的元素个数。

.remove(element: any):从堆里删除 element

let heap = new RemovableDoubleHeap()
heap.push(2)
heap.push(3)
heap.push(1)
heap.popMin() // 1
heap.popMax() // 3

TreeSet

TypeScript JavaScript Test Cases

TreeSet

读写元素最坏情况时间复杂度为 log(n) 的有序集合,由红黑树实现。

new TreeSet(collection?: any[], compare?: ((l: any, r: any) => boolean) = ((l, r) => l - r)):创建一个集合,添加所有 collection 里的元素,并按照 compare 来比较元素大小(默认为升序)。

.add(val: any):把元素 val 插入集合,如果 val 已存在则移除它。

.has(val: any):如果 val 存在则返回 true,否则返回 false

.delete(val: any):从集合删除元素 val

.floor(val: any):找到并返回小于等于 val 的最大元素,如果不存在这样的元素则返回 undefined

.ceil(val: any):找到并返回大于等于 val 的最小元素,如果不存在这样的元素则返回 undefined

.lower(val: any):找到并返回小于 val 的最大元素,如果不存在这样的元素则返回 undefined

.higher(val: any):找到并返回大于 val 的最小元素,如果不存在这样的元素则返回 undefined

.first():返回集合中第一个元素,如果不存在这样的元素则返回 undefined

.last():返回集合中最后一个元素,如果不存在这样的元素则返回 undefined

.shift():删除集合中第一个元素并返回被删除元素的值,如果不存在这样的元素则返回 undefined

.pop():删除集合中最后一个元素并返回被删除元素的值,如果不存在这样的元素则返回 undefined

.size(): number:返回集合的大小。

.values():返回从第一个元素到最后一个元素的 ES6 迭代器。

.rvalues():返回从最后一个元素到第一个元素的 ES6 迭代器。

const set = new TreeSet()
set.add(3)
set.add(5)
set.add(7)
// 等价于
// const set = new TreeSet([3, 5, 7], (l, r) => l - r);

set.ceil(4) // 5 is the smallest element >= 4
set.ceil(5) // 5 is the smallest element >= 5

TreeMultiSet

读写元素最坏情况时间复杂度为 log(n) 的有序集合,和 TreeSet 不同的是它允许多个等价的键存在,由红黑树实现。

new TreeSet(collection?: any[], compare?: ((l: any, r: any) => boolean) = ((l, r) => l - r)):创建一个集合,添加所有 collection 里的元素,并按照 compare 来比较元素大小(默认为升序)。

.add(val: any):把元素 val 插入集合。

.has(val: any):如果 val 存在则返回 true,否则返回 false

.delete(val: any):从集合删除元素 val

.floor(val: any):找到并返回小于等于 val 的最大元素,如果不存在这样的元素则返回 undefined

.ceil(val: any):找到并返回大于等于 val 的最小元素,如果不存在这样的元素则返回 undefined

.lower(val: any):找到并返回小于 val 的最大元素,如果不存在这样的元素则返回 undefined

.higher(val: any):找到并返回大于 val 的最小元素,如果不存在这样的元素则返回 undefined

.fisrt():返回集合中第一个元素,如果不存在这样的元素则返回 undefined

.last():返回集合中最后一个元素,如果不存在这样的元素则返回 undefined

.shift():删除集合中第一个元素并返回被删除元素的值,如果不存在这样的元素则返回 undefined

.pop():删除集合中最后一个元素并返回被删除元素的值,如果不存在这样的元素则返回 undefined

.size(): number:返回集合的大小。

.values():返回从第一个元素到最后一个元素的 ES6 迭代器。

.rvalues():返回从最后一个元素到第一个元素的 ES6 迭代器。

TreeMap

TypeScript JavaScript Test Cases

读写元素最坏情况时间复杂度为 log(n) 的有序映射,由红黑树实现。

new TreeMap<K, V>(collection?: [K, V][], compare?: ((lhs: K, rhs: K) => boolean) = ((l, r) => l - r)):创建一个映射,添加所有 collection 里的元素,并按照 compare 来比较元素大小(默认为升序)。

.set(key: K, value: V):把键值对 key, value 插入映射,如果 key 已存在则移除它。

.has(key: K): boolean:如果 key 存在则返回 true,否则返回 false

.delete(key: K):从映射删除元素 key

.floor(key: K): [K, V]:找到并返回小于等于 key 的最大键值对,如果不存在这样的元素则返回 undefined

.ceil(key: K): [K, V]:找到并返回大于等于 key 的最小键值对,如果不存在这样的元素则返回 undefined

.lower(key: K): [K, V]:找到并返回小于 key 的最大键值对,如果不存在这样的元素则返回 undefined

.higher(key: K): [K, V]:找到并返回大于 key 的最小键值对,如果不存在这样的元素则返回 undefined

.first(): [K, V]:返回映射中第一个键值对,如果不存在这样的元素则返回 undefined

.last(): [K, V]:返回映射中最后一个键值对,如果不存在这样的元素则返回 undefined

.shift(): [K, V]:删除映射中第一个键值对并返回被删除元素的值,如果不存在这样的元素则返回 undefined

.pop(): [K, V]:删除映射中最后一个键值对并返回被删除元素的值,如果不存在这样的元素则返回 undefined

.size(): number:返回映射的大小。

.keys():返回从第一个键到最后一个键的 ES6 迭代器。

.rkeys():返回从最后一个键到第一个键的 ES6 迭代器。

.values():返回从第一个值到最后一个值的 ES6 迭代器。

.rvalues():返回从最后一个值到第一个值的 ES6 迭代器。

const map = new TreeMap()
map.set(3, 'c')
map.set(5, 'e')
map.set(7, 'g')
// 等价于
// const map = new TreeMap([[3, 'c'], [5, 'e'], [7, 'g']], (l, r) => l - r);

map.ceil(4) // [5, 'e] is the smallest element >= 4
map.ceil(5) // [5, 'e'] is the smallest element >= 5

BitSet

TypeScript JavaScript Test Cases

一个动态大小的位集合。由 BigInt 实现,占用空间很小,但独写性能不如数组。

new BitSet(val:(string|number|bigint) = 0, N = Infinity):创建一个 BitSet 对象,输入可以是数字,BigInt,也可以是由 "0""1" 构成的字符串,位长度为 N,默认容量为 Infinity。

.capacity():返回集合的容量。

.count():返回集合中 1 的位数。

.set(i: number, val: boolean | 1 | 0):把下标为 i 的位设置位 val

.get(i: number): 1 | 0:返回下表为 i 的位的值。

.toString():返回一个由 "1""0" 构成的字符串,表示这个集合。

.shift(len: number):返回一个新的 BitSet,它的值是 this 左移 len 位。

.unshift(len: number):返回一个新的 BitSet,它的值是 this 右移 len 位。

.and(rhs: BitSet):返回一个新的 BigSet,它的值是 this & rhs.

.or(rhs: BitSet):返回一个新的 BigSet,它的值是 this | rhs.

.xor(rhs: BitSet):返回一个新的 BigSet,它的值是 this ^ rhs.

.negate(rhs: BitSet):返回一个新的 BigSet,它的值是 !this.

树状数组

TypeScript JavaScript Test Cases

一个树状数组的实现,也叫 Fenwick Tree, Binary Indexed Tree,BIT。

new BIT(size: number):创建一个大小为 size 的 BIT。

.update(index: number, value: number):更新下标(从 1 开始)index 处的值为 value

.increment(index: number, diff: number):把下标(从 1 开始)index 处的值增加 diff

let bit = new BIT(10)
bit.update(1, 10)
bit.update(2, 20)
bit.update(10, 100)
bit.sum(5) // elements in [1, 5] sums to 10 + 20 = 30
bit.sum(10) // elements in [1, 10] sums to 10 + 20 + 100 = 130

线段树

TypeScript JavaScript Test Cases

一个数组二叉树实现的线段树,聚合方式默认为前缀和。

new SegmentTree(N: number, aggregate = (a, b) => a + b, initial = 0):创建一个大小为 N 的线段树,采用 aggregate 进行聚合,初始值为 initial

.update(index: number, value: T):更新下标(从 0 开始)index 处的值为 value

.query(l: number, r: number): 求 [l, r] 范围的聚合,注意包含 lr 处的元素。

.prefix(index: number): 相当于 .query(0, index),求 [0, index] 范围内的前缀和,注意包含 index 元素。

.valueAt(index: number):返回下标 index 处的元素。

.floor(val: any):找到并返回聚合值小于等于 val 的最大元素下标,如果不存在这样的元素则返回 -1

.ceil(val: any):找到并返回聚合值大于等于 val 的最小元素下标,如果不存在这样的元素则返回 -1

.lower(val: any):找到并返回聚合值小于 val 的最大元素下标,如果不存在这样的元素则返回 -1

.higher(val: any):找到并返回聚合值大于 val 的最小元素下标,如果不存在这样的元素则返回 -1

const sumTree = new SegmentTree(5)
sumTree.update(0, 1)
sumTree.update(1, 2)
sumTree.update(2, 3)
sumTree.update(3, 4)

sumTree.query(0, 2) // 6
sumTree.prefix(0) // 1
sumTree.prefix(1) // 3
sumTree.prefix(2) // 6
sumTree.prefix(3) // 10

sumTree.ceil(7) // 3
sumTree.ceil(6) // 2
sumTree.ceil(5) // 2
sumTree.ceil(11) // -1

const maxTree = new SegmentTree(5, Math.max)
maxTree.update(0, 1)
maxTree.prefix(0) // 1

maxTree.update(1, 3)
maxTree.prefix(1) // 3
maxTree.prefix(2) // 3

maxTree.update(2, 2)
maxTree.prefix(2) // 3

TypeScript JavaScript Test Cases

提供 DirectedGraphUndirectedGraph,用 Map 实现,支持稀疏图。

DirectedGraph

new DirectedGraph(N: number):创建一个有 N 个节点的有向图。

.addEdge(u, v, dist?):添加一条从 uv 的边,距离为 dist

.removeEdge(u, v):移除一条边。

.removeNode(u):移除一个节点,会同时移除它的所有边。

.size(): number:返回图的节点数目。

.getLeaves(): IterableIterator:返回叶节点的数目(入度小于等于1),迭代期间移除边导致的新叶节点会加入迭代。

.getDistance(u, v): number:返回 uv 节点的距离,如果没有直接连接起来则返回 Infinity

.getChildren(u): IterableIterator:返回迭代器,包括 u 的所有子节点。

.getParents(u): IterableIterator:返回迭代器,包括 u 的所有父节点。

.getAllEdges(): IterableIterator<[TNode, TNode, number]>: 返回迭代器,包括图中的所有边。

UndirectedGraph

new UndirectedGraph(N: number):创建一个有 N 个节点的无向图。

.addEdge(u, v, dist?):同 DirectedGraph

.removeEdge(u, v):同 DirectedGraph

.removeNode(u):同 DirectedGraph

.size(): number:同 DirectedGraph

.getLeaves(): IterableIterator:同 DirectedGraph

.getDistance(u, v): number:同 DirectedGraph

.getAdjacent(u): IterableIterator:同 DirectedGraph#getChildren()

.getAllEdges(): IterableIterator<[TNode, TNode, number]>: 同 DirectedGraph

createGraph

createGraph(edges):从边 [T, T, number] 的数组创建有表示向图的二维映射。可用于 dijkstra 算法。

const G = createGraph([
    [0, 1, 10],
    [1, 0, 30],
    [1, 2, 50]
])
G.get(0) // Map(1) { 1 => 10 }
G.get(1) // Map(2) { 0 => 30, 2 => 50 }

dijkstra

dijkstra(source, G): 单源最短路径算法。G 为二维映射,G.get(u).get(v) 表示有向图中边 uv 的权。sourceG 的键可以是任意基本类型比如数字、字符串等。返回一个 dist: Map<T, number>dist[u] 表示 sourceu 的最短路径长度。

const G = new Map()
G.set(0, new Map([[1, 10]]))
G.set(1, new Map([[0, 30], [2, 50]]))

dijkstra(0, G) // Map(3) { 0 => 0, 1 => 10, 2 => 60 }
const G = new createGraph([
    [0, 1, 10],
    [1, 0, 30],
    [1, 2, 50],
])

dijkstra(0, G) // Map(3) { 0 => 0, 1 => 10, 2 => 60 }

并查集

TypeScript JavaScript Test Cases

支持路径压缩和按秩合并的并查集实现,提供接近常数时间复杂度(Inverse Ackermann Function)的 find/union 操作。

new DSU(N: number):创建一个大小为 N 的并查集。

.find(x: number):找到值 x 对应的组,返回表示这个组的数字。

.union(x: number, y: number):合并 xy 所属的组并返回 true,如果 xy 已经在同一组则返回 false

质数算法

TypeScript JavaScript Test Cases

prime(n: number):返回第 n(从 1 开始)个质数,例如 prime(1) 返回 2

primesLeq(n: number): 得到小于等于 n 的所有质数,返回一个数组。

isPrime(n):如果 n 是质数则返回 true,否则返回 false

primeFactors(n):返回 n 的所有质数因子,键为质数,值为因子的指数。

let factors = primeFactors(24) // 24 = 2*2*2*3 = 2**3 + 3**1
for (let [prime, count] of factors) {
  console.log(prime, count)
}
// 输出
// 2 3
// 3 1

排列组合

TypeScript JavaScript Test Cases

factorial(n: number):返回 n 的阶乘,例如 factorial(3) 返回 6

factorialSeq(n: number):得到阶乘序列,下标 i 的值表示 i 的阶乘。例如 factorialSeq(3) 返回 [1, 1, 2, 6]

pascalsTriangle(n: number):返回第 n 个帕斯卡三角,例如 pascalsTriangle(3) 返回 [[1], [1, 1], [1, 2, 1], [1, 3, 3, 1]]。其中 P[n][k] 表示 C(n, k) 的值。

combination(n: number, k: number):返回二项式系数 C(n, k),即从 n 个互不相同的元素中取 k 个元素的组合数。

arrangement(n: number, k: number):返回 A(n, k),即从 n 个互不相同的元素中取 k 个元素的排列数。

欧几里得算法

TypeScript JavaScript Test Cases

gcd(a: number, b: number):运行欧几里得算法,得到最大公约数。

gcdExtended(a: number, b: number):运行扩展欧几里得算法,得到 [gcd, x, y] 数组,其中第一个元素 gcd 为最大公约数,且 gcd === x * a + y * b

modInverse(a: number, n: number):返回 a 的模逆元,即 a^-1 mod n。如果 an 不互质则抛出异常。

滚动哈希

TypeScript JavaScript Test Cases

new RollingHash(L: number, M: number):创建一个滚动哈希对象。L 是滚动窗口的长度;M 是倍增的进制,通常取大于被哈希数的最大值的一个质数。例如被哈希的是 0-26,该质数可以取 29 或 31。

.getValue():得到当前的哈希值。

.digest(value: number):加一个数到滚动哈希里。

.degest(value: number):退出一个数到滚动哈希里。注意要在刚超过窗口长度时(长度为 L + 1)的时候退出。一般需要调用 .digest() 之后调用 .degest()。例如:

const LEN = 3,
  hash = new RollingHash(LEN, 29)
const str = 'abcdabc'
const arr = [...str].map((c) => c.charCodeAt() - 97)
for (let i = 0; i < arr.length; i++) {
  hash.digest(arr[i])
  if (i >= LEN) hash.degest(arr[i - LEN])
  console.log(hash.getKey())
}
// 输出,注意两次到 c 时哈希值相等
0, 1, 31, 902, 1769, 2524, 31

new BiRollingHash(L: number, M1: number, M2: number):创建一个滚动哈希对象,其中封装两个 RollingHash。L 是滚动窗口的长度;M1 是第一个哈希的倍增进制,M2 是第二个哈希的倍增进制。

BiRollingHash 的其他接口与 RollingHash 一致,除了 .getKey() 返回的是一个字符串,逗号分隔两个哈希值。例如:

const LEN = 3,
  hash = new BiRollingHash(LEN, 29, 31)
const str = 'abcdabc'
const arr = [...str].map((c) => c.charCodeAt() - 97)
for (let i = 0; i < arr.length; i++) {
  hash.digest(arr[i])
  if (i >= LEN) hash.degest(arr[i - LEN])
  console.log(hash.getKey())
}
// 输出,注意两次到 c 时哈希值相等
// 0
// 1000000008
// 33000000262
// 1026000008084
// 2015000015874
// 2884000022712
// 33000000262

字符串哈希

TypeScript JavaScript Test Cases

new StringHash(M: number):创建一个字符串哈希对象。M 是倍增的进制,通常取大于被哈希数的最大值的一个质数。例如被哈希的是 0-26,该质数可以取 29 或 31。

.getValue():得到当前的哈希值。

.digest(value: number):加一个数到字符串哈希里。

const hash = new StringHash(LEN, 29)
const str = 'abcdabc'
const arr = [...str].map((c) => c.charCodeAt() - 97)
for (let i = 0; i < arr.length; i++) {
  hash.digest(arr[i])
  console.log(hash.getKey())
}

new BiStringHash(M1: number, M2: number):创建一个字符串哈希对象,其中封装两个 StringHash。M1 是第一个哈希的倍增进制,M2 是第二个哈希的倍增进制。

BiStringHash 的其他接口与 StringHash 一致,除了 .getKey() 返回的是一个字符串,逗号分隔两个哈希值。例如:

const hash = new BiStringHash(29, 31)
const str = 'abcdabc'
const arr = [...str].map((c) => c.charCodeAt() - 97)
for (let i = 0; i < arr.length; i++) {
  hash.digest(arr[i])
  console.log(hash.getKey())
}

TypeScript JavaScript Test Cases

createTree

createTree(N: number, edges: [number, number][]): TreeNode[]: 从边的数组 [number, number] 生成一棵树,返回节点列表,其中第一个节点为树的根节点。

const nodes = createTree(3, [[0, 1], [0, 2]])
console.log(nodes[0]) // { index: 0, children: Map{[{index: 1, ...}, 1], [{index: 2, ...}, 1]}, depth: 0 }
console.log(nodes[1]) // { index: 1, children: Map{}, parent: {index: 0, ...}, depth: 1 }
console.log(nodes[2]) // { index: 2, children: Map{}, parent: {index: 0, ...}, depth: 1 }

createWeightedTree

createWeightedTree(N: number, edges: [number, number, number][]): TreeNode[]: 从边的数组 [number, number, number] 生成一棵有权重的树,返回节点列表,其中第一个节点为树的根节点。前两个数字为边的两个节点,最后一个数字为权重:

const nodes = createTree(3, [[0, 1, 10], [0, 2, 20]])
console.log(nodes[0]) // { index: 0, children: Map{[{index: 1, ...}, 10], [{index: 2, ...}, 20]}, depth: 0 }
console.log(nodes[1]) // { index: 1, children: Map{}, parent: {index: 0, ...}, depth: 1 }
console.log(nodes[2]) // { index: 2, children: Map{}, parent: {index: 0, ...}, depth: 1 }

LCA

  • new LCA(nodes: TreeNode[]): 创建一个根为 nodes[0] 的 LCA 结构。
  • .getLCA(u: number, v: number): 拿到 uv 的最低公共祖先。
const nodes = createTree(6, [[0, 1], [0, 2], [1, 4], [1, 3], [4, 5]])
const lca = new LCA(nodes)
console.log(lca.getLCA(3, 5)) // 1

工具

TypeScript JavaScript Test Cases

memorized(fn: Function, getKey? ((...args: any[]) => string) = ((...args) => args.join(','))):返回一个新的函数,记录并缓存 fn 的调用参数和返回值。可以自定义 getKey 来避免键的冲突或降低键的空间占用。

create2DArray(N, M, val):创建一个 NM 列的二维数组,所有元素的值初始化为 val

create3DArray(N, M, D, val):创建一个 NM 列,深度为 D 的二维数组,所有元素的值初始化为 val

adjacent2D(arr, i, j):迭代 [i, j] 周围四个方向的合法下标。

let arr = [
  [11, 12, 13],
  [21, 22, 23],
  [31, 32, 33]
]
for (let [ni, nj] of adjacent2D(arr, 1, 0)) {
  console.log([ni, nj]) // [0, 0], [1, 1], [2, 0]
}

valid2D(arr, i, j):测试 [i, j] 对于二位数组 arr 是否合法,如果合法则返回 true 否则返回 false

在 Node.js 里使用

在 Node.js 里可以通过 npm 安装后使用 contest.js。

CommonJS:

const { Heap } = require('contest.js')
let heap = new Heap()

ES Module:

import { Heap } from 'contest.js'

const heap = new Heap()

贡献指南

接受哪些 PR?

欢迎任何形式的贡献,我都会给予帮助!你可以:

  • 代码:
    • 新增算法:某个门类中缺少的算法/数据结构,或者缺少的门类。
    • 增强既有算法:更可读,更简单,或性能更好。
  • 测试:补充测试 case,改善测试覆盖率。
  • 文档:文档中有不少描述不清或缺失的地方,比如漏了某个 public 方法的描述、英文和中文不同步、标点空格使用错误或不一致、例子可以再丰富或方便理解一些。

如何新增一个算法/工具?

  • 如何设计接口?
    • 是否有类似的 ES6 类和方法?参考它们!比如 BitSet 里方法的命名可以参考 Set。
    • 是否有类似的 C++ 标准库、STL 或 Java 类?参考它们!比如 algorithm.ts 的内容参考 <algorithm> 库。
  • 如何解决依赖?
    • 尽量减少依赖,这样单个文件拷贝出去可以直接使用。例如 swap 方法直接写在需要使用的文件里。
    • 如果有若干方法或类互相依赖,建议合并为一个文件,但单个文件不要太大。例如 TreeSetRBTree 仍然是两个文件。
  • 关于代码风格
    • npm run lint 可以通过就基本可以了!
    • export 请写文件尾部,拷贝上面的内容时不需要逐个删除 export
    • 请添加对应的 test,确保覆盖率不下降。
    • 渐进复杂度相同的情况下,优先确保简单性和可读性,而非性能。
    • 只需要提供 TypeScript 版本,mjs 会在合入后自动生成。请通过 npm run build 确保生成的 lib/*.mjs 仍然可读,比如避免用私有方法语法,直接加前缀下划线可以避免 msj 中包含不可读的代码。

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Ready for contest use! Data structures and algorithms in pure JavaScript with zero dependency.

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