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Lernpfad

Algorithmen und Datenstrukturen in Swift

Die Standardbibliothek von Swift gibt dir Array, Dictionary und Set und hört dort auf: keine Queue, kein Heap, keine verkettete Liste und kein Baum. Auf diesem Pfad baust du jede davon in Swift, mit Klassen für Knoten und weak für die Verweise, die zurückzeigen, sortierst dann damit, arbeitest rekursiv, durchsuchst Graphen und schließt mit bewerteten Interviewaufgaben ab. Kostenlos, im Browser, mit einem Zertifikat in den meisten Kursen.

377 Lektionen228 Aufgaben702 Quizfragen

DSA in Swift, Schritt für Schritt

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Jeder Schritt besteht aus bestehenden Coddy-Kursen, und jeder Klick auf „Starten“ öffnet sie in Swift. Die drei Kurse, die es noch nicht in Swift gibt, sind nach den Schritten aufgeführt.

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    Diesen Schritt startenStartenStack, Queue, Binärbaum, Hashtabelle und verkettete Liste, jeweils in Swift von Grund auf gebaut und danach zum Lösen von Aufgaben genutzt. Danach weißt du, warum Array einen guten Stack und eine langsame Queue abgibt und was Dictionary für dich erledigt.Starten
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    Diesen Schritt startenStartenDoppelt verkettete Liste, Heaps und Prioritätswarteschlangen, Tries, Graphen und der selbstbalancierende AVL-Baum: Strukturen, die die Standardbibliothek nicht mitliefert. Bei der doppelt verketteten Liste verdient sich weak seinen Platz, und der Heap, den du hier schreibst, ist der, den der Graph-Schritt braucht.Starten
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    Diesen Schritt startenStartenBubble-, Selection-, Insertion-, Merge-, Quick-, Heap-, Counting- und Radixsort, in Swift geschrieben und im Visualizer beobachtet. sorted(by:) nimmt eine Closure wie { $0 > $1 }; nach diesem Schritt kannst du den Algorithmus auf der anderen Seite dieses Aufrufs schreiben.Starten
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    Diesen Schritt startenStartenRekursionsaufgaben in Swift. Rekursion passt natürlich zu einem indirect enum, einem Typ, der sich selbst enthalten darf, und Swift verspricht keine Tail-Call-Optimierung, deshalb stürzt eine ausreichend tiefe Rekursion mit einem Stacküberlauf ab, statt endlos zu laufen. Dynamische Programmierung und Bitmanipulation sind nach den Schritten aufgeführt, da sie in Python und C++ unterrichtet werden.StartenEigene Seite
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    Diesen Schritt startenStartenBreiten- und Tiefensuche, Dijkstra, Bellman-Ford, topologische Sortierung, Kruskal und Prim in Swift, auf dem Graphen, den du in Schritt zwei gebaut hast. Die Standardbibliothek hat keine Prioritätswarteschlange, also ist der Heap aus Schritt zwei der, den Dijkstra braucht.Starten
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Warum DSA in Swift mit Coddy lernen

  • Die Strukturen, die Swift weggelassen hat. Die Standardbibliothek hat keine Queue, keine Deque, keinen Heap, keine verkettete Liste und keinen Baum, deshalb erwartet eine Swift-Interviewaufgabe, die eine davon braucht, dass du sie schreibst. Auf diesem Pfad tust du das und nutzt sie dann in den Graph- und Interviewkursen, und Apples Open-Source-Paket swift-collections mit Deque und Heap liest sich anders, sobald du das getan hast.
  • Werttypen und Referenzen, ganz konkret. Array, Dictionary und Set sind Werttypen mit Copy-on-Write, also ist das Weiterreichen billig, bis jemand etwas ändert. Ein Baumknoten kann so nicht funktionieren: Er muss eine Klasse sein oder ein indirect enum, und ein Elternzeiger muss weak sein, sonst gibt ARC den Zyklus nie frei. Bei Datenstrukturen hört Swifts Speichermodell auf, Theorie zu sein.
  • Fast der ganze Pfad in Swift. Jede Datenstruktur, jedes Sortierverfahren, jeder Graphalgorithmus, jede Rekursionsaufgabe und jedes Interviewpaket wird in Swift unterrichtet. Drei werden in einer anderen Sprache unterrichtet und sind nach den Schritten aufgeführt, jeweils mit einem Link: dynamische Programmierung und die Python-Interviewreihe in Python sowie Bitmanipulation in C++. Bitmanipulation liest sich aus Swift heraus leicht, denn Swift teilt die Operatoren &, |, ^, ~, << und >> mit C++.
  • Bewertet wie im Interview. Jede Lektion endet mit einer Swift-Aufgabe, die per Testfällen geprüft wird, und schlägt sie fehl, liest Bugsy deinen Code und führt dich zur Lösung, ohne sie zu verraten. Ein kostenloses Zertifikat in den meisten Kursen, jedes unter seiner eigenen URL verifizierbar.

Häufige Fragen zu DSA in Swift

Eignet sich Swift für Datenstrukturen und Algorithmen?

Ja. Generics, Protokolle wie Comparable und Hashable und Optionals machen einen Knoten, dessen next nil sein kann, in seinem Typ explizit, und der Compiler prüft jede Verwendung. Zwei Dinge solltest du früh wissen: Die Standardbibliothek ist dünn, also schreibst du deine eigene Queue und deinen eigenen Heap; und Collections sind Werte, sodass das Original unberührt bleibt, wenn du ein Array einer neuen Variablen zuweist und diese änderst, was Umsteiger von Java oder JavaScript überrascht.

Welche Swift-Typen entsprechen welchen Datenstrukturen?

Array ist ein dynamisches Array und mit append und popLast() ein Stack; Dictionary und Set sind Hashtabellen. Das ist die ganze Standardbibliothek. Apples Open-Source-Paket swift-collections ergänzt Deque, Heap, OrderedSet und OrderedDictionary; die verkettete Liste, den Baum, den Trie und den Graphen schreibst du selbst, in den Schritten eins und zwei.

Warum muss ein Baumknoten in Swift eine Klasse sein?

Weil ein Struct ein Wert ist. Es kann keine gespeicherte Eigenschaft seines eigenen Typs haben, nicht einmal eine optionale, und wo Kopien davon liegen, etwa in einem Array, lässt eine Änderung an einer Kopie das Original unberührt. Eine Klasseninstanz ist eine Referenz, also können Knoten aufeinander zeigen; ein indirect enum funktioniert auch, für Bäume, die du nie an Ort und Stelle änderst. Der Haken ist ARC: Ein Elternzeiger muss weak sein, sonst halten sich Eltern- und Kindknoten gegenseitig am Leben, und der Baum wird nie freigegeben.

Wie schreibe ich in Swift eine schnelle Queue?

Nicht mit removeFirst(): Auf einem Array verschiebt es jedes verbleibende Element, also kostet jedes Entnehmen O(n). Führe einen Kopfindex mit und schiebe ihn weiter, oder nimm zwei Arrays: Neue Elemente kommen in ein Eingangs-Array, entnommen wird aus einem Ausgangs-Array, und wenn das Ausgangs-Array leer ist, füllst du es mit dem umgedrehten Eingangs-Array auf. Beides macht das Entnehmen amortisiert O(1). Das Deque aus swift-collections erledigt das für dich, und in Schritt eins baust du selbst eine Queue.

Welche Kurse auf diesem Pfad werden nicht in Swift unterrichtet?

Drei: Dynamische Programmierung und die Python-Interviewreihe werden in Python unterrichtet, Bitmanipulation in C++. Sie sind nach den Schritten aufgeführt, jeweils mit einem Link, der den Kurs in seiner eigenen Sprache öffnet. Ein Memo ist in Swift ein Array oder ein Dictionary, und Swift-Ganzzahlen haben nonzeroBitCount und trailingZeroBitCount, die mit einer einzigen Eigenschaft erledigen, was ein Bit-Trick in C++ von Hand macht.

Muss ich Swift können, bevor ich mit diesem Pfad anfange?

Mindestens Structs, Klassen, Optionals, Generics und Protokolle. Wenn das neu für dich ist, behandelt Coddys Swift-Kurs es zuerst, kostenlos, und dieser Pfad setzt dort an, wo er endet.

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Dieselben Kurse, für eine andere Rolle geordnet. Der Fortschritt bleibt erhalten: Ein auf einem Pfad abgeschlossener Kurs zählt auf jedem Pfad, der ihn enthält.

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