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Percorso di apprendimento

Algoritmi e strutture dati in Swift

La libreria standard di Swift ti dà Array, Dictionary e Set, e si ferma lì: niente coda, heap, lista concatenata o albero. Questo percorso ti fa costruire ognuna di queste strutture in Swift, con classi per i nodi e weak per i collegamenti all'indietro, poi le usi per ordinare, ricorrere e visitare grafi, e concludi con problemi da colloquio valutati. Gratis, nel browser, con un certificato nella maggior parte dei corsi.

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Algoritmi e strutture dati in Swift, passo dopo passo

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Ogni passaggio è un insieme di corsi Coddy già esistenti, e ogni pulsante Inizia li apre in Swift. I tre corsi non ancora insegnati in Swift sono elencati dopo i passaggi.

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    Inizia questo passoIniziaPila, coda, albero binario, tabella hash e lista concatenata, ognuno costruito da zero in Swift e poi usato per risolvere problemi. Alla fine sai perché Array è una buona pila e una coda lenta, e cosa fa per te Dictionary.Inizia
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    Inizia questo passoIniziaLista doppiamente concatenata, heap e code di priorità, trie, grafi e l'albero AVL autobilanciato: strutture che la libreria standard non include. La lista doppiamente concatenata è dove weak si guadagna il suo posto, e l'heap che scrivi qui è quello che serve nel passaggio sui grafi.Inizia
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    Inizia questo passoIniziaBubble sort, selection, insertion, merge, quick, heap, counting e radix sort, scritti in Swift e osservati nel visualizzatore. sorted(by:) accetta una closure come { $0 > $1 }; dopo questo passaggio sai scrivere l'algoritmo che sta dall'altra parte di quella chiamata.Inizia
  4. 4
    Inizia questo passoIniziaSfide di ricorsione in Swift. La ricorsione si abbina in modo naturale a un indirect enum, un tipo che può contenere sé stesso, e Swift non garantisce l'ottimizzazione delle chiamate in coda, quindi una ricorsione abbastanza profonda va in crash con uno stack overflow invece di girare all'infinito. La programmazione dinamica e la manipolazione dei bit sono elencate dopo i passaggi, perché sono insegnate in Python e in C++.IniziaPagina dedicata
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    Inizia questo passoIniziaRicerca in ampiezza e in profondità, Dijkstra, Bellman-Ford, ordinamento topologico, Kruskal e Prim in Swift, sul grafo che hai costruito nel secondo passaggio. La libreria standard non ha una coda di priorità, quindi l'heap del secondo passaggio è quello che serve a Dijkstra.Inizia
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3    return greeting + " " + name
4}
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Perché imparare algoritmi e strutture dati in Swift su Coddy

  • Le strutture che Swift ha lasciato fuori. La libreria standard non ha coda, deque, heap, lista concatenata o albero, quindi un problema da colloquio in Swift che ne richiede uno si aspetta che tu lo scriva. In questo percorso lo fai, poi li usi nei corsi sui grafi e sui colloqui, e il pacchetto open source swift-collections di Apple, con i suoi Deque e Heap, lo leggerai con occhi diversi.
  • Tipi valore e riferimenti, resi concreti. Array, Dictionary e Set sono tipi valore con copy-on-write, quindi passarne uno in giro costa poco finché qualcuno non lo modifica. Un nodo di albero non può funzionare così: deve essere una classe, o un indirect enum, e un puntatore al genitore deve essere weak, altrimenti ARC non libera mai il ciclo. Con le strutture dati il modello di memoria di Swift smette di essere teoria.
  • Quasi tutto il percorso in Swift. Ogni struttura dati, ordinamento, algoritmo sui grafi, sfida di ricorsione e pacchetto da colloquio è insegnato in Swift. Tre corsi sono insegnati altrove ed elencati dopo i passaggi con un link a ciascuno: la programmazione dinamica e la serie di colloqui in Python, in Python, e la manipolazione dei bit, in C++. La manipolazione dei bit si segue facilmente da Swift, che condivide con il C++ &, |, ^, ~, << e >>.
  • Valutato come in un colloquio. Ogni lezione termina con una sfida in Swift verificata da casi di test, e quando una fallisce, Bugsy legge il tuo codice e ti indirizza verso la correzione senza darti la risposta. Un certificato gratuito nella maggior parte dei corsi, ognuno verificabile al proprio URL.

Domande frequenti su algoritmi e strutture dati in Swift

Swift va bene per algoritmi e strutture dati?

Sì. Generics, protocolli come Comparable e Hashable, e gli optional rendono esplicito nel tipo un nodo il cui next può essere nil, e il compilatore controlla ogni uso. Due cose conviene saperle presto: la libreria standard è essenziale, quindi la coda e l'heap te li scrivi tu; e le collezioni sono valori, quindi assegnare un array a una nuova variabile e modificarlo lascia intatto l'originale, cosa che sorprende chi arriva da Java o JavaScript.

Quali tipi di Swift corrispondono a quali strutture dati?

Array è un array dinamico e una pila, con append e popLast(); Dictionary e Set sono tabelle hash. Questa è tutta la libreria standard. Il pacchetto open source swift-collections di Apple aggiunge Deque, Heap, OrderedSet e OrderedDictionary; la lista concatenata, l'albero, il trie e il grafo li scrivi tu, nel primo e nel secondo passaggio.

Perché in Swift un nodo di albero deve essere una classe?

Perché una struct è un valore. Non può contenere una proprietà memorizzata del proprio tipo, nemmeno opzionale, e ovunque ne contenga copie, come in un array, modificare una copia lascia intatto l'originale. Un'istanza di classe è un riferimento, quindi i nodi possono puntarsi a vicenda; funziona anche un indirect enum, per alberi che non modifichi mai sul posto. Il problema è ARC: un puntatore al genitore deve essere weak, altrimenti genitore e figlio si tengono in vita a vicenda e l'albero non viene mai liberato.

Come si scrive una coda veloce in Swift?

Non con removeFirst(): su un Array sposta ogni elemento rimanente, quindi ogni estrazione costa O(n). Tieni un indice di testa e fallo avanzare, oppure usa due array: inserisci in un array di ingresso, estrai da uno di uscita, e riempi quello di uscita invertendo quello di ingresso quando si svuota. Entrambi i metodi rendono l'estrazione O(1) ammortizzato. Il Deque di swift-collections lo fa per te, e nel primo passaggio costruisci una coda da te.

Quali corsi di questo percorso non sono insegnati in Swift?

Tre: la programmazione dinamica e la serie di colloqui in Python, insegnate in Python, e la manipolazione dei bit, insegnata in C++. Sono elencati dopo i passaggi, ognuno con un link che lo apre nel suo linguaggio. Una memoizzazione in Swift è un array o un Dictionary, e gli interi di Swift hanno nonzeroBitCount e trailingZeroBitCount, che fanno con una sola proprietà ciò che un trucco sui bit in C++ fa a mano.

Devo conoscere Swift prima di iniziare questo percorso?

Almeno struct, classi, optional, generics e protocolli. Se sono argomenti nuovi, il corso di Swift di Coddy li copre prima, gratis, e questo percorso riprende da dove finisce.

Altri percorsi di apprendimento

Gli stessi corsi, organizzati per un ruolo diverso. I progressi si mantengono: un corso completato in un percorso vale per ogni percorso che lo include.

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