feat: Add Ruby code - chapter "Searching"

codes/ruby/chapter_searching/binary_search.rb

@@ -0,0 +1,63 @@
+=begin
+File: binary_search.rb
+Created Time: 2024-04-09
+Author: Blue Bean ([email protected])
+=end
+
+### 二分查找（双闭区间） ###
+def binary_search(nums, target)
+  # 初始化双闭区间 [0, n-1] ，即 i, j 分别指向数组首元素、尾元素
+  i, j = 0, nums.length - 1
+
+  # 循环，当搜索区间为空时跳出（当 i > j 时为空）
+  while i <= j
+    # 理论上 Ruby 的数字可以无限大（取决于内存大小），无须考虑大数越界问题
+    m = (i + j) / 2   # 计算中点索引 m
+
+    if nums[m] < target
+      i = m + 1 # 此情况说明 target 在区间 [m+1, j] 中
+    elsif nums[m] > target
+      j = m - 1 # 此情况说明 target 在区间 [i, m-1] 中
+    else
+      return m  # 找到目标元素，返回其索引
+    end
+  end
+
+  -1  # 未找到目标元素，返回 -1
+end
+
+### 二分查找（左闭右开区间） ###
+def binary_search_lcro(nums, target)
+  # 初始化左闭右开区间 [0, n) ，即 i, j 分别指向数组首元素、尾元素+1
+  i, j = 0, nums.length
+
+  # 循环，当搜索区间为空时跳出（当 i = j 时为空）
+  while i < j
+    # 计算中点索引 m
+    m = (i + j) / 2
+
+    if nums[m] < target
+      i = m + 1 # 此情况说明 target 在区间 [m+1, j) 中
+    elsif nums[m] > target
+      j = m - 1 # 此情况说明 target 在区间 [i, m) 中
+    else
+      return m  # 找到目标元素，返回其索引
+    end
+  end
+
+  -1  # 未找到目标元素，返回 -1
+end
+
+### Driver Code ###
+if __FILE__ == $0
+  target = 6
+  nums = [1, 3, 6, 8, 12, 15, 23, 26, 31, 35]
+
+  # 二分查找（双闭区间）
+  index = binary_search(nums, target)
+  puts "目标元素 6 的索引 =  #{index}"
+
+  # 二分查找（左闭右开区间）
+  index = binary_search_lcro(nums, target)
+  puts "目标元素 6 的索引 =  #{index}"
+end

codes/ruby/chapter_searching/binary_search_edge.rb

@@ -0,0 +1,47 @@
+=begin
+File: binary_search_edge.rb
+Created Time: 2024-04-09
+Author: Blue Bean ([email protected])
+=end
+
+require_relative './binary_search_insertion'
+
+### 二分查找最左一个 target ###
+def binary_search_left_edge(nums, target)
+  # 等价于查找 target 的插入点
+  i = binary_search_insertion(nums, target)
+
+  # 未找到 target ，返回 -1
+  return -1 if i == nums.length || nums[i] != target
+
+  i # 找到 target ，返回索引 i
+end
+
+### 二分查找最右一个 target ###
+def binary_search_right_edge(nums, target)
+  # 转化为查找最左一个 target + 1
+  i = binary_search_insertion(nums, target + 1)
+
+  # j 指向最右一个 target ，i 指向首个大于 target 的元素
+  j = i - 1
+
+  # 未找到 target ，返回 -1
+  return -1 if j == -1 || nums[j] != target
+
+  j # 找到 target ，返回索引 j
+end
+
+### Driver Code ###
+if __FILE__ == $0
+  # 包含重复元素的数组
+  nums = [1, 3, 6, 6, 6, 6, 6, 10, 12, 15]
+  puts "\n数组 nums = #{nums}"
+
+  # 二分查找左边界和右边界
+  for target in [6, 7]
+    index = binary_search_left_edge(nums, target)
+    puts "最左一个元素 #{target} 的索引为 #{index}"
+    index = binary_search_right_edge(nums, target)
+    puts "最右一个元素 #{target} 的索引为 #{index}"
+  end
+end

codes/ruby/chapter_searching/binary_search_insertion.rb

@@ -0,0 +1,68 @@
+=begin
+File: binary_search_insertion.rb
+Created Time: 2024-04-09
+Author: Blue Bean ([email protected])
+=end
+
+### 二分查找插入点（无重复元素） ###
+def binary_search_insertion_simple(nums, target)
+  # 初始化双闭区间 [0, n-1]
+  i, j = 0, nums.length - 1
+
+  while i <= j
+    # 计算中点索引 m
+    m = (i + j) / 2
+
+    if nums[m] < target
+      i = m + 1 # target 在区间 [m+1, j] 中
+    elsif nums[m] > target
+      j = m - 1 # target 在区间 [i, m-1] 中
+    else
+      return m  # 找到 target ，返回插入点 m
+    end
+  end
+
+  i # 未找到 target ，返回插入点 i
+end
+
+### 二分查找插入点（存在重复元素） ###
+def binary_search_insertion(nums, target)
+  # 初始化双闭区间 [0, n-1]
+  i, j = 0, nums.length - 1
+
+  while i <= j
+    # 计算中点索引 m
+    m = (i + j) / 2
+
+    if nums[m] < target
+      i = m + 1 # target 在区间 [m+1, j] 中
+    elsif nums[m] > target
+      j = m - 1 # target 在区间 [i, m-1] 中
+    else
+      j = m - 1 # 首个小于 target 的元素在区间 [i, m-1] 中
+    end
+  end
+
+  i # 返回插入点 i
+end
+
+### Driver Code ###
+if __FILE__ == $0
+  # 无重复元素的数组
+  nums = [1, 3, 6, 8, 12, 15, 23, 26, 31, 35]
+  puts "\n数组 nums = #{nums}"
+  # 二分查找插入点
+  for target in [6, 9]
+    index = binary_search_insertion_simple(nums, target)
+    puts "元素 #{target} 的插入点的索引为 #{index}"
+  end
+
+  # 包含重复元素的数组
+  nums = [1, 3, 6, 6, 6, 6, 6, 10, 12, 15]
+  puts "\n数组 nums = #{nums}"
+  # 二分查找插入点
+  for target in [2, 6, 20]
+    index = binary_search_insertion(nums, target)
+    puts "元素 #{target} 的插入点的索引为 #{index}"
+  end
+end

codes/ruby/chapter_searching/hashing_search.rb

@@ -0,0 +1,47 @@
+=begin
+File: hashing_search.rb
+Created Time: 2024-04-09
+Author: Blue Bean ([email protected])
+=end
+
+require_relative '../utils/list_node'
+
+### 哈希查找（数组） ###
+def hashing_search_array(hmap, target)
+  # 哈希表的 key: 目标元素，value: 索引
+  # 若哈希表中无此 key ，返回 -1
+  hmap[target] || -1
+end
+
+### 哈希查找（链表） ###
+def hashing_search_linkedlist(hmap, target)
+  # 哈希表的 key: 目标元素，value: 节点对象
+  # 若哈希表中无此 key ，返回 None
+  hmap[target] || nil
+end
+
+### Driver Code ###
+if __FILE__ == $0
+  target = 3
+
+  # 哈希查找（数组）
+  nums = [1, 5, 3, 2, 4, 7, 5, 9, 10, 8]
+  # 初始化哈希表
+  map0 = {}
+  for i in 0...nums.length
+    map0[nums[i]] = i # key: 元素，value: 索引
+  end
+  index = hashing_search_array(map0, target)
+  puts "目标元素 3 的索引 = #{index}"
+
+  # 哈希查找（链表）
+  head = arr_to_linked_list(nums)
+  # 初始化哈希表
+  map1 = {}
+  while head
+    map1[head.val] = head
+    head = head.next
+  end
+  node = hashing_search_linkedlist(map1, target)
+  puts "目标节点值 3 的对应节点对象为 #{node}"
+end

codes/ruby/chapter_searching/linear_search.rb

@@ -0,0 +1,44 @@
+=begin
+File: linear_search.rb
+Created Time: 2024-04-09
+Author: Blue Bean ([email protected])
+=end
+
+require_relative '../utils/list_node'
+
+### 线性查找（数组） ###
+def linear_search_array(nums, target)
+  # 遍历数组
+  for i in 0...nums.length
+    return i if nums[i] == target # 找到目标元素，返回其索引
+  end
+
+  -1 # 未找到目标元素，返回 -1
+end
+
+### 线性查找（链表） ###
+def linear_search_linkedlist(head, target)
+  # 遍历链表
+  while head
+    return head if head.val == target # 找到目标节点，返回之
+
+    head = head.next
+  end
+
+  nil # 未找到目标节点，返回 None
+end
+
+### Driver Code ###
+if __FILE__ == $0
+  target = 3
+
+  # 在数组中执行线性查找
+  nums = [1, 5, 3, 2, 4, 7, 5, 9, 10, 8]
+  index = linear_search_array(nums, target)
+  puts "目标元素 3 的索引 = #{index}"
+
+  # 在链表中执行线性查找
+  head = arr_to_linked_list(nums)
+  node = linear_search_linkedlist(head, target)
+  puts "目标节点值 3 的对应节点对象为 #{node}"
+end

codes/ruby/chapter_searching/two_sum.rb

@@ -0,0 +1,46 @@
+=begin
+File: two_sum.rb
+Created Time: 2024-04-09
+Author: Blue Bean ([email protected])
+=end
+
+### 方法一：暴力枚举 ###
+def two_sum_brute_force(nums, target)
+  # 两层循环，时间复杂度为 O(n^2)
+  for i in 0...(nums.length - 1)
+    for j in (i + 1)...nums.length
+      return [i, j] if nums[i] + nums[j] == target
+    end
+  end
+
+  []
+end
+
+### 方法二：辅助哈希表 ###
+def two_sum_hash_table(nums, target)
+  # 辅助哈希表，空间复杂度为 O(n)
+  dic = {}
+  # 单层循环，时间复杂度为 O(n)
+  for i in 0...nums.length
+    return [dic[target - nums[i]], i] if dic.has_key?(target - nums[i])
+
+    dic[nums[i]] = i
+  end
+
+  []
+end
+
+### Driver Code ###
+if __FILE__ == $0
+  # ======= Test Case =======
+  nums = [2, 7, 11, 15]
+  target = 13
+
+  # ====== Driver Code ======
+  # 方法一
+  res = two_sum_brute_force(nums, target)
+  puts "方法一 res = #{res}"
+  # 方法二
+  res = two_sum_hash_table(nums, target)
+  puts "方法二 res = #{res}"
+end