Merge pull request '[1][2] lab1 + lab2' (#408) from KuznetsovMA/2026-rff_mp:lab2 into develop

Reviewed-on: UNN/2026-rff_mp#408

2026-rff_mp

@@ -0,0 +1 @@
+Subproject commit 52c001a380431727397e4275c2be9d94fe5fcc8d

BobrovKN/zadanie/zad 1/1.py

@@ -0,0 +1,292 @@
+#!/usr/bin/env python3
+# -*- coding: utf-8 -*-
+
+import time
+import random
+import csv
+import sys
+sys.setrecursionlimit(30000)
+
+def ll_create_node(name, phone):
+    return {'name': name, 'phone': phone, 'next': None}
+
+def ll_insert(head, name, phone):
+    if head is None:
+        return ll_create_node(name, phone)
+    
+    if head['name'] == name:
+        head['phone'] = phone
+        return head
+    
+    current = head
+    while current['next'] is not None:
+        if current['next']['name'] == name:
+            current['next']['phone'] = phone
+            return head
+        current = current['next']
+    
+    current['next'] = ll_create_node(name, phone)
+    return head
+
+def ll_find(head, name):
+    current = head
+    while current is not None:
+        if current['name'] == name:
+            return current['phone']
+        current = current['next']
+    return None
+
+def ll_delete(head, name):
+    if head is None:
+        return None
+    
+    if head['name'] == name:
+        return head['next']
+    
+    current = head
+    while current['next'] is not None:
+        if current['next']['name'] == name:
+            current['next'] = current['next']['next']
+            return head
+        current = current['next']
+    
+    return head
+
+def ll_list_all(head):
+    records = []
+    current = head
+    while current is not None:
+        records.append((current['name'], current['phone']))
+        current = current['next']
+    records.sort(key=lambda x: x[0])
+    return records
+
+def hash_function(name, table_size):
+    return sum(ord(c) for c in name) % table_size
+
+def ht_create_table(size=2000):
+    return [None] * size
+
+def ht_insert(table, name, phone):
+    index = hash_function(name, len(table))
+    table[index] = ll_insert(table[index], name, phone)
+
+def ht_find(table, name):
+    index = hash_function(name, len(table))
+    return ll_find(table[index], name)
+
+def ht_delete(table, name):
+    index = hash_function(name, len(table))
+    table[index] = ll_delete(table[index], name)
+
+def ht_list_all(table):
+    all_records = []
+    for bucket in table:
+        if bucket is not None:
+            current = bucket
+            while current is not None:
+                all_records.append((current['name'], current['phone']))
+                current = current['next']
+    all_records.sort(key=lambda x: x[0])
+    return all_records
+
+def bst_create_node(name, phone):
+    return {'name': name, 'phone': phone, 'left': None, 'right': None}
+
+def bst_insert(root, name, phone):
+    if root is None:
+        return bst_create_node(name, phone)
+    
+    current = root
+    while True:
+        if name < current['name']:
+            if current['left'] is None:
+                current['left'] = bst_create_node(name, phone)
+                break
+            else:
+                current = current['left']
+        elif name > current['name']:
+            if current['right'] is None:
+                current['right'] = bst_create_node(name, phone)
+                break
+            else:
+                current = current['right']
+        else:
+            current['phone'] = phone
+            break
+    
+    return root
+
+def bst_find(root, name):
+    current = root
+    while current is not None:
+        if name < current['name']:
+            current = current['left']
+        elif name > current['name']:
+            current = current['right']
+        else:
+            return current['phone']
+    return None
+
+def bst_find_min(node):
+    current = node
+    while current['left'] is not None:
+        current = current['left']
+    return current
+
+def bst_delete(root, name):
+    if root is None:
+        return None
+    
+    parent = None
+    current = root
+    
+    while current is not None and current['name'] != name:
+        parent = current
+        if name < current['name']:
+            current = current['left']
+        else:
+            current = current['right']
+    
+    if current is None:
+        return root
+    
+    if current['left'] is None or current['right'] is None:
+        if current['left'] is not None:
+            child = current['left']
+        else:
+            child = current['right']
+        
+        if parent is None:
+            return child
+        
+        if parent['left'] == current:
+            parent['left'] = child
+        else:
+            parent['right'] = child
+    else:
+        successor_parent = current
+        successor = current['right']
+        
+        while successor['left'] is not None:
+            successor_parent = successor
+            successor = successor['left']
+        
+        current['name'] = successor['name']
+        current['phone'] = successor['phone']
+        
+        if successor_parent['left'] == successor:
+            successor_parent['left'] = successor['right']
+        else:
+            successor_parent['right'] = successor['right']
+    
+    return root
+
+def bst_list_all(root):
+    records = []
+    stack = []
+    current = root
+    
+    while stack or current is not None:
+        while current is not None:
+            stack.append(current)
+            current = current['left']
+        current = stack.pop()
+        records.append((current['name'], current['phone']))
+        current = current['right']
+    
+    return records
+
+def generate_data(n=10000):
+    records = [(f"User_{i:05d}", f"+7-999-{i:06d}") for i in range(n)]
+    records_shuffled = records.copy()
+    random.shuffle(records_shuffled)
+    records_sorted = sorted(records, key=lambda x: x[0])
+    return records_shuffled, records_sorted
+
+def run_experiment(structure_name, insert_func, find_func, delete_func, 
+                   list_all_func, init_func, records, n_find=100):
+    
+    data = init_func()
+    names = [r[0] for r in records]
+    
+    start = time.perf_counter()
+    for name, phone in records:
+        if structure_name == "HashTable":
+            insert_func(data, name, phone)
+        else:
+            data = insert_func(data, name, phone)
+    insert_time = time.perf_counter() - start
+    
+    find_names = random.sample(names, min(n_find, len(names)))
+    missing_names = [f"None_{i}" for i in range(10)]
+    all_find_names = find_names + missing_names
+    
+    start = time.perf_counter()
+    for name in all_find_names:
+        if structure_name == "HashTable":
+            find_func(data, name)
+        else:
+            find_func(data, name)
+    find_time = time.perf_counter() - start
+    
+    delete_names = random.sample(names, min(50, len(names)))
+    start = time.perf_counter()
+    for name in delete_names:
+        if structure_name == "HashTable":
+            delete_func(data, name)
+        else:
+            data = delete_func(data, name)
+    delete_time = time.perf_counter() - start
+    
+    return insert_time, find_time, delete_time
+
+def main():
+    print("Generating test data...")
+    records_shuffled, records_sorted = generate_data(10000)
+    
+    results = []
+    
+    structures = [
+        ("LinkedList", ll_insert, ll_find, ll_delete, ll_list_all, lambda: None),
+        ("HashTable", ht_insert, ht_find, ht_delete, ht_list_all, lambda: ht_create_table(2000)),
+        ("BST", bst_insert, bst_find, bst_delete, bst_list_all, lambda: None)
+    ]
+    
+    for mode_name, records in [("random", records_shuffled), ("sorted", records_sorted)]:
+        print(f"\nMode: {mode_name}")
+        
+        for struct_name, insert_f, find_f, delete_f, list_f, init_f in structures:
+            print(f"  Testing {struct_name}...")
+            
+            times = []
+            for run in range(5):
+                insert_t, find_t, delete_t = run_experiment(
+                    struct_name, insert_f, find_f, delete_f, list_f, init_f, records
+                )
+                times.append((insert_t, find_t, delete_t))
+                print(f"    Run {run+1}: insert={insert_t:.4f}s, find={find_t:.4f}s, delete={delete_t:.4f}s")
+            
+            avg_insert = sum(t[0] for t in times) / 5
+            avg_find = sum(t[1] for t in times) / 5
+            avg_delete = sum(t[2] for t in times) / 5
+            
+            results.append([struct_name, mode_name, "insert", avg_insert])
+            results.append([struct_name, mode_name, "find", avg_find])
+            results.append([struct_name, mode_name, "delete", avg_delete])
+    
+    with open("results.csv", "w", newline="", encoding="utf-8") as f:
+        writer = csv.writer(f)
+        writer.writerow(["Structure", "Mode", "Operation", "Time_seconds"])
+        writer.writerows(results)
+    
+    print("\n" + "="*60)
+    print("RESULTS (average over 5 runs):")
+    print("="*60)
+    for row in results:
+        print(f"{row[0]:12} | {row[1]:8} | {row[2]:8} | {row[3]:.6f} sec")
+    
+    print("\nResults saved to results.csv")
+
+if __name__ == "__main__":
+    main()

BobrovKN/zadanie/zad 1/otchet1.txt

@@ -0,0 +1,122 @@
+
+
+Методы Программирования
+
+
+Структуры данных,
+анализ 1 задания
+
+
+
+
+
+
+
+
+Бобров К. Н.
+425 группа
+
+
+
+
+
+Содержание
+
+Как порядок входных данных влияет на скорость вставки в BST	2
+Почему хеш-таблица почти не чувствительна к порядку	4
+Почему связный список всегда медленен при поиске	6
+Как удаление работает в каждой структуре	7
+Вывод	9
+
+
+
+
+Как порядок входных данных влияет на скорость вставки в BST
+
+При вставке отсортированных данных в BST (красный график) производительность падает в разы по сравнению со вставкой случайных данных. Это связано с тем, что отсортированная последовательность приводит к вырождению дерева в связанный список, тогда как случайный порядок вставки помогает сохранять дерево относительно сбалансированным.
+При вставке элементов в отсортированном порядке (по возрастанию или убыванию):
+?Каждый новый элемент всегда больше (или меньше) всех уже добавленных.
+?В результате алгоритм каждый раз движется по одному и тому же направлению — только в правое или только в левое поддерево.
+?Из-за этого дерево вырождается: каждый узел имеет не более одного потомка, структура напоминает линейный список.
+?Высота такого дерева становится пропорциональной O(n).
+?Каждая операция вставки требует в среднем O(n) сравнений, так как нужно проходить всю длину текущей цепочки от корня до самого глубокого листа.
+?В итоге суммарная сложность вставки всех n элементов вырастает до O(n^2).
+
+
+При случайной вставке:
+?Элементы распределяются по дереву гораздо равномернее.
+?Высока вероятность того, что дерево останется сбалансированным.
+?Средняя высота дерева сохраняется на уровне O(logn).
+?Каждая операция вставки в среднем требует O(logn) сравнений.
+?Общая сложность вставки всех n элементов составляет  O(nlogn).
+Вывод: разница в скорости объясняется различием в высоте дерева. В вырожденном случае высота равна O(n), и каждая вставка выполняется в ?n/logn раз медленнее по числу шагов, чем в сбалансированном случае с высотой O(logn).
+
+
+
+
+
+Почему хеш-таблица почти не чувствительна к порядку
+
+
+Хештаблица (жёлтый график) демонстрирует почти полную независимость от порядка вставки элементов. Это объясняется тем, что положение каждого элемента в структуре определяется исключительно значением его хешфункции, а не тем, в какой последовательности происходило добавление данных.
+
+Основные причины нечувствительности к порядку вставки:
+?Хеширование. Для каждого ключа вычисляется хешкод, который преобразуется в индекс ячейки. Один и тот же ключ всегда даёт один и тот же индекс независимо от того, когда и в каком порядке он был добавлен.
+?Независимость операций. Вставка, поиск и удаление выполняются в среднем за O(1)O(1), поскольку алгоритм сразу вычисляет нужную позицию, не обходя структуру и не учитывая историю добавлений.
+?Разрешение коллизий. Даже если порядок вставки влияет на расположение элементов внутри цепочки (метод цепочек) или на последовательность проб (открытая адресация), это касается лишь небольших групп элементов с одинаковыми хешами. Общая производительность остаётся стабильной.
+?Рехеширование. При увеличении размера таблицы все элементы перераспределяются заново. Новый порядок определяется актуальной хеш-функцией и размером таблицы, а не исходной последовательностью вставки.
+Итог: Время выполнения операций зависит от качества хеш-функции, коэффициента заполнения таблицы и метода разрешения коллизий, но не зависит от порядка добавления элементов.
+
+
+
+
+
+Почему связный список всегда медленен при поиске
+
+Связный список показывает низкую скорость поиска из-за необходимости последовательного обхода: чтобы найти элемент, требуется пройти по указателям от головы до нужного узла.
+Почему это происходит:
+?Отсутствие произвольного доступа. В отличие от массива, где доступ по индексу занимает O(1), в связном списке элементы приходится перебирать последовательно, что даёт сложность поиска O(n).
+?Низкая локальность данных. Узлы списка разбросаны по памяти случайным образом. Это вызывает частые промахи кэша: процессор не может подгрузить блок соседних данных, и каждый переход по указателю оборачивается новым обращением к оперативной памяти.
+?Дополнительная память на указатели. Каждый узел хранит не только полезные данные, но и указатель на следующий элемент. Это увеличивает объём памяти и ухудшает эффективность кэша — на те же данные приходится загружать больше информации.
+?Затраты на разыменование указателей. На каждом шаге поиска процессору нужно:
+oпрочитать текущий узел,
+oизвлечь из него указатель на следующий,
+oперейти по этому адресу.
+Эти операции замедляют работу по сравнению с простым сдвигом индекса в массиве.
+Итог: хотя алгоритмическая сложность обхода составляет O(n) как для массива (при линейном поиске), так и для связного списка, на практике список работает ощутимо медленнее из-за особенностей организации памяти и работы кэша.
+
+
+
+
+Как удаление работает в каждой структуре
+
+1. Связный список
+Односвязный список: чтобы удалить узел, необходимо сначала найти предыдущий элемент и перенаправить его указатель next на узел, следующий за удаляемым. Исключение — удаление первого элемента: достаточно сдвинуть указатель head на второй узел.
+Двусвязный список: удаление проще, поскольку у каждого узла есть указатели и на следующий (next), и на предыдущий (prev). При удалении обновляются ссылки обоих соседей: prev->next = next, next->prev = prev.
+Сложность: в общем случае O(n) из-за необходимости поиска элемента; удаление головы или хвоста (при наличии прямой ссылки на хвост) выполняется за O(1).
+2. Хештаблица
+Сначала через хеш-функцию h(key) вычисляется индекс ячейки. Дальнейшие действия зависят от метода разрешения коллизий:
+?Раздельная цепочка: элемент удаляется из связного списка (или другой структуры), находящегося по вычисленному индексу.
+?Открытая адресация: ячейка помечается специальным маркером «удалён», а не просто как пустая — это важно для корректности последующих операций поиска.
+Сложность: в среднем O(1), в худшем случае O(n) (при большом количестве коллизий).
+3. Двоичное дерево поиска (BST)
+Удаление узла зависит от количества его потомков:
+?Нет детей (лист): узел просто удаляется, ссылка родителя обнуляется.
+?Один ребёнок: удаляемый узел заменяется его единственным потомком — родитель «перепрыгивает» через удаляемый узел.
+?Два ребёнка:
+1.Находится преемник (самый левый (наименьший) узел в правом поддереве) или предшественник (самый правый (наибольший) узел в левом поддереве).
+2.Значение преемника/предшественника копируется в удаляемый узел.
+3.Преемник/предшественник рекурсивно удаляется — он гарантированно имеет не более одного ребёнка.
+Сложность: O(h), где h — высота дерева. В сбалансированном дереве h=O(logn), в несбалансированном — до O(n).
+
+Вывод 
+1. Частые вставки
+Связный список — отличный выбор для частых вставок (особенно в середину), если не требуется быстрый доступ по индексу. Вставка в начало или конец выполняется за O(1), в середину — за O(n) (но без сдвига элементов, как в массиве).
+Хештаблица — хорошо подходит для вставок по ключу, обеспечивая в среднем O(1).
+2. Частый поиск
+Хештаблица — лучший вариант для быстрого поиска по ключу. Среднее время — O(1), в худшем случае — O(n) (при сильных коллизиях).
+Сбалансированное двоичное дерево поиска — предпочтительнее, если нужен поиск с гарантированной сложностью O(logn) даже в худшем случае.
+3. Необходимость получать данные в отсортированном порядке
+Массив / список — эффективен, если данные уже отсортированы или сортировка происходит редко, а последовательное чтение — часто. Доступ по индексу — O(1), но вставка и удаление в середину требуют O(n).
+Отсортированный массив — удобен для поиска (бинарный поиск даёт (O(logn)), однако вставки и удаления обходятся в O(n).
+Сбалансированное двоичное дерево поиска (BST) — автоматически поддерживает отсортированный порядок элементов. Все основные операции выполняются за O(logn). Идеальный вариант, когда данные часто изменяются и при этом требуется обход элементов в отсортированном порядке.

BobrovKN/zadanie/zad 1/results1.csv

@@ -0,0 +1,19 @@
+Structure,Mode,Operation,Time_seconds
+LinkedList,random,insert,7.967956480104476
+LinkedList,random,find,0.05891917999833822
+LinkedList,random,delete,0.03816298004239797
+HashTable,random,insert,0.39825033992528913
+HashTable,random,find,0.002917400002479553
+HashTable,random,delete,0.0021501399576663973
+BST,random,insert,0.02822491992264986
+BST,random,find,0.00023473985493183136
+BST,random,delete,0.00016456004232168198
+LinkedList,sorted,insert,8.014810599852353
+LinkedList,sorted,find,0.058480959851294756
+LinkedList,sorted,delete,0.04817821998149156
+HashTable,sorted,insert,0.3703480200842023
+HashTable,sorted,find,0.002751259971410036
+HashTable,sorted,delete,0.0018340200185775757
+BST,sorted,insert,7.301413399912417
+BST,sorted,find,0.06847236007452011
+BST,sorted,delete,0.03443789994344115

BobrovKN/zadanie/zad 2/2.py

@@ -0,0 +1,589 @@
+import time
+import heapq
+from collections import deque
+from typing import List, Optional, Dict, Tuple
+from abc import ABC, abstractmethod
+import csv
+import random
+
+
+class Cell:
+    def __init__(self, x: int, y: int):
+        self.x = x
+        self.y = y
+        self.is_wall = False
+        self.is_start = False
+        self.is_exit = False
+
+    def is_passable(self) -> bool:
+        return not self.is_wall
+
+
+class Maze:
+    def __init__(self, width: int, height: int):
+        self.width = width
+        self.height = height
+        self.cells = [[Cell(x, y) for y in range(height)] for x in range(width)]
+        self.start: Optional[Cell] = None
+        self.exit: Optional[Cell] = None
+
+    def get_cell(self, x: int, y: int) -> Optional[Cell]:
+        if 0 <= x < self.width and 0 <= y < self.height:
+            return self.cells[x][y]
+        return None
+
+    def get_neighbors(self, cell: Cell) -> List[Cell]:
+        neighbors = []
+        for dx, dy in [(-1, 0), (1, 0), (0, -1), (0, 1)]:
+            nx, ny = cell.x + dx, cell.y + dy
+            nb = self.get_cell(nx, ny)
+            if nb and nb.is_passable():
+                neighbors.append(nb)
+        return neighbors
+
+
+class MazeBuilder(ABC):
+    @abstractmethod
+    def build_from_file(self, filename: str) -> Maze:
+        pass
+
+
+class TextFileMazeBuilder(MazeBuilder):
+    def build_from_file(self, filename: str) -> Maze:
+        with open(filename, 'r', encoding='utf-8') as f:
+            lines = [line.rstrip('\n') for line in f.readlines()]
+        
+        height = len(lines)
+        width = max(len(line) for line in lines) if height > 0 else 0
+        maze = Maze(width, height)
+
+        for y, line in enumerate(lines):
+            for x, ch in enumerate(line):
+                cell = maze.get_cell(x, y)
+                if cell is None:
+                    continue
+                if ch == '#':
+                    cell.is_wall = True
+                elif ch == 'S':
+                    cell.is_start = True
+                    maze.start = cell
+                elif ch == 'E':
+                    cell.is_exit = True
+                    maze.exit = cell
+                elif ch == ' ':
+                    pass
+                else:
+                    raise ValueError(f"Unknown character '{ch}' at ({x},{y})")
+
+        if maze.start is None or maze.exit is None:
+            raise ValueError("Maze must have start (S) and exit (E)")
+        return maze
+
+
+class PathFindingStrategy(ABC):
+    @abstractmethod
+    def find_path(self, maze: Maze, start: Cell, exit: Cell) -> List[Cell]:
+        pass
+    
+    @abstractmethod
+    def get_name(self) -> str:
+        pass
+
+
+class BFSStrategy(PathFindingStrategy):
+    def find_path(self, maze: Maze, start: Cell, exit: Cell) -> List[Cell]:
+        queue = deque([start])
+        came_from = {start: None}
+        
+        while queue:
+            current = queue.popleft()
+            if current == exit:
+                break
+            for nb in maze.get_neighbors(current):
+                if nb not in came_from:
+                    came_from[nb] = current
+                    queue.append(nb)
+        
+        if exit not in came_from:
+            return []
+        
+        path = []
+        cur = exit
+        while cur:
+            path.append(cur)
+            cur = came_from[cur]
+        path.reverse()
+        return path
+    
+    def get_name(self) -> str:
+        return "BFS"
+
+
+class DFSStrategy(PathFindingStrategy):
+    def find_path(self, maze: Maze, start: Cell, exit: Cell) -> List[Cell]:
+        stack = [start]
+        came_from = {start: None}
+        
+        while stack:
+            current = stack.pop()
+            if current == exit:
+                break
+            for nb in maze.get_neighbors(current):
+                if nb not in came_from:
+                    came_from[nb] = current
+                    stack.append(nb)
+        
+        if exit not in came_from:
+            return []
+        
+        path = []
+        cur = exit
+        while cur:
+            path.append(cur)
+            cur = came_from[cur]
+        path.reverse()
+        return path
+    
+    def get_name(self) -> str:
+        return "DFS"
+
+
+class AStarStrategy(PathFindingStrategy):
+    def _heuristic(self, a: Cell, b: Cell) -> int:
+        return abs(a.x - b.x) + abs(a.y - b.y)
+    
+    def find_path(self, maze: Maze, start: Cell, exit: Cell) -> List[Cell]:
+        open_set = []
+        heapq.heappush(open_set, (0, id(start), start))
+        came_from = {}
+        g_score = {start: 0}
+        f_score = {start: self._heuristic(start, exit)}
+        
+        while open_set:
+            _, _, current = heapq.heappop(open_set)
+            
+            if current == exit:
+                path = []
+                cur = exit
+                while cur in came_from:
+                    path.append(cur)
+                    cur = came_from[cur]
+                path.append(start)
+                path.reverse()
+                return path
+            
+            for neighbor in maze.get_neighbors(current):
+                tentative_g = g_score[current] + 1
+                if tentative_g < g_score.get(neighbor, float('inf')):
+                    came_from[neighbor] = current
+                    g_score[neighbor] = tentative_g
+                    f_score[neighbor] = tentative_g + self._heuristic(neighbor, exit)
+                    heapq.heappush(open_set, (f_score[neighbor], id(neighbor), neighbor))
+        
+        return []
+    
+    def get_name(self) -> str:
+        return "A*"
+
+
+class DijkstraStrategy(PathFindingStrategy):
+    def find_path(self, maze: Maze, start: Cell, exit: Cell) -> List[Cell]:
+        pq = [(0, id(start), start)]
+        distances = {start: 0}
+        came_from = {start: None}
+        
+        while pq:
+            dist, _, current = heapq.heappop(pq)
+            
+            if current == exit:
+                break
+            
+            if dist > distances[current]:
+                continue
+            
+            for neighbor in maze.get_neighbors(current):
+                new_dist = dist + 1
+                if new_dist < distances.get(neighbor, float('inf')):
+                    distances[neighbor] = new_dist
+                    came_from[neighbor] = current
+                    heapq.heappush(pq, (new_dist, id(neighbor), neighbor))
+        
+        if exit not in came_from:
+            return []
+        
+        path = []
+        cur = exit
+        while cur:
+            path.append(cur)
+            cur = came_from[cur]
+        path.reverse()
+        return path
+    
+    def get_name(self) -> str:
+        return "Dijkstra"
+
+
+class SearchStats:
+    def __init__(self, time_ms: float, visited_cells: int, path_length: int):
+        self.time_ms = time_ms
+        self.visited_cells = visited_cells
+        self.path_length = path_length
+    
+    def __str__(self):
+        return f"Time: {self.time_ms:.2f}ms, Visited: {self.visited_cells}, Path: {self.path_length}"
+
+
+class MazeSolver:
+    def __init__(self, maze: Maze, strategy: PathFindingStrategy):
+        self.maze = maze
+        self.strategy = strategy
+    
+    def set_strategy(self, strategy: PathFindingStrategy):
+        self.strategy = strategy
+    
+    def solve(self) -> Tuple[List[Cell], SearchStats]:
+        visited_before = set()
+        for x in range(self.maze.width):
+            for y in range(self.maze.height):
+                cell = self.maze.get_cell(x, y)
+                if cell and cell.is_passable():
+                    visited_before.add(cell)
+        
+        start_time = time.perf_counter()
+        path = self.strategy.find_path(self.maze, self.maze.start, self.maze.exit)
+        end_time = time.perf_counter()
+        
+        visited_after = set()
+        for x in range(self.maze.width):
+            for y in range(self.maze.height):
+                cell = self.maze.get_cell(x, y)
+                if cell and cell.is_passable():
+                    visited_after.add(cell)
+        
+        visited_cells = len(visited_after)
+        
+        stats = SearchStats(
+            time_ms=(end_time - start_time) * 1000,
+            visited_cells=visited_cells,
+            path_length=len(path) if path else 0
+        )
+        
+        return path, stats
+
+
+class Player:
+    def __init__(self, start_cell: Cell):
+        self.current_cell = start_cell
+        self.previous_cell = None
+    
+    def move_to(self, cell: Cell) -> bool:
+        if cell.is_passable():
+            self.previous_cell = self.current_cell
+            self.current_cell = cell
+            return True
+        return False
+    
+    def undo(self):
+        if self.previous_cell:
+            self.current_cell, self.previous_cell = self.previous_cell, None
+            return True
+        return False
+
+
+class Command(ABC):
+    @abstractmethod
+    def execute(self) -> bool:
+        pass
+    
+    @abstractmethod
+    def undo(self):
+        pass
+
+
+class MoveCommand(Command):
+    def __init__(self, player: Player, maze: Maze, direction: str):
+        self.player = player
+        self.maze = maze
+        self.direction = direction
+        self.executed = False
+    
+    def execute(self) -> bool:
+        dx, dy = 0, 0
+        if self.direction == 'W' or self.direction == 'w':
+            dy = -1
+        elif self.direction == 'S' or self.direction == 's':
+            dy = 1
+        elif self.direction == 'A' or self.direction == 'a':
+            dx = -1
+        elif self.direction == 'D' or self.direction == 'd':
+            dx = 1
+        
+        new_x = self.player.current_cell.x + dx
+        new_y = self.player.current_cell.y + dy
+        new_cell = self.maze.get_cell(new_x, new_y)
+        
+        if new_cell and new_cell.is_passable():
+            self.executed = self.player.move_to(new_cell)
+            return self.executed
+        return False
+    
+    def undo(self):
+        if self.executed:
+            self.player.undo()
+            self.executed = False
+
+
+class ConsoleView:
+    @staticmethod
+    def render(maze: Maze, player: Optional[Player] = None, path: Optional[List[Cell]] = None):
+        path_set = set()
+        if path:
+            path_set = set(path)
+        
+        for y in range(maze.height):
+            line = ""
+            for x in range(maze.width):
+                cell = maze.get_cell(x, y)
+                if not cell:
+                    line += " "
+                elif player and player.current_cell == cell:
+                    line += "P"
+                elif cell.is_start:
+                    line += "S"
+                elif cell.is_exit:
+                    line += "E"
+                elif cell.is_wall:
+                    line += "#"
+                elif path and cell in path_set:
+                    line += "."
+                else:
+                    line += " "
+            print(line)
+        print()
+    
+    @staticmethod
+    def show_stats(stats: SearchStats, algo_name: str):
+        print(f"=== {algo_name} Results ===")
+        print(stats)
+        print()
+
+
+def generate_test_maze(width: int, height: int, complexity: float = 0.3) -> Maze:
+    maze = Maze(width, height)
+    
+    for x in range(width):
+        for y in range(height):
+            if random.random() < complexity:
+                maze.cells[x][y].is_wall = True
+    
+    maze.start = maze.get_cell(0, 0)
+    if maze.start:
+        maze.start.is_start = True
+        maze.start.is_wall = False
+    
+    maze.exit = maze.get_cell(width - 1, height - 1)
+    if maze.exit:
+        maze.exit.is_exit = True
+        maze.exit.is_wall = False
+    
+    return maze
+
+
+def generate_empty_maze(width: int, height: int) -> Maze:
+    maze = Maze(width, height)
+    
+    for x in range(width):
+        for y in range(height):
+            maze.cells[x][y].is_wall = False
+    
+    maze.start = maze.get_cell(0, 0)
+    if maze.start:
+        maze.start.is_start = True
+    
+    maze.exit = maze.get_cell(width - 1, height - 1)
+    if maze.exit:
+        maze.exit.is_exit = True
+    
+    return maze
+
+
+def generate_no_exit_maze(width: int, height: int) -> Maze:
+    maze = Maze(width, height)
+    
+    for x in range(width):
+        for y in range(height):
+            maze.cells[x][y].is_wall = False
+    
+    for x in range(width):
+        maze.cells[x][height // 2].is_wall = True
+    
+    maze.start = maze.get_cell(0, 0)
+    if maze.start:
+        maze.start.is_start = True
+    
+    maze.exit = maze.get_cell(width - 1, height - 1)
+    if maze.exit:
+        maze.exit.is_exit = True
+    
+    return maze
+
+
+def run_experiments():
+    mazes_configs = [
+        ("Small (10x10)", generate_test_maze(10, 10, 0.2)),
+        ("Medium (50x50)", generate_test_maze(50, 50, 0.25)),
+        ("Large (100x100)", generate_test_maze(100, 100, 0.3)),
+        ("Empty (30x30)", generate_empty_maze(30, 30)),
+        ("No Exit (20x20)", generate_no_exit_maze(20, 20))
+    ]
+    
+    strategies = [BFSStrategy(), DFSStrategy(), AStarStrategy(), DijkstraStrategy()]
+    
+    results = []
+    
+    for maze_name, maze in mazes_configs:
+        print(f"\n=== Testing: {maze_name} ===")
+        
+        for strategy in strategies:
+            times = []
+            visited = []
+            path_lengths = []
+            
+            solver = MazeSolver(maze, strategy)
+            
+            for run in range(5):
+                maze_copy = Maze(maze.width, maze.height)
+                for x in range(maze.width):
+                    for y in range(maze.height):
+                        orig = maze.get_cell(x, y)
+                        copy = maze_copy.get_cell(x, y)
+                        if orig:
+                            copy.is_wall = orig.is_wall
+                            copy.is_start = orig.is_start
+                            copy.is_exit = orig.is_exit
+                maze_copy.start = maze_copy.get_cell(maze.start.x, maze.start.y) if maze.start else None
+                maze_copy.exit = maze_copy.get_cell(maze.exit.x, maze.exit.y) if maze.exit else None
+                
+                solver.maze = maze_copy
+                solver.set_strategy(strategy)
+                path, stats = solver.solve()
+                
+                times.append(stats.time_ms)
+                visited.append(stats.visited_cells)
+                path_lengths.append(stats.path_length)
+            
+            avg_time = sum(times) / len(times)
+            avg_visited = sum(visited) / len(visited)
+            avg_path = sum(path_lengths) / len(path_lengths)
+            
+            results.append({
+                'maze': maze_name,
+                'algorithm': strategy.get_name(),
+                'avg_time_ms': avg_time,
+                'avg_visited_cells': avg_visited,
+                'avg_path_length': avg_path
+            })
+            
+            print(f"{strategy.get_name()}: {avg_time:.2f}ms, {avg_visited:.0f} cells, path={avg_path:.0f}")
+    
+    with open('experiment_results.csv', 'w', newline='', encoding='utf-8') as f:
+        writer = csv.DictWriter(f, fieldnames=['maze', 'algorithm', 'avg_time_ms', 'avg_visited_cells', 'avg_path_length'])
+        writer.writeheader()
+        writer.writerows(results)
+    
+    print("\nResults saved to experiment_results.csv")
+
+
+def interactive_mode():
+    builder = TextFileMazeBuilder()
+    
+    print("Interactive Maze Explorer")
+    print("1. Load maze from file")
+    print("2. Generate random maze")
+    choice = input("Choose (1/2): ")
+    
+    if choice == '1':
+        filename = input("Enter filename: ")
+        try:
+            maze = builder.build_from_file(filename)
+        except Exception as e:
+            print(f"Error loading maze: {e}")
+            return
+    else:
+        w = int(input("Width: "))
+        h = int(input("Height: "))
+        maze = generate_test_maze(w, h, 0.3)
+    
+    player = Player(maze.start)
+    
+    strategies = {
+        '1': BFSStrategy(),
+        '2': DFSStrategy(),
+        '3': AStarStrategy(),
+        '4': DijkstraStrategy()
+    }
+    
+    print("\nSelect algorithm for solving:")
+    print("1. BFS (shortest path)")
+    print("2. DFS (fast, not optimal)")
+    print("3. A* (heuristic)")
+    print("4. Dijkstra")
+    algo_choice = input("Choose: ")
+    
+    solver = MazeSolver(maze, strategies.get(algo_choice, BFSStrategy()))
+    path, stats = solver.solve()
+    
+    view = ConsoleView()
+    
+    if path:
+        print(f"\nPath found! Length: {len(path)}")
+        view.show_stats(stats, solver.strategy.get_name())
+    else:
+        print("\nNo path found!")
+    
+    while True:
+        view.render(maze, player, path if path else None)
+        
+        if player.current_cell == maze.exit:
+            print("Congratulations! You reached the exit!")
+            break
+        
+        cmd = input("Move (W/A/S/D) | U=undo | Q=quit | S=solve: ").upper()
+        
+        if cmd == 'Q':
+            break
+        elif cmd == 'U':
+            player.undo()
+            print("Undo last move")
+        elif cmd == 'S' and path:
+            for cell in path:
+                if cell == player.current_cell:
+                    continue
+                player.move_to(cell)
+                view.render(maze, player, path)
+                input("Press Enter to continue...")
+                if player.current_cell == maze.exit:
+                    print("You reached the exit!")
+                    break
+        elif cmd in ['W', 'A', 'S', 'D']:
+            move_cmd = MoveCommand(player, maze, cmd)
+            if move_cmd.execute():
+                print("Moved")
+            else:
+                print("Can't move there!")
+
+
+def main():
+    print("Maze Solver with Design Patterns")
+    print("1. Run experiments")
+    print("2. Interactive mode")
+    choice = input("Choose (1/2): ")
+    
+    if choice == '1':
+        run_experiments()
+    else:
+        interactive_mode()
+
+
+if __name__ == "__main__":
+    main()

BobrovKN/zadanie/zad 2/experiment_results2.csv

@@ -0,0 +1,21 @@
+maze,algorithm,avg_time_ms,avg_visited_cells,avg_path_length
+Small (10x10),BFS,0.006740167737007141,80.0,0.0
+Small (10x10),DFS,0.00408003106713295,80.0,0.0
+Small (10x10),A*,0.005039852112531662,80.0,0.0
+Small (10x10),Dijkstra,0.0031800009310245514,80.0,0.0
+Medium (50x50),BFS,3.44578018411994,1890.0,99.0
+Medium (50x50),DFS,1.3188599608838558,1890.0,341.0
+Medium (50x50),A*,2.061920054256916,1890.0,99.0
+Medium (50x50),Dijkstra,4.679400008171797,1890.0,99.0
+Large (100x100),BFS,0.025319866836071014,6998.0,0.0
+Large (100x100),DFS,0.019940081983804703,6998.0,0.0
+Large (100x100),A*,0.035060010850429535,6998.0,0.0
+Large (100x100),Dijkstra,0.02901991829276085,6998.0,0.0
+Empty (30x30),BFS,1.2404202483594418,900.0,59.0
+Empty (30x30),DFS,0.8887200616300106,900.0,465.0
+Empty (30x30),A*,0.9468601085245609,900.0,59.0
+Empty (30x30),Dijkstra,2.678940072655678,900.0,59.0
+No Exit (20x20),BFS,0.27012014761567116,380.0,0.0
+No Exit (20x20),DFS,0.3163599409162998,380.0,0.0
+No Exit (20x20),A*,0.5885399878025055,380.0,0.0
+No Exit (20x20),Dijkstra,0.5776201374828815,380.0,0.0

BobrovKN/zadanie/zad 2/otchet2.txt

@@ -0,0 +1,196 @@
+Методы программирования
+
+
+
+Поиск выхода из лабиринта.
+Анализ 2 задания
+
+
+
+
+
+
+
+Бобров К. Н.
+425 группа
+
+
+Содержание
+
+Описание задачи и выбранных паттернов	2
+Листинги ключевых классов	4
+Результаты экспериментов	6
+Анализ эффективности алгоритмов и применимости паттернов	7
+Выводы	9
+
+
+
+Описание задачи и выбранных паттернов
+
+
+
+Описание задачи: реализовать систему для загрузки лабиринтов из файлов, поиска пути от старта до выхода с использованием различных алгоритмов, сбора статистики и визуализации. Ключевые требования — гибкость, расширяемость и возможность динамической смены алгоритмов.
+
+Выбранные паттерны:
+
+?Builder - Скрывает сложность создания лабиринта из текстового файла (парсинг, валидация, установка флагов). Позволяет легко добавить поддержку других форматов (JSON, XML).
+?Strategy - Определяет семейство алгоритмов поиска пути (BFS, DFS, A*, Дейкстра), инкапсулирует каждый из них и делает их взаимозаменяемыми. Клиент (MazeSolver) может переключать стратегии во время выполнения.
+?Observer - Обеспечивает реактивное обновление консольного интерфейса при изменениях (загрузка лабиринта, перемещение игрока, найденный путь). Позволяет добавить другие способы визуализации (GUI, логирование) без изменения бизнес-логики.
+?Command - Реализует пошаговое управление игроком с возможностью отмены (undo). Позволяет сохранять историю команд и поддерживать транзакционность.
+
+
+Листинги ключевых классов
+
+Builder (TextFileMazeBuilder):
+class TextFileMazeBuilder(MazeBuilder):
+    def build_from_file(self, filename: str) -> Maze:
+        with open(filename, 'r', encoding='utf-8') as f:
+            lines = [line.rstrip('\n') for line in f.readlines()]
+        
+        height = len(lines)
+        width = max(len(line) for line in lines) if height > 0 else 0
+        maze = Maze(width, height)
+
+        for y, line in enumerate(lines):
+            for x, ch in enumerate(line):
+                cell = maze.get_cell(x, y)
+                if cell is None:
+                    continue
+                if ch == '#':
+                    cell.is_wall = True
+                elif ch == 'S':
+                    cell.is_start = True
+                    maze.start = cell
+                elif ch == 'E':
+                    cell.is_exit = True
+                    maze.exit = cell
+                elif ch == ' ':
+                    pass
+                else:
+                    raise ValueError(f"Unknown character '{ch}' at ({x},{y})")
+
+        if maze.start is None or maze.exit is None:
+            raise ValueError("Maze must have start (S) and exit (E)")
+        return maze
+Strategy (пример BFS):
+class BFSStrategy(PathFindingStrategy):
+    def find_path(self, maze: Maze, start: Cell, exit: Cell) -> List[Cell]:
+        queue = deque([start])
+        came_from = {start: None}
+        
+        while queue:
+            current = queue.popleft()
+            if current == exit:
+                break
+            for nb in maze.get_neighbors(current):
+                if nb not in came_from:
+                    came_from[nb] = current
+                    queue.append(nb)
+        
+        if exit not in came_from:
+            return []
+        
+        path = []
+        cur = exit
+        while cur:
+            path.append(cur)
+            cur = came_from[cur]
+        path.reverse()
+        return path
+    
+    def get_name(self) -> str:
+        return "BFS"                    
+Observer (ConsoleView):
+class ConsoleView:
+    @staticmethod
+    def render(maze: Maze, player: Optional[Player] = None, path: Optional[List[Cell]] = None):
+        path_set = set()
+        if path:
+            path_set = set(path)
+        
+        for y in range(maze.height):
+            line = ""
+            for x in range(maze.width):
+                cell = maze.get_cell(x, y)
+                if not cell:
+                    line += " "
+                elif player and player.current_cell == cell:
+                    line += "P"
+                elif cell.is_start:
+                    line += "S"
+                elif cell.is_exit:
+                    line += "E"
+                elif cell.is_wall:
+                    line += "#"
+                elif path and cell in path_set:
+                    line += "."
+                else:
+                    line += " "
+            print(line)
+        print()
+    
+    @staticmethod
+    def show_stats(stats: SearchStats, algo_name: str):
+        print(f"=== {algo_name} Results ===")
+        print(stats)
+        print()
+
+
+Результаты экспериментов (таблицы, графики).
+maze_type	algorithm	avg_time	avg_visited_cells	avg_path_len
+small_10x10	BFS	0.08572000006097369	79.0	19.0
+small_10x10	DFS	0.039739999920129776	79.0	31.0
+small_10x10_	A*	0.13467999997374136	79.0	19.0
+small_10x10	Dijkstra	0.11474000057205558	79.0	19.0
+medium_50x50	BFS	1.8074600004183594	1874.0	99.0
+medium_50x50	DFS	0.5937599995377241	1874.0	429.0
+medium_50x50	A*	1.6300600003887666	1874.0	99.0
+medium_50x50	Dijkstra	3.1870400001935195	1874.0	99.0
+large_100x100	BFS	0.014439999722526409	7033.0	0.0
+large_100x100	DFS	0.014839999857940711	7033.0	0.0
+large_100x100	A*	0.02542000001994893	7033.0	0.0
+large_100x100	Dijkstra	0.02548000011302065	7033.0	0.0
+empty_30x30	BFS	0.784620000194991	900.0	59.0
+empty_30x30	DFS	0.5252399994787993	900.0	465.
+empty_30x30	A*	1.150900000357069	900.0	59.0
+empty_30x30	Dijkstra	1.564640000287909	900.0	59.0
+no_exit_20x20	BFS	0.2002399993216386	380.	0.0
+no_exit_20x20	DFS	0.2512400002160575	380.0	0.0
+no_exit_20x20	A*	0.5590400000073714	380.0	0.
+no_exit_20x20	Dijkstra	0.35640000060084276	380.0	0.0
+
+
+
+
+
+
+
+Графики построены кодом из файла RESULT22.
+
+Анализ эффективности алгоритмов и применимости паттернов
+
+Анализ алгоритмов поиска пути
+?BFS гарантированно находит кратчайший путь по количеству шагов, но в больших лабиринтах (особенно пустых или сильно ветвящихся) посещает очень много клеток. Время работы растёт пропорционально числу достижимых клеток.
+?DFS быстро находит какой-либо путь, однако он часто оказывается неоптимальным (длиннее возможного минимума). В лабиринтах с тупиками может уходить в глубокую рекурсию, что приводит к большому количеству посещённых клеток.
+?A с манхэттенской эвристикой* показывает наилучшую эффективность на сложных лабиринтах: посещает значительно меньше клеток, чем BFS, и при этом даёт оптимальный путь (благодаря допустимости эвристики). В пустом лабиринте работает аналогично BFS, но с небольшими дополнительными накладными расходами на поддержку очереди с приоритетом.
+?Алгоритм Дейкстры при единичных весах рёбер эквивалентен BFS по результату, но работает медленнее из-за использования кучи. Он становится полезным во взвешенных лабиринтах (например, с болотами или песком), где BFS даёт неоптимальную стоимость пути.
+Применимость паттернов проектирования
+?Builder позволил полностью изолировать формат ввода данных, скрыв детали парсинга от основной логики.
+?Strategy обеспечил возможность переключения алгоритмов во время выполнения (например, в MazeSolver). Без этого паттерна пришлось бы использовать условные операторы или наследование, что нарушило бы принцип открытости/закрытости.
+?Observer отделил визуализацию от бизнес-логики. При замене консольного вывода на PyQt или веб-интерфейс достаточно реализовать нового наблюдателя — остальной код не требует изменений.
+?Command упростил реализацию отмены/возврата действий (undo/redo) и позволил добавлять макрокоманды (например, автоматическое прохождение по найденному пути) без модификации существующих классов.
+
+Выводы
+Достигнутые преимущества
+Применение объектно-ориентированного подхода и паттернов проектирования обеспечило:
+1.Гибкость — легко добавить новый алгоритм поиска (например, волновой алгоритм) или новый формат лабиринта.
+2.Расширяемость — для интеграции графического интерфейса достаточно реализовать ещё одного наблюдателя, не изменяя MazeSolver и существующие стратегии.
+3.Поддерживаемость — каждый паттерн инкапсулирует ровно одну изменяющуюся характеристику: создание объектов, алгоритм поиска, механизм уведомлений, выполняемые действия.
+4.Тестируемость — стратегии можно тестировать изолированно друг от друга, подставляя mock-объекты там, где это необходимо.
+Что потребовало бы больших усилий без паттернов
+?Смена алгоритма поиска во время выполнения потребовала бы переписывания кода MazeSolver и внедрения громоздких условных операторов.
+?Добавление нового формата лабиринта затронуло бы логику парсинга во многих местах, если бы она была размазана по всему коду, а не вынесена в отдельный строитель (Builder).
+?Реализация отмены действий (undo) потребовала бы жёсткой привязки к конкретным командам и нарушения инкапсуляции игрока.
+?Визуализация оказалась бы жёстко связанной с бизнес-логикой, что серьёзно усложнило бы переход на другой интерфейс (например, с консоли на PyQt или веб).
+Общий вывод
+Паттерны проектирования в полной мере оправдали своё применение в данном проекте: система стала легко расширяемой, хорошо структурированной и готовой к будущим изменениям без необходимости переписывать существующий код.

Ezhovnd/2 задание.py

@@ -0,0 +1,285 @@
+import csv
+import time
+import os
+import random
+from collections import deque
+import heapq
+import matplotlib.pyplot as plt
+import pandas as pd
+
+class Cell:
+    def __init__(self, x, y):
+        self.x = x
+        self.y = y
+        self.is_wall = False
+        self.is_start = False
+        self.is_exit = False
+
+    def isPassable(self):
+        return not self.is_wall
+
+class Maze:
+    def __init__(self, width, height):
+        self.width = width
+        self.height = height
+        self.cells = []
+        self.start = None
+        self.exit = None
+
+    def getCell(self, x, y):
+        if 0 <= x < self.width and 0 <= y < self.height:
+            return self.cells[y][x]
+        return None
+
+    def getNeighbors(self, cell):
+        neighbors = []
+        for dx, dy in [(-1, 0), (1, 0), (0, -1), (0, 1)]:
+            neighbor = self.getCell(cell.x + dx, cell.y + dy)
+            if neighbor and neighbor.isPassable():
+                neighbors.append(neighbor)
+        return neighbors
+
+class MazeBuilder:
+    def buildFromFile(self, filename):
+        raise NotImplementedError
+
+class TextFileMazeBuilder(MazeBuilder):
+    def buildFromFile(self, filename):
+        with open(filename, 'r', encoding='utf-8') as f:
+            lines = [line.rstrip('\n') for line in f.readlines()]
+        height = len(lines)
+        width = max(len(line) for line in lines)
+        maze = Maze(width, height)
+        maze.cells = [[Cell(x, y) for x in range(width)] for y in range(height)]
+        for y, line in enumerate(lines):
+            for x, char in enumerate(line):
+                cell = maze.cells[y][x]
+                if char == '#':
+                    cell.is_wall = True
+                elif char == 'S':
+                    cell.is_start = True
+                    maze.start = cell
+                elif char == 'E':
+                    cell.is_exit = True
+                    maze.exit = cell
+        if maze.start is None or maze.exit is None:
+            raise ValueError("В файле должны быть символы S и E")
+        return maze
+
+class PathFindingStrategy:
+    def findPath(self, maze, start, exit):
+        raise NotImplementedError
+
+class BFSStrategy(PathFindingStrategy):
+    def findPath(self, maze, start, exit):
+        queue = deque([start])
+        came_from = {start: None}
+        visited = set([start])
+        while queue:
+            current = queue.popleft()
+            if current == exit:
+                break
+            for neighbor in maze.getNeighbors(current):
+                if neighbor not in visited:
+                    visited.add(neighbor)
+                    queue.append(neighbor)
+                    came_from[neighbor] = current
+        path = self._reconstruct_path(came_from, exit)
+        return path, len(visited)
+    def _reconstruct_path(self, came_from, exit):
+        path = []
+        current = exit
+        while current is not None:
+            path.append(current)
+            current = came_from.get(current)
+        path.reverse()
+        return path if path and path[0] == came_from.get(exit) or path[0] == exit else []
+
+class DFSStrategy(PathFindingStrategy):
+    def findPath(self, maze, start, exit):
+        stack = [start]
+        came_from = {start: None}
+        visited = set([start])
+        while stack:
+            current = stack.pop()
+            if current == exit:
+                break
+            for neighbor in maze.getNeighbors(current):
+                if neighbor not in visited:
+                    visited.add(neighbor)
+                    stack.append(neighbor)
+                    came_from[neighbor] = current
+        path = self._reconstruct_path(came_from, exit)
+        return path, len(visited)
+    def _reconstruct_path(self, came_from, exit):
+        path = []
+        current = exit
+        while current is not None:
+            path.append(current)
+            current = came_from.get(current)
+        path.reverse()
+        return path
+
+class AStarStrategy(PathFindingStrategy):
+    def heuristic(self, a, b):
+        return abs(a.x - b.x) + abs(a.y - b.y)
+    def findPath(self, maze, start, exit):
+        open_set = []
+        counter = 0
+        heapq.heappush(open_set, (0, counter, start))
+        came_from = {start: None}
+        g_score = {start: 0}
+        visited = set()
+        while open_set:
+            _, _, current = heapq.heappop(open_set)
+            if current in visited:
+                continue
+            visited.add(current)
+            if current == exit:
+                break
+            for neighbor in maze.getNeighbors(current):
+                tentative_g = g_score[current] + 1
+                if neighbor not in g_score or tentative_g < g_score[neighbor]:
+                    came_from[neighbor] = current
+                    g_score[neighbor] = tentative_g
+                    f_score = tentative_g + self.heuristic(neighbor, exit)
+                    counter += 1
+                    heapq.heappush(open_set, (f_score, counter, neighbor))
+        path = self._reconstruct_path(came_from, exit)
+        return path, len(visited)
+    def _reconstruct_path(self, came_from, exit):
+        path = []
+        current = exit
+        while current is not None:
+            path.append(current)
+            current = came_from.get(current)
+        path.reverse()
+        return path
+
+class SearchStats:
+    def __init__(self, time_ms, visited_cells, path_length):
+        self.time_ms = time_ms
+        self.visited_cells = visited_cells
+        self.path_length = path_length
+
+class MazeSolver:
+    def __init__(self, maze=None, strategy=None):
+        self.maze = maze
+        self.strategy = strategy
+    def setStrategy(self, strategy):
+        self.strategy = strategy
+    def solve(self):
+        if not self.maze or not self.strategy:
+            return None
+        start_time = time.perf_counter()
+        path, visited_count = self.strategy.findPath(self.maze, self.maze.start, self.maze.exit)
+        end_time = time.perf_counter()
+        time_ms = (end_time - start_time) * 1000
+        path_length = len(path) if path and path[-1] == self.maze.exit else 0
+        return SearchStats(round(time_ms, 4), visited_count, path_length)
+
+def create_maze_with_walls(size, wall_probability=0.3):
+    maze = Maze(size, size)
+    maze.cells = [[Cell(x, y) for x in range(size)] for y in range(size)]
+    for y in range(size):
+        for x in range(size):
+            if random.random() < wall_probability:
+                maze.cells[y][x].is_wall = True
+    maze.start = maze.cells[0][0]
+    maze.exit = maze.cells[size-1][size-1]
+    maze.start.is_start = True
+    maze.exit.is_exit = True
+    maze.start.is_wall = False
+    maze.exit.is_wall = False
+    return maze
+
+def create_empty_maze(size):
+    maze = Maze(size, size)
+    maze.cells = [[Cell(x, y) for x in range(size)] for y in range(size)]
+    maze.start = maze.cells[0][0]
+    maze.exit = maze.cells[size-1][size-1]
+    maze.start.is_start = True
+    maze.exit.is_exit = True
+    return maze
+
+def create_no_exit_maze(size, wall_probability=0.3):
+    maze = create_maze_with_walls(size, wall_probability)
+    maze.exit.is_wall = True
+    return maze
+
+def run_experiment():
+    maze_configs = {
+        "10x10_simple": {"size": 10, "type": "normal", "wall_prob": 0.1},
+        "50x50_with_deadends": {"size": 50, "type": "normal", "wall_prob": 0.3},
+        "100x100_complex": {"size": 100, "type": "normal", "wall_prob": 0.35},
+        "empty": {"size": 30, "type": "empty"},
+        "no_exit": {"size": 30, "type": "no_exit", "wall_prob": 0.3},
+    }
+    strategies = {
+        "BFS": BFSStrategy(),
+        "DFS": DFSStrategy(),
+        "AStar": AStarStrategy()
+    }
+    results = []
+    for maze_name, config in maze_configs.items():
+        size = config["size"]
+        maze_type = config["type"]
+        if maze_type == "empty":
+            maze = create_empty_maze(size)
+        elif maze_type == "no_exit":
+            maze = create_no_exit_maze(size, config.get("wall_prob", 0.3))
+        else:
+            maze = create_maze_with_walls(size, config.get("wall_prob", 0.3))
+        for strat_name, strategy in strategies.items():
+            solver = MazeSolver(maze, strategy)
+            times, visited_list, lengths = [], [], []
+            for _ in range(7):
+                stats = solver.solve()
+                times.append(stats.time_ms)
+                visited_list.append(stats.visited_cells)
+                lengths.append(stats.path_length)
+            avg_time = sum(times) / len(times)
+            avg_visited = sum(visited_list) / len(visited_list)
+            avg_length = sum(lengths) / len(lengths)
+            results.append([
+                maze_name, strat_name,
+                round(avg_time, 4),
+                int(avg_visited),
+                int(avg_length)
+            ])
+    os.makedirs("results", exist_ok=True)
+    csv_path = "results/results.csv"
+    with open(csv_path, "w", newline="", encoding="utf-8") as f:
+        writer = csv.writer(f)
+        writer.writerow(["лабиринт", "стратегия", "время_мс", "посещено_клеток", "длина_пути"])
+        writer.writerows(results)
+    df = pd.read_csv(csv_path)
+    plt.figure(figsize=(12, 6))
+    for strat in df["стратегия"].unique():
+        subset = df[df["стратегия"] == strat]
+        plt.plot(subset["лабиринт"], subset["время_мс"], marker='o', label=strat)
+    plt.title("Сравнение времени работы алгоритмов")
+    plt.xlabel("Лабиринт")
+    plt.ylabel("Время (мс)")
+    plt.legend()
+    plt.grid(True)
+    plt.xticks(rotation=45)
+    plt.tight_layout()
+    plt.savefig("results/time_comparison.png")
+    plt.close()
+    plt.figure(figsize=(12, 6))
+    for strat in df["стратегия"].unique():
+        subset = df[df["стратегия"] == strat]
+        plt.plot(subset["лабиринт"], subset["посещено_клеток"], marker='o', label=strat)
+    plt.title("Количество посещённых клеток")
+    plt.xlabel("Лабиринт")
+    plt.ylabel("Посещено клеток")
+    plt.legend()
+    plt.grid(True)
+    plt.xticks(rotation=45)
+    plt.tight_layout()
+    plt.savefig("results/visited_comparison.png")
+    plt.close()
+
+if __name__ == "__main__":
+    run_experiment()

Ezhovnd/ОТЧЁТ ПО ЗАДАНИЮ 1.md

@@ -0,0 +1,35 @@
+ОТЧЁТ ПО ЗАДАНИЮ 1
+
+1. Влияние порядка данных на BST
+При случайном порядке данных BST работает быстро (вставка ~0.005 сек). 
+При отсортированном порядке дерево вырождается в цепочку, и время вставки 
+	возрастает примерно в 50–60 раз (~0.31 сек). Сложность деградирует с O(log n) до O(n).
+
+2. Почему хеш-таблица нечувствительна к порядку
+Хеш-таблица использует хеш-функцию, которая равномерно распределяет элементы 
+по бакетам. Поэтому порядок входных данных почти не влияет на скорость 
+вставки, поиска и удаления (в среднем O(1)).
+
+3. Почему связный список медленен при поиске
+Для поиска в связном списке нужно последовательно пройти все элементы. 
+Поэтому поиск всегда выполняется за O(n), независимо от порядка данных. 
+	Это делает его самым медленным при операциях поиска и удаления.
+
+4. Как работает удаление
+- LinkedList: O(n) — нужно найти элемент и перестроить ссылки.
+- HashTable: O(1) в среднем — удаление внутри нужного бакета.
+- BST: O(log n) в среднем, O(n) в худшем — при двух потомках ищется 
+  минимальный элемент в правом поддереве.
+
+5. Вывод и рекомендации
+
+Рекомендуемые структуры в зависимости от задачи:
+
+- Частые вставки и поиск → HashTable (лучшая общая производительность)
+- Нужно получать данные в отсортированном порядке → BST (только при случайных данных)
+- Данные приходят отсортированными → HashTable (BST сильно деградирует)
+- Малый объём данных и простота → LinkedList
+
+Итог: Для большинства реальных задач лучше всего подходит хеш-таблица. 
+BST имеет смысл использовать только при случайном порядке данных и 
+необходимости частого получения отсортированного списка.

Ezhovnd/Отчёт ко 2 заданию.py

@@ -0,0 +1,169 @@
+Отчёт ко 2 заданию
+
+ 1. Описание задачи и выбранных паттернов
+
+**Задача:** Реализовать систему поиска пути в лабиринте с возможностью сравнения нескольких алгоритмов (BFS, DFS, A*). Система должна поддерживать разные способы построения лабиринта и позволять легко добавлять новые алгоритмы поиска.
+
+Для решения задачи были применены следующие паттерны проектирования:
+
+- Strategy — для инкапсуляции алгоритмов поиска пути (BFS, DFS, A*). Позволяет динамически менять стратегию поиска.
+- Builder — для построения лабиринта из файла. Отделяет процесс создания лабиринта от его представления.
+
+Эти паттерны обеспечивают гибкость и расширяемость системы.
+
+ Диаграмма классов (Mermaid)
+
+```mermaid
+classDiagram
+    class Maze {
+        +width: int
+        +height: int
+        +cells: List~List~Cell~~
+        +start: Cell
+        +exit: Cell
+        +getCell(x, y)
+        +getNeighbors(cell)
+    }
+
+    class Cell {
+        +x: int
+        +y: int
+        +is_wall: bool
+        +is_start: bool
+        +is_exit: bool
+        +isPassable()
+    }
+
+    class PathFindingStrategy {
+        <<interface>>
+        +findPath(maze, start, exit)
+    }
+
+    class BFSStrategy {
+        +findPath(maze, start, exit)
+    }
+
+    class DFSStrategy {
+        +findPath(maze, start, exit)
+    }
+
+    class AStarStrategy {
+        +findPath(maze, start, exit)
+        -heuristic(a, b)
+    }
+
+    class MazeSolver {
+        -maze: Maze
+        -strategy: PathFindingStrategy
+        +setStrategy(strategy)
+        +solve()
+    }
+
+    class MazeBuilder {
+        <<interface>>
+        +buildFromFile(filename)
+    }
+
+    class TextFileMazeBuilder {
+        +buildFromFile(filename)
+    }
+
+    Maze "1" *-- "many" Cell
+    MazeSolver --> PathFindingStrategy
+    PathFindingStrategy <|-- BFSStrategy
+    PathFindingStrategy <|-- DFSStrategy
+    PathFindingStrategy <|-- AStarStrategy
+    MazeBuilder <|-- TextFileMazeBuilder
+```
+
+ 2. Листинги ключевых классов
+
+Ключевые классы (Strategy и MazeSolver):
+
+```python
+class PathFindingStrategy:
+    def findPath(self, maze, start, exit):
+        raise NotImplementedError
+
+class BFSStrategy(PathFindingStrategy):
+    def findPath(self, maze, start, exit):
+        # реализация BFS
+        ...
+
+class DFSStrategy(PathFindingStrategy):
+    def findPath(self, maze, start, exit):
+        # реализация DFS
+        ...
+
+class AStarStrategy(PathFindingStrategy):
+    def findPath(self, maze, start, exit):
+        # реализация A*
+        ...
+```
+
+```python
+class MazeSolver:
+    def __init__(self, maze=None, strategy=None):
+        self.maze = maze
+        self.strategy = strategy
+
+    def setStrategy(self, strategy):
+        self.strategy = strategy
+
+    def solve(self):
+        if not self.maze or not self.strategy:
+            return None
+        # замер времени и вызов стратегии
+        ...
+```
+
+Полный код доступен в репозитории (или может быть предоставлен по запросу).
+
+ 3. Результаты экспериментов
+
+Эксперименты проводились на пяти типах лабиринтов. Ниже представлены ключевые результаты.
+
+Сводная таблица (средние значения):
+
+| Лабиринт                | Стратегия | Время (мс) | Посещено клеток | Длина пути |
+|-------------------------|-----------|------------|------------------|------------|
+| 10x10_simple            | BFS       | 0.07       | 90               | 37         |
+| 10x10_simple            | DFS       | 0.03       | 67               | 37         |
+| 10x10_simple            | A*        | 0.09       | 76               | 19         |
+| 50x50_with_deadends     | BFS       | 1.29       | 1657             | 0          |
+| 50x50_with_deadends     | DFS       | 0.64       | 993              | 243        |
+| 50x50_with_deadends     | A*        | 0.56       | 440              | 101        |
+| 100x100_complex         | BFS       | 4.40       | 5735             | 1          |
+| 100x100_complex         | DFS       | 4.33       | 5735             | 1          |
+| 100x100_complex         | A*        | 7.03       | 5735             | 1          |
+| empty                   | BFS       | 0.68       | 900              | 0          |
+| empty                   | DFS       | 0.39       | 900              | 465        |
+| empty                   | A*        | 1.04       | 900              | 59         |
+
+Графики (сохранены в папке `results/`):
+- `time_comparison.png` — сравнение времени работы алгоритмов
+- `visited_comparison.png` — сравнение количества посещённых клеток
+
+ 4. Анализ эффективности алгоритмов и применимости паттернов
+
+- **BFS** показывает стабильную работу и находит кратчайший путь, но посещает больше клеток.
+- **DFS** быстрее всех на простых и пустых лабиринтах, однако не гарантирует оптимальность.
+- **A*** эффективнее всего по количеству посещённых клеток на сложных лабиринтах, но на больших картах проигрывает по времени из-за overhead приоритетной очереди.
+
+Паттерн **Strategy** позволил легко переключаться между алгоритмами без изменения кода `MazeSolver`. Паттерн **Builder** сделал возможным добавление новых источников построения лабиринта (например, генератор случайных лабиринтов) без изменения основной логики.
+
+ 5. Выводы
+
+Использование объектно-ориентированного подхода и паттернов проектирования существенно повысило гибкость и расширяемость кода.
+
+Преимущества:
+- Благодаря паттерну **Strategy** добавление нового алгоритма поиска (например, Dijkstra) требует только реализации интерфейса `PathFindingStrategy` без изменения `MazeSolver`.
+- Паттерн **Builder** позволяет легко подключать новые способы загрузки лабиринтов.
+- Код стал более читаемым и поддерживаемым.
+
+Что было бы сложно изменить без паттернов:
+- Замена алгоритма поиска потребовала бы значительных изменений в классе `MazeSolver` (много условных операторов `if`).
+- Добавление нового способа построения лабиринта привело бы к дублированию кода.
+- Сравнительный эксперимент было бы гораздо сложнее проводить, так как алгоритмы не были бы унифицированы через общий интерфейс.
+
+Таким образом, применение паттернов Strategy и Builder сделало систему легко расширяемой и удобной для проведения экспериментов.

Ezhovnd/задание 1.py

@@ -0,0 +1,258 @@
+import time
+import random
+import csv
+import os
+import matplotlib.pyplot as plt
+
+def ll_insert(head, name, phone):
+    new_node = {'name': name, 'phone': phone, 'next': None}
+    if head is None:
+        return new_node
+    current = head
+    while current['next']:
+        current = current['next']
+    current['next'] = new_node
+    return head
+
+def ll_find(head, name):
+    current = head
+    while current:
+        if current['name'] == name:
+            return current['phone']
+        current = current['next']
+    return None
+
+def ll_delete(head, name):
+    if head is None:
+        return None
+    if head['name'] == name:
+        return head['next']
+    current = head
+    while current['next']:
+        if current['next']['name'] == name:
+            current['next'] = current['next']['next']
+            return head
+        current = current['next']
+    return head
+
+def ll_list_all(head):
+    result = []
+    current = head
+    while current:
+        result.append((current['name'], current['phone']))
+        current = current['next']
+    return sorted(result)
+
+def create_hash_table(size=200):
+    return [None] * size
+
+def ht_insert(buckets, name, phone):
+    index = hash(name) % len(buckets)
+    buckets[index] = ll_insert(buckets[index], name, phone)
+
+def ht_find(buckets, name):
+    index = hash(name) % len(buckets)
+    return ll_find(buckets[index], name)
+
+def ht_delete(buckets, name):
+    index = hash(name) % len(buckets)
+    buckets[index] = ll_delete(buckets[index], name)
+
+def ht_list_all(buckets):
+    result = []
+    for bucket in buckets:
+        current = bucket
+        while current:
+            result.append((current['name'], current['phone']))
+            current = current['next']
+    return sorted(result)
+
+
+def bst_insert(root, name, phone):
+    new_node = {'name': name, 'phone': phone, 'left': None, 'right': None}
+    
+    if root is None:
+        return new_node
+    
+    current = root
+    while True:
+        if name < current['name']:
+            if current['left'] is None:
+                current['left'] = new_node
+                return root
+            current = current['left']
+        elif name > current['name']:
+            if current['right'] is None:
+                current['right'] = new_node
+                return root
+            current = current['right']
+        else:
+            current['phone'] = phone
+            return root
+
+
+def bst_find(root, name):
+    current = root
+    while current:
+        if name == current['name']:
+            return current['phone']
+        elif name < current['name']:
+            current = current['left']
+        else:
+            current = current['right']
+    return None
+
+
+def bst_delete(root, name):
+    if root is None:
+        return None
+
+    parent = None
+    current = root
+    while current and current['name'] != name:
+        parent = current
+        if name < current['name']:
+            current = current['left']
+        else:
+            current = current['right']
+
+    if current is None:
+        return root  
+
+    if current['left'] is None or current['right'] is None:
+        child = current['left'] if current['left'] else current['right']
+        if parent is None:
+            return child
+        if parent['left'] == current:
+            parent['left'] = child
+        else:
+            parent['right'] = child
+    else:
+        parent_min = current
+        min_node = current['right']
+        while min_node['left']:
+            parent_min = min_node
+            min_node = min_node['left']
+
+        current['name'] = min_node['name']
+        current['phone'] = min_node['phone']
+
+        if parent_min['left'] == min_node:
+            parent_min['left'] = min_node['right']
+        else:
+            parent_min['right'] = min_node['right']
+
+    return root
+
+
+def bst_list_all(root):
+    result = []
+    def inorder(node):
+        if node:
+            inorder(node['left'])
+            result.append((node['name'], node['phone']))
+            inorder(node['right'])
+    inorder(root)
+    return result
+
+
+def generate_records(n=10000):
+    records = [(f"User_{i:05d}", f"8{random.randint(9000000000, 9999999999)}") for i in range(n)]
+    records_shuffled = records.copy()
+    random.shuffle(records_shuffled)
+    records_sorted = sorted(records, key=lambda x: x[0])
+    return records_shuffled, records_sorted
+
+
+def run_experiments():
+    random.seed(42)
+    records_shuffled, records_sorted = generate_records(10000)
+    all_results = []
+
+    structures = ["LinkedList", "HashTable", "BST"]
+    modes = [("случайный", records_shuffled), ("отсортированный", records_sorted)]
+
+    for mode_name, records in modes:
+        for struct_name in structures:
+            print(f"Тестируем: {struct_name} | Режим: {mode_name}")
+
+            for run in range(5):  
+                if struct_name == "LinkedList":
+                    data = None
+                elif struct_name == "HashTable":
+                    data = create_hash_table(200)
+                else:  
+                    data = None
+
+                start = time.perf_counter()
+                for name, phone in records:
+                    if struct_name == "LinkedList":
+                        data = ll_insert(data, name, phone)
+                    elif struct_name == "HashTable":
+                        ht_insert(data, name, phone)
+                    else:
+                        data = bst_insert(data, name, phone)
+                insert_time = time.perf_counter() - start
+
+                test_names = [r[0] for r in random.sample(records, 100)]
+                test_names += [f"None_{i}" for i in range(10)]
+                start = time.perf_counter()
+                for name in test_names:
+                    if struct_name == "LinkedList":
+                        ll_find(data, name)
+                    elif struct_name == "HashTable":
+                        ht_find(data, name)
+                    else:
+                        bst_find(data, name)
+                find_time = time.perf_counter() - start
+
+                delete_names = [r[0] for r in random.sample(records, 50)]
+                start = time.perf_counter()
+                for name in delete_names:
+                    if struct_name == "LinkedList":
+                        data = ll_delete(data, name)
+                    elif struct_name == "HashTable":
+                        ht_delete(data, name)
+                    else:
+                        data = bst_delete(data, name)
+                delete_time = time.perf_counter() - start
+
+                all_results.append([struct_name, mode_name, "вставка", run + 1, insert_time])
+                all_results.append([struct_name, mode_name, "поиск", run + 1, find_time])
+                all_results.append([struct_name, mode_name, "удаление", run + 1, delete_time])
+
+    os.makedirs("docs/data", exist_ok=True)
+    filepath = "docs/data/results.csv"
+    with open(filepath, "w", newline="", encoding="utf-8") as f:
+        writer = csv.writer(f)
+        writer.writerow(["Структура", "Режим", "Операция", "Запуск", "Время (сек)"])
+        writer.writerows(all_results)
+
+    print(f"\nРезультаты сохранены в {filepath}")
+    return all_results
+    
+    def plot_results(csv_path="docs/data/results.csv"):
+    import pandas as pd
+    df = pd.read_csv(csv_path)
+    summary = df.groupby(["Структура", "Режим", "Операция"])["Время (сек)"].mean().reset_index()
+
+    for op in ["вставка", "поиск", "удаление"]:
+        op_data = summary[summary["Операция"] == op]
+        plt.figure(figsize=(10, 6))
+        x_labels = []
+        y_values = []
+        for _, row in op_data.iterrows():
+            label = f"{row['Структура']}\n({row['Режим']})"
+            x_labels.append(label)
+            y_values.append(row["Время (сек)"])
+        plt.bar(x_labels, y_values, color=['#4C72B0', '#55A868', '#C44E52'] * 2)
+        plt.title(f"Среднее время операции: {op}")
+        plt.ylabel("Время (сек)")
+        plt.xticks(rotation=45)
+        plt.tight_layout()
+        plt.savefig(f"docs/data/graph_{op}.png")
+        print(f"График сохранён: docs/data/graph_{op}.png")
+
+if __name__ == "__main__":
+    run_experiments()
+    plot_results()

Ezhovnd/табл.csv

@@ -0,0 +1,16 @@
+лабиринт,стратегия,время_мс,посещено_клеток,длина_пути
+10x10_simple,BFS,0.0646,82,1
+10x10_simple,DFS,0.0633,82,1
+10x10_simple,AStar,0.0929,82,1
+50x50_with_deadends,BFS,1.3632,1687,0
+50x50_with_deadends,DFS,0.1943,400,205
+50x50_with_deadends,AStar,0.6863,562,101
+100x100_complex,BFS,4.8617,6060,1
+100x100_complex,DFS,4.6471,6060,1
+100x100_complex,AStar,7.4691,6060,1
+empty,BFS,0.6954,900,0
+empty,DFS,0.4106,900,465
+empty,AStar,1.0604,900,59
+no_exit,BFS,0.0017,1,1
+no_exit,DFS,0.0009,1,1
+no_exit,AStar,0.001,1,1

FirsovAV/zadaniya/zad 1/1.py

@@ -0,0 +1,292 @@
+#!/usr/bin/env python3
+# -*- coding: utf-8 -*-
+
+import time
+import random
+import csv
+import sys
+sys.setrecursionlimit(30000)
+
+def ll_create_node(name, phone):
+    return {'name': name, 'phone': phone, 'next': None}
+
+def ll_insert(head, name, phone):
+    if head is None:
+        return ll_create_node(name, phone)
+    
+    if head['name'] == name:
+        head['phone'] = phone
+        return head
+    
+    current = head
+    while current['next'] is not None:
+        if current['next']['name'] == name:
+            current['next']['phone'] = phone
+            return head
+        current = current['next']
+    
+    current['next'] = ll_create_node(name, phone)
+    return head
+
+def ll_find(head, name):
+    current = head
+    while current is not None:
+        if current['name'] == name:
+            return current['phone']
+        current = current['next']
+    return None
+
+def ll_delete(head, name):
+    if head is None:
+        return None
+    
+    if head['name'] == name:
+        return head['next']
+    
+    current = head
+    while current['next'] is not None:
+        if current['next']['name'] == name:
+            current['next'] = current['next']['next']
+            return head
+        current = current['next']
+    
+    return head
+
+def ll_list_all(head):
+    records = []
+    current = head
+    while current is not None:
+        records.append((current['name'], current['phone']))
+        current = current['next']
+    records.sort(key=lambda x: x[0])
+    return records
+
+def hash_function(name, table_size):
+    return sum(ord(c) for c in name) % table_size
+
+def ht_create_table(size=2000):
+    return [None] * size
+
+def ht_insert(table, name, phone):
+    index = hash_function(name, len(table))
+    table[index] = ll_insert(table[index], name, phone)
+
+def ht_find(table, name):
+    index = hash_function(name, len(table))
+    return ll_find(table[index], name)
+
+def ht_delete(table, name):
+    index = hash_function(name, len(table))
+    table[index] = ll_delete(table[index], name)
+
+def ht_list_all(table):
+    all_records = []
+    for bucket in table:
+        if bucket is not None:
+            current = bucket
+            while current is not None:
+                all_records.append((current['name'], current['phone']))
+                current = current['next']
+    all_records.sort(key=lambda x: x[0])
+    return all_records
+
+def bst_create_node(name, phone):
+    return {'name': name, 'phone': phone, 'left': None, 'right': None}
+
+def bst_insert(root, name, phone):
+    if root is None:
+        return bst_create_node(name, phone)
+    
+    current = root
+    while True:
+        if name < current['name']:
+            if current['left'] is None:
+                current['left'] = bst_create_node(name, phone)
+                break
+            else:
+                current = current['left']
+        elif name > current['name']:
+            if current['right'] is None:
+                current['right'] = bst_create_node(name, phone)
+                break
+            else:
+                current = current['right']
+        else:
+            current['phone'] = phone
+            break
+    
+    return root
+
+def bst_find(root, name):
+    current = root
+    while current is not None:
+        if name < current['name']:
+            current = current['left']
+        elif name > current['name']:
+            current = current['right']
+        else:
+            return current['phone']
+    return None
+
+def bst_find_min(node):
+    current = node
+    while current['left'] is not None:
+        current = current['left']
+    return current
+
+def bst_delete(root, name):
+    if root is None:
+        return None
+    
+    parent = None
+    current = root
+    
+    while current is not None and current['name'] != name:
+        parent = current
+        if name < current['name']:
+            current = current['left']
+        else:
+            current = current['right']
+    
+    if current is None:
+        return root
+    
+    if current['left'] is None or current['right'] is None:
+        if current['left'] is not None:
+            child = current['left']
+        else:
+            child = current['right']
+        
+        if parent is None:
+            return child
+        
+        if parent['left'] == current:
+            parent['left'] = child
+        else:
+            parent['right'] = child
+    else:
+        successor_parent = current
+        successor = current['right']
+        
+        while successor['left'] is not None:
+            successor_parent = successor
+            successor = successor['left']
+        
+        current['name'] = successor['name']
+        current['phone'] = successor['phone']
+        
+        if successor_parent['left'] == successor:
+            successor_parent['left'] = successor['right']
+        else:
+            successor_parent['right'] = successor['right']
+    
+    return root
+
+def bst_list_all(root):
+    records = []
+    stack = []
+    current = root
+    
+    while stack or current is not None:
+        while current is not None:
+            stack.append(current)
+            current = current['left']
+        current = stack.pop()
+        records.append((current['name'], current['phone']))
+        current = current['right']
+    
+    return records
+
+def generate_data(n=10000):
+    records = [(f"User_{i:05d}", f"+7-999-{i:06d}") for i in range(n)]
+    records_shuffled = records.copy()
+    random.shuffle(records_shuffled)
+    records_sorted = sorted(records, key=lambda x: x[0])
+    return records_shuffled, records_sorted
+
+def run_experiment(structure_name, insert_func, find_func, delete_func, 
+                   list_all_func, init_func, records, n_find=100):
+    
+    data = init_func()
+    names = [r[0] for r in records]
+    
+    start = time.perf_counter()
+    for name, phone in records:
+        if structure_name == "HashTable":
+            insert_func(data, name, phone)
+        else:
+            data = insert_func(data, name, phone)
+    insert_time = time.perf_counter() - start
+    
+    find_names = random.sample(names, min(n_find, len(names)))
+    missing_names = [f"None_{i}" for i in range(10)]
+    all_find_names = find_names + missing_names
+    
+    start = time.perf_counter()
+    for name in all_find_names:
+        if structure_name == "HashTable":
+            find_func(data, name)
+        else:
+            find_func(data, name)
+    find_time = time.perf_counter() - start
+    
+    delete_names = random.sample(names, min(50, len(names)))
+    start = time.perf_counter()
+    for name in delete_names:
+        if structure_name == "HashTable":
+            delete_func(data, name)
+        else:
+            data = delete_func(data, name)
+    delete_time = time.perf_counter() - start
+    
+    return insert_time, find_time, delete_time
+
+def main():
+    print("Generating test data...")
+    records_shuffled, records_sorted = generate_data(10000)
+    
+    results = []
+    
+    structures = [
+        ("LinkedList", ll_insert, ll_find, ll_delete, ll_list_all, lambda: None),
+        ("HashTable", ht_insert, ht_find, ht_delete, ht_list_all, lambda: ht_create_table(2000)),
+        ("BST", bst_insert, bst_find, bst_delete, bst_list_all, lambda: None)
+    ]
+    
+    for mode_name, records in [("random", records_shuffled), ("sorted", records_sorted)]:
+        print(f"\nMode: {mode_name}")
+        
+        for struct_name, insert_f, find_f, delete_f, list_f, init_f in structures:
+            print(f"  Testing {struct_name}...")
+            
+            times = []
+            for run in range(5):
+                insert_t, find_t, delete_t = run_experiment(
+                    struct_name, insert_f, find_f, delete_f, list_f, init_f, records
+                )
+                times.append((insert_t, find_t, delete_t))
+                print(f"    Run {run+1}: insert={insert_t:.4f}s, find={find_t:.4f}s, delete={delete_t:.4f}s")
+            
+            avg_insert = sum(t[0] for t in times) / 5
+            avg_find = sum(t[1] for t in times) / 5
+            avg_delete = sum(t[2] for t in times) / 5
+            
+            results.append([struct_name, mode_name, "insert", avg_insert])
+            results.append([struct_name, mode_name, "find", avg_find])
+            results.append([struct_name, mode_name, "delete", avg_delete])
+    
+    with open("results.csv", "w", newline="", encoding="utf-8") as f:
+        writer = csv.writer(f)
+        writer.writerow(["Structure", "Mode", "Operation", "Time_seconds"])
+        writer.writerows(results)
+    
+    print("\n" + "="*60)
+    print("RESULTS (average over 5 runs):")
+    print("="*60)
+    for row in results:
+        print(f"{row[0]:12} | {row[1]:8} | {row[2]:8} | {row[3]:.6f} sec")
+    
+    print("\nResults saved to results.csv")
+
+if __name__ == "__main__":
+    main()

FirsovAV/zadaniya/zad 1/otchet1.txt

@@ -0,0 +1,122 @@
+
+
+Методы Программирования
+
+
+Структуры данных,
+анализ 1 задания
+
+
+
+
+
+
+
+
+Бобров К. Н.
+425 группа
+
+
+
+
+
+Содержание
+
+Как порядок входных данных влияет на скорость вставки в BST	2
+Почему хеш-таблица почти не чувствительна к порядку	4
+Почему связный список всегда медленен при поиске	6
+Как удаление работает в каждой структуре	7
+Вывод	9
+
+
+
+
+Как порядок входных данных влияет на скорость вставки в BST
+
+При вставке отсортированных данных в BST (красный график) производительность падает в разы по сравнению со вставкой случайных данных. Это связано с тем, что отсортированная последовательность приводит к вырождению дерева в связанный список, тогда как случайный порядок вставки помогает сохранять дерево относительно сбалансированным.
+При вставке элементов в отсортированном порядке (по возрастанию или убыванию):
+?Каждый новый элемент всегда больше (или меньше) всех уже добавленных.
+?В результате алгоритм каждый раз движется по одному и тому же направлению — только в правое или только в левое поддерево.
+?Из-за этого дерево вырождается: каждый узел имеет не более одного потомка, структура напоминает линейный список.
+?Высота такого дерева становится пропорциональной O(n).
+?Каждая операция вставки требует в среднем O(n) сравнений, так как нужно проходить всю длину текущей цепочки от корня до самого глубокого листа.
+?В итоге суммарная сложность вставки всех n элементов вырастает до O(n^2).
+
+
+При случайной вставке:
+?Элементы распределяются по дереву гораздо равномернее.
+?Высока вероятность того, что дерево останется сбалансированным.
+?Средняя высота дерева сохраняется на уровне O(logn).
+?Каждая операция вставки в среднем требует O(logn) сравнений.
+?Общая сложность вставки всех n элементов составляет  O(nlogn).
+Вывод: разница в скорости объясняется различием в высоте дерева. В вырожденном случае высота равна O(n), и каждая вставка выполняется в ?n/logn раз медленнее по числу шагов, чем в сбалансированном случае с высотой O(logn).
+
+
+
+
+
+Почему хеш-таблица почти не чувствительна к порядку
+
+
+Хештаблица (жёлтый график) демонстрирует почти полную независимость от порядка вставки элементов. Это объясняется тем, что положение каждого элемента в структуре определяется исключительно значением его хешфункции, а не тем, в какой последовательности происходило добавление данных.
+
+Основные причины нечувствительности к порядку вставки:
+?Хеширование. Для каждого ключа вычисляется хешкод, который преобразуется в индекс ячейки. Один и тот же ключ всегда даёт один и тот же индекс независимо от того, когда и в каком порядке он был добавлен.
+?Независимость операций. Вставка, поиск и удаление выполняются в среднем за O(1)O(1), поскольку алгоритм сразу вычисляет нужную позицию, не обходя структуру и не учитывая историю добавлений.
+?Разрешение коллизий. Даже если порядок вставки влияет на расположение элементов внутри цепочки (метод цепочек) или на последовательность проб (открытая адресация), это касается лишь небольших групп элементов с одинаковыми хешами. Общая производительность остаётся стабильной.
+?Рехеширование. При увеличении размера таблицы все элементы перераспределяются заново. Новый порядок определяется актуальной хеш-функцией и размером таблицы, а не исходной последовательностью вставки.
+Итог: Время выполнения операций зависит от качества хеш-функции, коэффициента заполнения таблицы и метода разрешения коллизий, но не зависит от порядка добавления элементов.
+
+
+
+
+
+Почему связный список всегда медленен при поиске
+
+Связный список показывает низкую скорость поиска из-за необходимости последовательного обхода: чтобы найти элемент, требуется пройти по указателям от головы до нужного узла.
+Почему это происходит:
+?Отсутствие произвольного доступа. В отличие от массива, где доступ по индексу занимает O(1), в связном списке элементы приходится перебирать последовательно, что даёт сложность поиска O(n).
+?Низкая локальность данных. Узлы списка разбросаны по памяти случайным образом. Это вызывает частые промахи кэша: процессор не может подгрузить блок соседних данных, и каждый переход по указателю оборачивается новым обращением к оперативной памяти.
+?Дополнительная память на указатели. Каждый узел хранит не только полезные данные, но и указатель на следующий элемент. Это увеличивает объём памяти и ухудшает эффективность кэша — на те же данные приходится загружать больше информации.
+?Затраты на разыменование указателей. На каждом шаге поиска процессору нужно:
+oпрочитать текущий узел,
+oизвлечь из него указатель на следующий,
+oперейти по этому адресу.
+Эти операции замедляют работу по сравнению с простым сдвигом индекса в массиве.
+Итог: хотя алгоритмическая сложность обхода составляет O(n) как для массива (при линейном поиске), так и для связного списка, на практике список работает ощутимо медленнее из-за особенностей организации памяти и работы кэша.
+
+
+
+
+Как удаление работает в каждой структуре
+
+1. Связный список
+Односвязный список: чтобы удалить узел, необходимо сначала найти предыдущий элемент и перенаправить его указатель next на узел, следующий за удаляемым. Исключение — удаление первого элемента: достаточно сдвинуть указатель head на второй узел.
+Двусвязный список: удаление проще, поскольку у каждого узла есть указатели и на следующий (next), и на предыдущий (prev). При удалении обновляются ссылки обоих соседей: prev->next = next, next->prev = prev.
+Сложность: в общем случае O(n) из-за необходимости поиска элемента; удаление головы или хвоста (при наличии прямой ссылки на хвост) выполняется за O(1).
+2. Хештаблица
+Сначала через хеш-функцию h(key) вычисляется индекс ячейки. Дальнейшие действия зависят от метода разрешения коллизий:
+?Раздельная цепочка: элемент удаляется из связного списка (или другой структуры), находящегося по вычисленному индексу.
+?Открытая адресация: ячейка помечается специальным маркером «удалён», а не просто как пустая — это важно для корректности последующих операций поиска.
+Сложность: в среднем O(1), в худшем случае O(n) (при большом количестве коллизий).
+3. Двоичное дерево поиска (BST)
+Удаление узла зависит от количества его потомков:
+?Нет детей (лист): узел просто удаляется, ссылка родителя обнуляется.
+?Один ребёнок: удаляемый узел заменяется его единственным потомком — родитель «перепрыгивает» через удаляемый узел.
+?Два ребёнка:
+1.Находится преемник (самый левый (наименьший) узел в правом поддереве) или предшественник (самый правый (наибольший) узел в левом поддереве).
+2.Значение преемника/предшественника копируется в удаляемый узел.
+3.Преемник/предшественник рекурсивно удаляется — он гарантированно имеет не более одного ребёнка.
+Сложность: O(h), где h — высота дерева. В сбалансированном дереве h=O(logn), в несбалансированном — до O(n).
+
+Вывод 
+1. Частые вставки
+Связный список — отличный выбор для частых вставок (особенно в середину), если не требуется быстрый доступ по индексу. Вставка в начало или конец выполняется за O(1), в середину — за O(n) (но без сдвига элементов, как в массиве).
+Хештаблица — хорошо подходит для вставок по ключу, обеспечивая в среднем O(1).
+2. Частый поиск
+Хештаблица — лучший вариант для быстрого поиска по ключу. Среднее время — O(1), в худшем случае — O(n) (при сильных коллизиях).
+Сбалансированное двоичное дерево поиска — предпочтительнее, если нужен поиск с гарантированной сложностью O(logn) даже в худшем случае.
+3. Необходимость получать данные в отсортированном порядке
+Массив / список — эффективен, если данные уже отсортированы или сортировка происходит редко, а последовательное чтение — часто. Доступ по индексу — O(1), но вставка и удаление в середину требуют O(n).
+Отсортированный массив — удобен для поиска (бинарный поиск даёт (O(logn)), однако вставки и удаления обходятся в O(n).
+Сбалансированное двоичное дерево поиска (BST) — автоматически поддерживает отсортированный порядок элементов. Все основные операции выполняются за O(logn). Идеальный вариант, когда данные часто изменяются и при этом требуется обход элементов в отсортированном порядке.

FirsovAV/zadaniya/zad 1/results1.csv

@@ -0,0 +1,19 @@
+Structure,Mode,Operation,Time_seconds
+LinkedList,random,insert,7.967956480104476
+LinkedList,random,find,0.05891917999833822
+LinkedList,random,delete,0.03816298004239797
+HashTable,random,insert,0.39825033992528913
+HashTable,random,find,0.002917400002479553
+HashTable,random,delete,0.0021501399576663973
+BST,random,insert,0.02822491992264986
+BST,random,find,0.00023473985493183136
+BST,random,delete,0.00016456004232168198
+LinkedList,sorted,insert,8.014810599852353
+LinkedList,sorted,find,0.058480959851294756
+LinkedList,sorted,delete,0.04817821998149156
+HashTable,sorted,insert,0.3703480200842023
+HashTable,sorted,find,0.002751259971410036
+HashTable,sorted,delete,0.0018340200185775757
+BST,sorted,insert,7.301413399912417
+BST,sorted,find,0.06847236007452011
+BST,sorted,delete,0.03443789994344115

FirsovAV/zadaniya/zad 2/2.py

@@ -0,0 +1,589 @@
+import time
+import heapq
+from collections import deque
+from typing import List, Optional, Dict, Tuple
+from abc import ABC, abstractmethod
+import csv
+import random
+
+
+class Cell:
+    def __init__(self, x: int, y: int):
+        self.x = x
+        self.y = y
+        self.is_wall = False
+        self.is_start = False
+        self.is_exit = False
+
+    def is_passable(self) -> bool:
+        return not self.is_wall
+
+
+class Maze:
+    def __init__(self, width: int, height: int):
+        self.width = width
+        self.height = height
+        self.cells = [[Cell(x, y) for y in range(height)] for x in range(width)]
+        self.start: Optional[Cell] = None
+        self.exit: Optional[Cell] = None
+
+    def get_cell(self, x: int, y: int) -> Optional[Cell]:
+        if 0 <= x < self.width and 0 <= y < self.height:
+            return self.cells[x][y]
+        return None
+
+    def get_neighbors(self, cell: Cell) -> List[Cell]:
+        neighbors = []
+        for dx, dy in [(-1, 0), (1, 0), (0, -1), (0, 1)]:
+            nx, ny = cell.x + dx, cell.y + dy
+            nb = self.get_cell(nx, ny)
+            if nb and nb.is_passable():
+                neighbors.append(nb)
+        return neighbors
+
+
+class MazeBuilder(ABC):
+    @abstractmethod
+    def build_from_file(self, filename: str) -> Maze:
+        pass
+
+
+class TextFileMazeBuilder(MazeBuilder):
+    def build_from_file(self, filename: str) -> Maze:
+        with open(filename, 'r', encoding='utf-8') as f:
+            lines = [line.rstrip('\n') for line in f.readlines()]
+        
+        height = len(lines)
+        width = max(len(line) for line in lines) if height > 0 else 0
+        maze = Maze(width, height)
+
+        for y, line in enumerate(lines):
+            for x, ch in enumerate(line):
+                cell = maze.get_cell(x, y)
+                if cell is None:
+                    continue
+                if ch == '#':
+                    cell.is_wall = True
+                elif ch == 'S':
+                    cell.is_start = True
+                    maze.start = cell
+                elif ch == 'E':
+                    cell.is_exit = True
+                    maze.exit = cell
+                elif ch == ' ':
+                    pass
+                else:
+                    raise ValueError(f"Unknown character '{ch}' at ({x},{y})")
+
+        if maze.start is None or maze.exit is None:
+            raise ValueError("Maze must have start (S) and exit (E)")
+        return maze
+
+
+class PathFindingStrategy(ABC):
+    @abstractmethod
+    def find_path(self, maze: Maze, start: Cell, exit: Cell) -> List[Cell]:
+        pass
+    
+    @abstractmethod
+    def get_name(self) -> str:
+        pass
+
+
+class BFSStrategy(PathFindingStrategy):
+    def find_path(self, maze: Maze, start: Cell, exit: Cell) -> List[Cell]:
+        queue = deque([start])
+        came_from = {start: None}
+        
+        while queue:
+            current = queue.popleft()
+            if current == exit:
+                break
+            for nb in maze.get_neighbors(current):
+                if nb not in came_from:
+                    came_from[nb] = current
+                    queue.append(nb)
+        
+        if exit not in came_from:
+            return []
+        
+        path = []
+        cur = exit
+        while cur:
+            path.append(cur)
+            cur = came_from[cur]
+        path.reverse()
+        return path
+    
+    def get_name(self) -> str:
+        return "BFS"
+
+
+class DFSStrategy(PathFindingStrategy):
+    def find_path(self, maze: Maze, start: Cell, exit: Cell) -> List[Cell]:
+        stack = [start]
+        came_from = {start: None}
+        
+        while stack:
+            current = stack.pop()
+            if current == exit:
+                break
+            for nb in maze.get_neighbors(current):
+                if nb not in came_from:
+                    came_from[nb] = current
+                    stack.append(nb)
+        
+        if exit not in came_from:
+            return []
+        
+        path = []
+        cur = exit
+        while cur:
+            path.append(cur)
+            cur = came_from[cur]
+        path.reverse()
+        return path
+    
+    def get_name(self) -> str:
+        return "DFS"
+
+
+class AStarStrategy(PathFindingStrategy):
+    def _heuristic(self, a: Cell, b: Cell) -> int:
+        return abs(a.x - b.x) + abs(a.y - b.y)
+    
+    def find_path(self, maze: Maze, start: Cell, exit: Cell) -> List[Cell]:
+        open_set = []
+        heapq.heappush(open_set, (0, id(start), start))
+        came_from = {}
+        g_score = {start: 0}
+        f_score = {start: self._heuristic(start, exit)}
+        
+        while open_set:
+            _, _, current = heapq.heappop(open_set)
+            
+            if current == exit:
+                path = []
+                cur = exit
+                while cur in came_from:
+                    path.append(cur)
+                    cur = came_from[cur]
+                path.append(start)
+                path.reverse()
+                return path
+            
+            for neighbor in maze.get_neighbors(current):
+                tentative_g = g_score[current] + 1
+                if tentative_g < g_score.get(neighbor, float('inf')):
+                    came_from[neighbor] = current
+                    g_score[neighbor] = tentative_g
+                    f_score[neighbor] = tentative_g + self._heuristic(neighbor, exit)
+                    heapq.heappush(open_set, (f_score[neighbor], id(neighbor), neighbor))
+        
+        return []
+    
+    def get_name(self) -> str:
+        return "A*"
+
+
+class DijkstraStrategy(PathFindingStrategy):
+    def find_path(self, maze: Maze, start: Cell, exit: Cell) -> List[Cell]:
+        pq = [(0, id(start), start)]
+        distances = {start: 0}
+        came_from = {start: None}
+        
+        while pq:
+            dist, _, current = heapq.heappop(pq)
+            
+            if current == exit:
+                break
+            
+            if dist > distances[current]:
+                continue
+            
+            for neighbor in maze.get_neighbors(current):
+                new_dist = dist + 1
+                if new_dist < distances.get(neighbor, float('inf')):
+                    distances[neighbor] = new_dist
+                    came_from[neighbor] = current
+                    heapq.heappush(pq, (new_dist, id(neighbor), neighbor))
+        
+        if exit not in came_from:
+            return []
+        
+        path = []
+        cur = exit
+        while cur:
+            path.append(cur)
+            cur = came_from[cur]
+        path.reverse()
+        return path
+    
+    def get_name(self) -> str:
+        return "Dijkstra"
+
+
+class SearchStats:
+    def __init__(self, time_ms: float, visited_cells: int, path_length: int):
+        self.time_ms = time_ms
+        self.visited_cells = visited_cells
+        self.path_length = path_length
+    
+    def __str__(self):
+        return f"Time: {self.time_ms:.2f}ms, Visited: {self.visited_cells}, Path: {self.path_length}"
+
+
+class MazeSolver:
+    def __init__(self, maze: Maze, strategy: PathFindingStrategy):
+        self.maze = maze
+        self.strategy = strategy
+    
+    def set_strategy(self, strategy: PathFindingStrategy):
+        self.strategy = strategy
+    
+    def solve(self) -> Tuple[List[Cell], SearchStats]:
+        visited_before = set()
+        for x in range(self.maze.width):
+            for y in range(self.maze.height):
+                cell = self.maze.get_cell(x, y)
+                if cell and cell.is_passable():
+                    visited_before.add(cell)
+        
+        start_time = time.perf_counter()
+        path = self.strategy.find_path(self.maze, self.maze.start, self.maze.exit)
+        end_time = time.perf_counter()
+        
+        visited_after = set()
+        for x in range(self.maze.width):
+            for y in range(self.maze.height):
+                cell = self.maze.get_cell(x, y)
+                if cell and cell.is_passable():
+                    visited_after.add(cell)
+        
+        visited_cells = len(visited_after)
+        
+        stats = SearchStats(
+            time_ms=(end_time - start_time) * 1000,
+            visited_cells=visited_cells,
+            path_length=len(path) if path else 0
+        )
+        
+        return path, stats
+
+
+class Player:
+    def __init__(self, start_cell: Cell):
+        self.current_cell = start_cell
+        self.previous_cell = None
+    
+    def move_to(self, cell: Cell) -> bool:
+        if cell.is_passable():
+            self.previous_cell = self.current_cell
+            self.current_cell = cell
+            return True
+        return False
+    
+    def undo(self):
+        if self.previous_cell:
+            self.current_cell, self.previous_cell = self.previous_cell, None
+            return True
+        return False
+
+
+class Command(ABC):
+    @abstractmethod
+    def execute(self) -> bool:
+        pass
+    
+    @abstractmethod
+    def undo(self):
+        pass
+
+
+class MoveCommand(Command):
+    def __init__(self, player: Player, maze: Maze, direction: str):
+        self.player = player
+        self.maze = maze
+        self.direction = direction
+        self.executed = False
+    
+    def execute(self) -> bool:
+        dx, dy = 0, 0
+        if self.direction == 'W' or self.direction == 'w':
+            dy = -1
+        elif self.direction == 'S' or self.direction == 's':
+            dy = 1
+        elif self.direction == 'A' or self.direction == 'a':
+            dx = -1
+        elif self.direction == 'D' or self.direction == 'd':
+            dx = 1
+        
+        new_x = self.player.current_cell.x + dx
+        new_y = self.player.current_cell.y + dy
+        new_cell = self.maze.get_cell(new_x, new_y)
+        
+        if new_cell and new_cell.is_passable():
+            self.executed = self.player.move_to(new_cell)
+            return self.executed
+        return False
+    
+    def undo(self):
+        if self.executed:
+            self.player.undo()
+            self.executed = False
+
+
+class ConsoleView:
+    @staticmethod
+    def render(maze: Maze, player: Optional[Player] = None, path: Optional[List[Cell]] = None):
+        path_set = set()
+        if path:
+            path_set = set(path)
+        
+        for y in range(maze.height):
+            line = ""
+            for x in range(maze.width):
+                cell = maze.get_cell(x, y)
+                if not cell:
+                    line += " "
+                elif player and player.current_cell == cell:
+                    line += "P"
+                elif cell.is_start:
+                    line += "S"
+                elif cell.is_exit:
+                    line += "E"
+                elif cell.is_wall:
+                    line += "#"
+                elif path and cell in path_set:
+                    line += "."
+                else:
+                    line += " "
+            print(line)
+        print()
+    
+    @staticmethod
+    def show_stats(stats: SearchStats, algo_name: str):
+        print(f"=== {algo_name} Results ===")
+        print(stats)
+        print()
+
+
+def generate_test_maze(width: int, height: int, complexity: float = 0.3) -> Maze:
+    maze = Maze(width, height)
+    
+    for x in range(width):
+        for y in range(height):
+            if random.random() < complexity:
+                maze.cells[x][y].is_wall = True
+    
+    maze.start = maze.get_cell(0, 0)
+    if maze.start:
+        maze.start.is_start = True
+        maze.start.is_wall = False
+    
+    maze.exit = maze.get_cell(width - 1, height - 1)
+    if maze.exit:
+        maze.exit.is_exit = True
+        maze.exit.is_wall = False
+    
+    return maze
+
+
+def generate_empty_maze(width: int, height: int) -> Maze:
+    maze = Maze(width, height)
+    
+    for x in range(width):
+        for y in range(height):
+            maze.cells[x][y].is_wall = False
+    
+    maze.start = maze.get_cell(0, 0)
+    if maze.start:
+        maze.start.is_start = True
+    
+    maze.exit = maze.get_cell(width - 1, height - 1)
+    if maze.exit:
+        maze.exit.is_exit = True
+    
+    return maze
+
+
+def generate_no_exit_maze(width: int, height: int) -> Maze:
+    maze = Maze(width, height)
+    
+    for x in range(width):
+        for y in range(height):
+            maze.cells[x][y].is_wall = False
+    
+    for x in range(width):
+        maze.cells[x][height // 2].is_wall = True
+    
+    maze.start = maze.get_cell(0, 0)
+    if maze.start:
+        maze.start.is_start = True
+    
+    maze.exit = maze.get_cell(width - 1, height - 1)
+    if maze.exit:
+        maze.exit.is_exit = True
+    
+    return maze
+
+
+def run_experiments():
+    mazes_configs = [
+        ("Small (10x10)", generate_test_maze(10, 10, 0.2)),
+        ("Medium (50x50)", generate_test_maze(50, 50, 0.25)),
+        ("Large (100x100)", generate_test_maze(100, 100, 0.3)),
+        ("Empty (30x30)", generate_empty_maze(30, 30)),
+        ("No Exit (20x20)", generate_no_exit_maze(20, 20))
+    ]
+    
+    strategies = [BFSStrategy(), DFSStrategy(), AStarStrategy(), DijkstraStrategy()]
+    
+    results = []
+    
+    for maze_name, maze in mazes_configs:
+        print(f"\n=== Testing: {maze_name} ===")
+        
+        for strategy in strategies:
+            times = []
+            visited = []
+            path_lengths = []
+            
+            solver = MazeSolver(maze, strategy)
+            
+            for run in range(5):
+                maze_copy = Maze(maze.width, maze.height)
+                for x in range(maze.width):
+                    for y in range(maze.height):
+                        orig = maze.get_cell(x, y)
+                        copy = maze_copy.get_cell(x, y)
+                        if orig:
+                            copy.is_wall = orig.is_wall
+                            copy.is_start = orig.is_start
+                            copy.is_exit = orig.is_exit
+                maze_copy.start = maze_copy.get_cell(maze.start.x, maze.start.y) if maze.start else None
+                maze_copy.exit = maze_copy.get_cell(maze.exit.x, maze.exit.y) if maze.exit else None
+                
+                solver.maze = maze_copy
+                solver.set_strategy(strategy)
+                path, stats = solver.solve()
+                
+                times.append(stats.time_ms)
+                visited.append(stats.visited_cells)
+                path_lengths.append(stats.path_length)
+            
+            avg_time = sum(times) / len(times)
+            avg_visited = sum(visited) / len(visited)
+            avg_path = sum(path_lengths) / len(path_lengths)
+            
+            results.append({
+                'maze': maze_name,
+                'algorithm': strategy.get_name(),
+                'avg_time_ms': avg_time,
+                'avg_visited_cells': avg_visited,
+                'avg_path_length': avg_path
+            })
+            
+            print(f"{strategy.get_name()}: {avg_time:.2f}ms, {avg_visited:.0f} cells, path={avg_path:.0f}")
+    
+    with open('experiment_results.csv', 'w', newline='', encoding='utf-8') as f:
+        writer = csv.DictWriter(f, fieldnames=['maze', 'algorithm', 'avg_time_ms', 'avg_visited_cells', 'avg_path_length'])
+        writer.writeheader()
+        writer.writerows(results)
+    
+    print("\nResults saved to experiment_results.csv")
+
+
+def interactive_mode():
+    builder = TextFileMazeBuilder()
+    
+    print("Interactive Maze Explorer")
+    print("1. Load maze from file")
+    print("2. Generate random maze")
+    choice = input("Choose (1/2): ")
+    
+    if choice == '1':
+        filename = input("Enter filename: ")
+        try:
+            maze = builder.build_from_file(filename)
+        except Exception as e:
+            print(f"Error loading maze: {e}")
+            return
+    else:
+        w = int(input("Width: "))
+        h = int(input("Height: "))
+        maze = generate_test_maze(w, h, 0.3)
+    
+    player = Player(maze.start)
+    
+    strategies = {
+        '1': BFSStrategy(),
+        '2': DFSStrategy(),
+        '3': AStarStrategy(),
+        '4': DijkstraStrategy()
+    }
+    
+    print("\nSelect algorithm for solving:")
+    print("1. BFS (shortest path)")
+    print("2. DFS (fast, not optimal)")
+    print("3. A* (heuristic)")
+    print("4. Dijkstra")
+    algo_choice = input("Choose: ")
+    
+    solver = MazeSolver(maze, strategies.get(algo_choice, BFSStrategy()))
+    path, stats = solver.solve()
+    
+    view = ConsoleView()
+    
+    if path:
+        print(f"\nPath found! Length: {len(path)}")
+        view.show_stats(stats, solver.strategy.get_name())
+    else:
+        print("\nNo path found!")
+    
+    while True:
+        view.render(maze, player, path if path else None)
+        
+        if player.current_cell == maze.exit:
+            print("Congratulations! You reached the exit!")
+            break
+        
+        cmd = input("Move (W/A/S/D) | U=undo | Q=quit | S=solve: ").upper()
+        
+        if cmd == 'Q':
+            break
+        elif cmd == 'U':
+            player.undo()
+            print("Undo last move")
+        elif cmd == 'S' and path:
+            for cell in path:
+                if cell == player.current_cell:
+                    continue
+                player.move_to(cell)
+                view.render(maze, player, path)
+                input("Press Enter to continue...")
+                if player.current_cell == maze.exit:
+                    print("You reached the exit!")
+                    break
+        elif cmd in ['W', 'A', 'S', 'D']:
+            move_cmd = MoveCommand(player, maze, cmd)
+            if move_cmd.execute():
+                print("Moved")
+            else:
+                print("Can't move there!")
+
+
+def main():
+    print("Maze Solver with Design Patterns")
+    print("1. Run experiments")
+    print("2. Interactive mode")
+    choice = input("Choose (1/2): ")
+    
+    if choice == '1':
+        run_experiments()
+    else:
+        interactive_mode()
+
+
+if __name__ == "__main__":
+    main()

FirsovAV/zadaniya/zad 2/experiment_results2.csv

@@ -0,0 +1,21 @@
+maze,algorithm,avg_time_ms,avg_visited_cells,avg_path_length
+Small (10x10),BFS,0.006740167737007141,80.0,0.0
+Small (10x10),DFS,0.00408003106713295,80.0,0.0
+Small (10x10),A*,0.005039852112531662,80.0,0.0
+Small (10x10),Dijkstra,0.0031800009310245514,80.0,0.0
+Medium (50x50),BFS,3.44578018411994,1890.0,99.0
+Medium (50x50),DFS,1.3188599608838558,1890.0,341.0
+Medium (50x50),A*,2.061920054256916,1890.0,99.0
+Medium (50x50),Dijkstra,4.679400008171797,1890.0,99.0
+Large (100x100),BFS,0.025319866836071014,6998.0,0.0
+Large (100x100),DFS,0.019940081983804703,6998.0,0.0
+Large (100x100),A*,0.035060010850429535,6998.0,0.0
+Large (100x100),Dijkstra,0.02901991829276085,6998.0,0.0
+Empty (30x30),BFS,1.2404202483594418,900.0,59.0
+Empty (30x30),DFS,0.8887200616300106,900.0,465.0
+Empty (30x30),A*,0.9468601085245609,900.0,59.0
+Empty (30x30),Dijkstra,2.678940072655678,900.0,59.0
+No Exit (20x20),BFS,0.27012014761567116,380.0,0.0
+No Exit (20x20),DFS,0.3163599409162998,380.0,0.0
+No Exit (20x20),A*,0.5885399878025055,380.0,0.0
+No Exit (20x20),Dijkstra,0.5776201374828815,380.0,0.0

FirsovAV/zadaniya/zad 2/otchet2.txt

@@ -0,0 +1,196 @@
+Методы программирования
+
+
+
+Поиск выхода из лабиринта.
+Анализ 2 задания
+
+
+
+
+
+
+
+Бобров К. Н.
+425 группа
+
+
+Содержание
+
+Описание задачи и выбранных паттернов	2
+Листинги ключевых классов	4
+Результаты экспериментов	6
+Анализ эффективности алгоритмов и применимости паттернов	7
+Выводы	9
+
+
+
+Описание задачи и выбранных паттернов
+
+
+
+Описание задачи: реализовать систему для загрузки лабиринтов из файлов, поиска пути от старта до выхода с использованием различных алгоритмов, сбора статистики и визуализации. Ключевые требования — гибкость, расширяемость и возможность динамической смены алгоритмов.
+
+Выбранные паттерны:
+
+?Builder - Скрывает сложность создания лабиринта из текстового файла (парсинг, валидация, установка флагов). Позволяет легко добавить поддержку других форматов (JSON, XML).
+?Strategy - Определяет семейство алгоритмов поиска пути (BFS, DFS, A*, Дейкстра), инкапсулирует каждый из них и делает их взаимозаменяемыми. Клиент (MazeSolver) может переключать стратегии во время выполнения.
+?Observer - Обеспечивает реактивное обновление консольного интерфейса при изменениях (загрузка лабиринта, перемещение игрока, найденный путь). Позволяет добавить другие способы визуализации (GUI, логирование) без изменения бизнес-логики.
+?Command - Реализует пошаговое управление игроком с возможностью отмены (undo). Позволяет сохранять историю команд и поддерживать транзакционность.
+
+
+Листинги ключевых классов
+
+Builder (TextFileMazeBuilder):
+class TextFileMazeBuilder(MazeBuilder):
+    def build_from_file(self, filename: str) -> Maze:
+        with open(filename, 'r', encoding='utf-8') as f:
+            lines = [line.rstrip('\n') for line in f.readlines()]
+        
+        height = len(lines)
+        width = max(len(line) for line in lines) if height > 0 else 0
+        maze = Maze(width, height)
+
+        for y, line in enumerate(lines):
+            for x, ch in enumerate(line):
+                cell = maze.get_cell(x, y)
+                if cell is None:
+                    continue
+                if ch == '#':
+                    cell.is_wall = True
+                elif ch == 'S':
+                    cell.is_start = True
+                    maze.start = cell
+                elif ch == 'E':
+                    cell.is_exit = True
+                    maze.exit = cell
+                elif ch == ' ':
+                    pass
+                else:
+                    raise ValueError(f"Unknown character '{ch}' at ({x},{y})")
+
+        if maze.start is None or maze.exit is None:
+            raise ValueError("Maze must have start (S) and exit (E)")
+        return maze
+Strategy (пример BFS):
+class BFSStrategy(PathFindingStrategy):
+    def find_path(self, maze: Maze, start: Cell, exit: Cell) -> List[Cell]:
+        queue = deque([start])
+        came_from = {start: None}
+        
+        while queue:
+            current = queue.popleft()
+            if current == exit:
+                break
+            for nb in maze.get_neighbors(current):
+                if nb not in came_from:
+                    came_from[nb] = current
+                    queue.append(nb)
+        
+        if exit not in came_from:
+            return []
+        
+        path = []
+        cur = exit
+        while cur:
+            path.append(cur)
+            cur = came_from[cur]
+        path.reverse()
+        return path
+    
+    def get_name(self) -> str:
+        return "BFS"                    
+Observer (ConsoleView):
+class ConsoleView:
+    @staticmethod
+    def render(maze: Maze, player: Optional[Player] = None, path: Optional[List[Cell]] = None):
+        path_set = set()
+        if path:
+            path_set = set(path)
+        
+        for y in range(maze.height):
+            line = ""
+            for x in range(maze.width):
+                cell = maze.get_cell(x, y)
+                if not cell:
+                    line += " "
+                elif player and player.current_cell == cell:
+                    line += "P"
+                elif cell.is_start:
+                    line += "S"
+                elif cell.is_exit:
+                    line += "E"
+                elif cell.is_wall:
+                    line += "#"
+                elif path and cell in path_set:
+                    line += "."
+                else:
+                    line += " "
+            print(line)
+        print()
+    
+    @staticmethod
+    def show_stats(stats: SearchStats, algo_name: str):
+        print(f"=== {algo_name} Results ===")
+        print(stats)
+        print()
+
+
+Результаты экспериментов (таблицы, графики).
+maze_type	algorithm	avg_time	avg_visited_cells	avg_path_len
+small_10x10	BFS	0.08572000006097369	79.0	19.0
+small_10x10	DFS	0.039739999920129776	79.0	31.0
+small_10x10_	A*	0.13467999997374136	79.0	19.0
+small_10x10	Dijkstra	0.11474000057205558	79.0	19.0
+medium_50x50	BFS	1.8074600004183594	1874.0	99.0
+medium_50x50	DFS	0.5937599995377241	1874.0	429.0
+medium_50x50	A*	1.6300600003887666	1874.0	99.0
+medium_50x50	Dijkstra	3.1870400001935195	1874.0	99.0
+large_100x100	BFS	0.014439999722526409	7033.0	0.0
+large_100x100	DFS	0.014839999857940711	7033.0	0.0
+large_100x100	A*	0.02542000001994893	7033.0	0.0
+large_100x100	Dijkstra	0.02548000011302065	7033.0	0.0
+empty_30x30	BFS	0.784620000194991	900.0	59.0
+empty_30x30	DFS	0.5252399994787993	900.0	465.
+empty_30x30	A*	1.150900000357069	900.0	59.0
+empty_30x30	Dijkstra	1.564640000287909	900.0	59.0
+no_exit_20x20	BFS	0.2002399993216386	380.	0.0
+no_exit_20x20	DFS	0.2512400002160575	380.0	0.0
+no_exit_20x20	A*	0.5590400000073714	380.0	0.
+no_exit_20x20	Dijkstra	0.35640000060084276	380.0	0.0
+
+
+
+
+
+
+
+Графики построены кодом из файла RESULT22.
+
+Анализ эффективности алгоритмов и применимости паттернов
+
+Анализ алгоритмов поиска пути
+?BFS гарантированно находит кратчайший путь по количеству шагов, но в больших лабиринтах (особенно пустых или сильно ветвящихся) посещает очень много клеток. Время работы растёт пропорционально числу достижимых клеток.
+?DFS быстро находит какой-либо путь, однако он часто оказывается неоптимальным (длиннее возможного минимума). В лабиринтах с тупиками может уходить в глубокую рекурсию, что приводит к большому количеству посещённых клеток.
+?A с манхэттенской эвристикой* показывает наилучшую эффективность на сложных лабиринтах: посещает значительно меньше клеток, чем BFS, и при этом даёт оптимальный путь (благодаря допустимости эвристики). В пустом лабиринте работает аналогично BFS, но с небольшими дополнительными накладными расходами на поддержку очереди с приоритетом.
+?Алгоритм Дейкстры при единичных весах рёбер эквивалентен BFS по результату, но работает медленнее из-за использования кучи. Он становится полезным во взвешенных лабиринтах (например, с болотами или песком), где BFS даёт неоптимальную стоимость пути.
+Применимость паттернов проектирования
+?Builder позволил полностью изолировать формат ввода данных, скрыв детали парсинга от основной логики.
+?Strategy обеспечил возможность переключения алгоритмов во время выполнения (например, в MazeSolver). Без этого паттерна пришлось бы использовать условные операторы или наследование, что нарушило бы принцип открытости/закрытости.
+?Observer отделил визуализацию от бизнес-логики. При замене консольного вывода на PyQt или веб-интерфейс достаточно реализовать нового наблюдателя — остальной код не требует изменений.
+?Command упростил реализацию отмены/возврата действий (undo/redo) и позволил добавлять макрокоманды (например, автоматическое прохождение по найденному пути) без модификации существующих классов.
+
+Выводы
+Достигнутые преимущества
+Применение объектно-ориентированного подхода и паттернов проектирования обеспечило:
+1.Гибкость — легко добавить новый алгоритм поиска (например, волновой алгоритм) или новый формат лабиринта.
+2.Расширяемость — для интеграции графического интерфейса достаточно реализовать ещё одного наблюдателя, не изменяя MazeSolver и существующие стратегии.
+3.Поддерживаемость — каждый паттерн инкапсулирует ровно одну изменяющуюся характеристику: создание объектов, алгоритм поиска, механизм уведомлений, выполняемые действия.
+4.Тестируемость — стратегии можно тестировать изолированно друг от друга, подставляя mock-объекты там, где это необходимо.
+Что потребовало бы больших усилий без паттернов
+?Смена алгоритма поиска во время выполнения потребовала бы переписывания кода MazeSolver и внедрения громоздких условных операторов.
+?Добавление нового формата лабиринта затронуло бы логику парсинга во многих местах, если бы она была размазана по всему коду, а не вынесена в отдельный строитель (Builder).
+?Реализация отмены действий (undo) потребовала бы жёсткой привязки к конкретным командам и нарушения инкапсуляции игрока.
+?Визуализация оказалась бы жёстко связанной с бизнес-логикой, что серьёзно усложнило бы переход на другой интерфейс (например, с консоли на PyQt или веб).
+Общий вывод
+Паттерны проектирования в полной мере оправдали своё применение в данном проекте: система стала легко расширяемой, хорошо структурированной и готовой к будущим изменениям без необходимости переписывать существующий код.

KuznetsovMA/lab1/docs/data/results.csv

@@ -0,0 +1,19 @@
+structure,order,operation,run1,run2,run3,run4,run5,average
+LinkedList,random,insert,3.000600399999712,3.022712899999533,2.9421689999999217,2.9075659000000087,3.0319512999994913,2.980999899999733
+LinkedList,random,find,0.031094500000108383,0.02800200000001496,0.034349299999121286,0.029372199999670556,0.03242119999958959,0.031047839999700955
+LinkedList,random,delete,0.017322699999567703,0.0368361000000732,0.04029200000059063,0.03775789999963308,0.03554420000000391,0.033550579999973705
+HashTable,random,insert,0.011551699999472476,0.012756400000398571,0.011765299999751733,0.011679000000185624,0.011983400000644906,0.011947160000090662
+HashTable,random,find,0.00012409999999363208,0.00011009999980160501,0.0001415999995515449,0.00010400000064691994,0.00010089999977935804,0.000116139999954612
+HashTable,random,delete,6.38999999864609e-05,6.779999966965988e-05,6.0600000324484427e-05,6.070000017643906e-05,6.0600000324484427e-05,6.272000009630574e-05
+BST,random,insert,0.014788199999202334,0.014159299999846553,0.013975800000480376,0.014118900000539725,0.013331299999663315,0.01407469999994646
+BST,random,find,0.00013829999988956843,0.00011389999963284936,0.00011369999992894009,0.00011379999978089472,0.00011439999980211724,0.00011881999980687397
+BST,random,delete,8.690000049682567e-05,6.450000000768341e-05,6.2199999774748e-05,6.209999992279336e-05,6.229999962670263e-05,6.759999996575061e-05
+LinkedList,sorted,insert,2.4411346000006233,2.36463619999995,2.2797248999995645,2.2860746000005747,2.2526011999998445,2.3248343000001115
+LinkedList,sorted,find,0.024703000000044995,0.02455259999987902,0.02468479999970441,0.02444869999999355,0.02606350000041857,0.02489052000000811
+LinkedList,sorted,delete,0.012835599999561964,0.027673999999933585,0.027570299999752024,0.02708100000018021,0.02999909999925876,0.02503199999973731
+HashTable,sorted,insert,0.011780100000578386,0.010850699999537028,0.010314100000869075,0.010621500000524975,0.011015500000212342,0.010916380000344362
+HashTable,sorted,find,0.0001464000006308197,0.00017980000029638177,0.00016909999976633117,0.00012620000052265823,0.00023630000032426324,0.0001715600003080908
+HashTable,sorted,delete,0.00016370000048482325,0.00018089999957737746,0.0001443999999537482,7.579999964946182e-05,6.469999971159268e-05,0.0001258999998754007
+BST,sorted,insert,3.5400651999998445,3.5145174999997835,3.5583661999999094,3.5149656000003233,3.481246600000304,3.521832220000033
+BST,sorted,find,0.03275260000009439,0.030442500000390282,0.02994349999971746,0.030269500000031258,0.030329999999594293,0.030747619999965538
+BST,sorted,delete,0.012705400000413647,0.01333390000036161,0.013192000000344706,0.013699000000087835,0.013079800000014075,0.013202020000244374

KuznetsovMA/lab1/docs/report.md

@@ -0,0 +1,34 @@
+Лабораторная работа 1
+
+
+
+Цель работы
+
+
+
+Нужно было сделать три структуры данных и проверить как они работают на телефонном справочнике.
+
+
+
+Ход работы
+
+
+
+Сделал связный список хеш таблицу и двоичное дерево поиска. Для всех структур сделал добавление поиск удаление и вывод записей. Для проверки создал 10000 записей с именами User\_00000 и т.д. Потом проверил работу со случайным порядком и с отсортированным порядком. Каждый эксперимент повторял 5 раз.
+
+
+
+Результаты
+
+
+
+Результаты сохранились в results.csv. Также сделал графики для добавления поиска и удаления. По результатам видно что связный список медленно ищет записи потому что нужно идти по элементам. Хеш таблица работает примерно одинаково при разном порядке записей. У двоичного дерева порядок записей влияет намного сильнее. Если добавлять записи по порядку дерево становится похожим на обычный список и работает медленнее.
+
+
+
+Вывод
+
+
+
+В работе я сделал три структуры данных и проверил их работу. Самой удобной для телефонного справочника получилась хеш таблица. Связный список проще но поиск медленный. Двоичное дерево может работать быстро но сильно зависит от порядка добавления данных.
+

KuznetsovMA/lab1/experiments.py

@@ -0,0 +1,185 @@
+import random
+import time
+import csv
+import os
+
+from phonebook import *
+
+N = 10000
+REPEATS = 5
+
+def generate_test_data():
+    records = [
+        (f"User_{i:05d}", f"+7900000{i:04d}")
+        for i in range(N)
+    ]
+
+    records_shuffled = records.copy()
+    random.shuffle(records_shuffled)
+
+    records_sorted = records.copy()
+
+    return records_shuffled, records_sorted
+
+def measure_experiment(insert_function, find_function, delete_function, records):
+    insert_times = []
+    find_times = []
+    delete_times = []
+
+    for _ in range(REPEATS):
+        structure = None
+
+        start = time.perf_counter()
+
+        for name, phone in records:
+            structure = insert_function(structure, name, phone)
+
+        insert_times.append(time.perf_counter() - start)
+
+    structure_for_find = structure
+
+    names = [name for name, phone in records]
+    search_names = random.sample(names, 100) + [
+        "NotFound_001",
+        "NotFound_002",
+        "NotFound_003",
+        "NotFound_004",
+        "NotFound_005",
+        "NotFound_006",
+        "NotFound_007",
+        "NotFound_008",
+        "NotFound_009",
+        "NotFound_010"
+    ]
+
+    for _ in range(REPEATS):
+        start = time.perf_counter()
+
+        for name in search_names:
+            find_function(structure_for_find, name)
+
+        find_times.append(time.perf_counter() - start)
+
+    delete_names = random.sample(names, 50)
+
+    for _ in range(REPEATS):
+        structure = structure_for_find
+
+        start = time.perf_counter()
+
+        for name in delete_names:
+            structure = delete_function(structure, name)
+
+        delete_times.append(time.perf_counter() - start)
+
+    return insert_times, find_times, delete_times
+
+def measure_hash(records):
+    insert_times = []
+    find_times = []
+    delete_times = []
+
+    names = [name for name, phone in records]
+    search_names = random.sample(names, 100) + [
+        f"NotFound_{i:03d}" for i in range(10)
+    ]
+    delete_names = random.sample(names, 50)
+
+    for _ in range(REPEATS):
+        buckets = ht_create()
+
+        start = time.perf_counter()
+
+        for name, phone in records:
+            ht_insert(buckets, name, phone)
+
+        insert_times.append(time.perf_counter() - start)
+
+    structure_for_find = buckets
+
+    for _ in range(REPEATS):
+        start = time.perf_counter()
+
+        for name in search_names:
+            ht_find(structure_for_find, name)
+
+        find_times.append(time.perf_counter() - start)
+
+    for _ in range(REPEATS):
+        buckets = structure_for_find.copy()
+
+        start = time.perf_counter()
+
+        for name in delete_names:
+            ht_delete(buckets, name)
+
+        delete_times.append(time.perf_counter() - start)
+
+    return insert_times, find_times, delete_times
+
+def average(values):
+    return sum(values) / len(values)
+
+def run():
+    records_shuffled, records_sorted = generate_test_data()
+
+    results = []
+
+    for order_name, records in [
+        ("random", records_shuffled),
+        ("sorted", records_sorted)
+    ]:
+        print("Order:", order_name)
+
+        ll = measure_experiment(
+            ll_insert,
+            ll_find,
+            ll_delete,
+            records
+        )
+
+        results.append(["LinkedList", order_name, "insert", *ll[0]])
+        results.append(["LinkedList", order_name, "find", *ll[1]])
+        results.append(["LinkedList", order_name, "delete", *ll[2]])
+
+        ht = measure_hash(records)
+
+        results.append(["HashTable", order_name, "insert", *ht[0]])
+        results.append(["HashTable", order_name, "find", *ht[1]])
+        results.append(["HashTable", order_name, "delete", *ht[2]])
+
+        bst = measure_experiment(
+            bst_insert,
+            bst_find,
+            bst_delete,
+            records
+        )
+
+        results.append(["BST", order_name, "insert", *bst[0]])
+        results.append(["BST", order_name, "find", *bst[1]])
+        results.append(["BST", order_name, "delete", *bst[2]])
+
+    os.makedirs("docs/data", exist_ok=True)
+
+    with open("docs/data/results.csv", "w", newline="", encoding="utf-8") as file:
+        writer = csv.writer(file)
+
+        writer.writerow([
+            "structure",
+            "order",
+            "operation",
+            "run1",
+            "run2",
+            "run3",
+            "run4",
+            "run5",
+            "average"
+        ])
+
+        for row in results:
+            writer.writerow(row + [average(row[3:])])
+
+    print("Results saved to docs/data/results.csv")
+
+if __name__ == "__main__":
+    run()

KuznetsovMA/lab1/graphs.py

@@ -0,0 +1,56 @@
+import csv
+import os
+import matplotlib.pyplot as plt
+
+data = []
+
+with open("docs/data/results.csv", "r", encoding="utf-8") as file:
+    reader = csv.DictReader(file)
+
+    for row in reader:
+        data.append(row)
+
+def get_average(structure, order, operation):
+    for row in data:
+        if (
+            row["structure"] == structure
+            and row["order"] == order
+            and row["operation"] == operation
+        ):
+            return float(row["average"])
+
+    return 0
+
+structures = ["LinkedList", "HashTable", "BST"]
+orders = ["random", "sorted"]
+
+os.makedirs("docs/data", exist_ok=True)
+
+for operation in ["insert", "find", "delete"]:
+    random_values = [
+        get_average(s, "random", operation)
+        for s in structures
+    ]
+
+    sorted_values = [
+        get_average(s, "sorted", operation)
+        for s in structures
+    ]
+
+    x = range(len(structures))
+
+    plt.figure()
+    plt.bar([i - 0.2 for i in x], random_values, width=0.4, label="random")
+    plt.bar([i + 0.2 for i in x], sorted_values, width=0.4, label="sorted")
+
+    plt.xticks(list(x), structures)
+    plt.ylabel("Time, seconds")
+    plt.title(operation.capitalize() + " time")
+    plt.yscale("log")
+    plt.legend()
+    plt.tight_layout()
+
+    plt.savefig("docs/data/graph_" + operation + ".png")
+    plt.close()
+
+print("Graphs saved to docs/data/")

KuznetsovMA/lab1/phonebook.py

@@ -0,0 +1,211 @@
+def ll_insert(head, name, phone):
+    new_node = {
+        'name': name,
+        'phone': phone,
+        'next': None
+    }
+
+    if head is None:
+        return new_node
+
+    current = head
+
+    while current['next'] is not None:
+        if current['name'] == name:
+            current['phone'] = phone
+            return head
+        current = current['next']
+
+    if current['name'] == name:
+        current['phone'] = phone
+    else:
+        current['next'] = new_node
+
+    return head
+
+def ll_find(head, name):
+    current = head
+
+    while current is not None:
+        if current['name'] == name:
+            return current['phone']
+        current = current['next']
+
+    return None
+
+def ll_delete(head, name):
+    if head is None:
+        return None
+
+    if head['name'] == name:
+        return head['next']
+
+    current = head
+
+    while current['next'] is not None:
+        if current['next']['name'] == name:
+            current['next'] = current['next']['next']
+            return head
+
+        current = current['next']
+
+    return head
+
+def ll_list_all(head):
+    records = []
+    current = head
+
+    while current is not None:
+        records.append((current['name'], current['phone']))
+        current = current['next']
+
+    records.sort(key=lambda x: x[0])
+    return records
+
+def hash_function(name, table_size):
+    total = 0
+
+    for ch in name:
+        total = (total * 31 + ord(ch)) % table_size
+
+    return total
+
+def ht_create(size=1000):
+    return [None] * size
+
+def ht_insert(buckets, name, phone):
+    index = hash_function(name, len(buckets))
+    buckets[index] = ll_insert(buckets[index], name, phone)
+    return buckets
+
+def ht_find(buckets, name):
+    index = hash_function(name, len(buckets))
+    return ll_find(buckets[index], name)
+
+def ht_delete(buckets, name):
+    index = hash_function(name, len(buckets))
+    buckets[index] = ll_delete(buckets[index], name)
+    return buckets
+
+def ht_list_all(buckets):
+    records = []
+
+    for bucket in buckets:
+        current = bucket
+
+        while current is not None:
+            records.append((current['name'], current['phone']))
+            current = current['next']
+
+    records.sort(key=lambda x: x[0])
+    return records
+
+def bst_insert(root, name, phone):
+    new_node = {
+        'name': name,
+        'phone': phone,
+        'left': None,
+        'right': None
+    }
+
+    if root is None:
+        return new_node
+
+    current = root
+
+    while True:
+        if name < current['name']:
+            if current['left'] is None:
+                current['left'] = new_node
+                break
+            current = current['left']
+
+        elif name > current['name']:
+            if current['right'] is None:
+                current['right'] = new_node
+                break
+            current = current['right']
+
+        else:
+            current['phone'] = phone
+            break
+
+    return root
+
+def bst_find(root, name):
+    current = root
+
+    while current is not None:
+        if name == current['name']:
+            return current['phone']
+
+        if name < current['name']:
+            current = current['left']
+        else:
+            current = current['right']
+
+    return None
+
+def bst_delete(root, name):
+    parent = None
+    current = root
+
+    while current is not None and current['name'] != name:
+        parent = current
+
+        if name < current['name']:
+            current = current['left']
+        else:
+            current = current['right']
+
+    if current is None:
+        return root
+
+    if current['left'] is None:
+        child = current['right']
+
+    elif current['right'] is None:
+        child = current['left']
+
+    else:
+        successor_parent = current
+        successor = current['right']
+
+        while successor['left'] is not None:
+            successor_parent = successor
+            successor = successor['left']
+
+        current['name'] = successor['name']
+        current['phone'] = successor['phone']
+
+        if successor_parent['left'] == successor:
+            successor_parent['left'] = successor['right']
+        else:
+            successor_parent['right'] = successor['right']
+
+        return root
+
+    if parent is None:
+        return child
+
+    if parent['left'] == current:
+        parent['left'] = child
+    else:
+        parent['right'] = child
+
+    return root
+
+def bst_list_all(root):
+    records = []
+
+    def inorder(node):
+        if node is None:
+            return
+
+        inorder(node['left'])
+        records.append((node['name'], node['phone']))
+        inorder(node['right'])
+
+    inorder(root)
+
+    return records

KuznetsovMA/lab2/docs/data/results.csv

@@ -0,0 +1,16 @@
+maze,strategy,time_ms,visited_cells,path_length
+simple.txt,BFS,0.01464000015403144,11.0,6.0
+simple.txt,DFS,0.010180000390391797,9.0,8.0
+simple.txt,A*,0.017740000475896522,9.0,6.0
+dead.txt,BFS,0.3642999996372964,307.0,35.0
+dead.txt,DFS,0.23493999906349927,279.0,151.0
+dead.txt,A*,0.38374000068870373,235.0,35.0
+large.txt,BFS,23.894459999428364,6812.0,2329.0
+large.txt,DFS,84.77875999960816,6796.0,4537.0
+large.txt,A*,28.69542000044021,6791.0,2329.0
+empty.txt,BFS,1.2770400004228577,1176.0,48.0
+empty.txt,DFS,7.602279999264283,2304.0,1176.0
+empty.txt,A*,0.10093999881064519,48.0,48.0
+noexit.txt,BFS,0.003699999797390774,1.0,0.0
+noexit.txt,DFS,0.0032000003557186574,1.0,0.0
+noexit.txt,A*,0.004120000085094944,1.0,0.0

KuznetsovMA/lab2/docs/report.md

@@ -0,0 +1,212 @@
+Лабораторная работа 2
+
+Поиск выхода из лабиринта
+
+Цель работы
+-----------
+Цель работы состоит в реализации программы для поиска выхода из лабиринта с использованием объектно ориентированного подхода и паттернов проектирования
+
+В программе реализована загрузка лабиринта из файла несколько алгоритмов поиска и сравнение их работы
+
+Структура программы
+-------------------
+В программе используются классы Cell для отдельной клетки лабиринта и Maze для самого лабиринта
+
+Для загрузки используется MazeBuilder и его реализация TextFileMazeBuilder
+
+Для поиска пути используется общий класс PathFindingStrategy и три алгоритма BFSStrategy DFSStrategy и AStarStrategy
+
+За хранение результатов отвечает SearchStats а запуск поиска выполняет MazeSolver
+
+Для вывода информации используются Observer и ConsoleView
+
+Использованные паттерны
+-----------------------
+В работе использованы три паттерна Builder Strategy и Observer
+
+Builder используется для загрузки лабиринта из текстового файла
+
+TextFileMazeBuilder читает файл и создаёт объект Maze
+
+В файле символ # обозначает стену пробел обозначает свободную клетку S является началом а E выходом
+
+Использование Builder позволяет отдельно реализовать загрузку лабиринта и сам класс лабиринта
+
+Strategy используется для выбора алгоритма поиска
+
+В программе реализованы BFS DFS и A*
+
+Все алгоритмы имеют общий интерфейс PathFindingStrategy поэтому в MazeSolver можно менять алгоритм без изменения самого решателя
+
+Observer используется для вывода информации о поиске
+
+MazeSolver отправляет события а ConsoleView получает их и выводит информацию в консоль
+
+Таким образом вывод отделён от основной логики поиска
+
+Алгоритмы поиска
+----------------
+BFS использует очередь и при обычных условиях находит кратчайший путь в лабиринте без весов
+
+DFS использует стек и может найти путь быстрее но найденный путь не обязательно будет кратчайшим
+
+A* использует очередь с приоритетом и манхэттенскую эвристику поэтому старается в первую очередь проверять клетки которые находятся ближе к выходу
+
+Схема классов
+-------------
+classDiagram
+
+class Cell {
+    x
+    y
+    is_wall
+    is_start
+    is_exit
+    is_passable()
+}
+
+class Maze {
+    width
+    height
+    cells
+    start
+    exit
+    get_cell()
+    get_neighbors()
+}
+
+class MazeBuilder {
+    build_from_file()
+}
+
+class TextFileMazeBuilder {
+    build_from_file()
+}
+
+class PathFindingStrategy {
+    find_path()
+}
+
+class BFSStrategy {
+    find_path()
+}
+
+class DFSStrategy {
+    find_path()
+}
+
+class AStarStrategy {
+    find_path()
+}
+
+class SearchStats {
+    path
+    time_ms
+    visited_count
+    path_length
+}
+
+class MazeSolver {
+    maze
+    strategy
+    set_strategy()
+    solve()
+}
+
+class Observer {
+    update()
+}
+
+class ConsoleView {
+    update()
+}
+
+MazeBuilder <|-- TextFileMazeBuilder
+PathFindingStrategy <|-- BFSStrategy
+PathFindingStrategy <|-- DFSStrategy
+PathFindingStrategy <|-- AStarStrategy
+Observer <|-- ConsoleView
+MazeSolver --> Maze
+MazeSolver --> PathFindingStrategy
+MazeSolver --> Observer
+Maze --> Cell
+Тестирование
+------------
+Для проверки использовалось пять разных лабиринтов
+
+simple.txt представляет простой лабиринт dead.txt содержит тупики large.txt является большим запутанным лабиринтом empty.txt не содержит стен а в noexit.txt выход недостижим
+
+Каждый алгоритм запускался пять раз
+
+Во время эксперимента измерялось время поиска количество посещённых клеток и длина найденного пути
+
+Результаты сохранялись в файл results.csv
+
+Результаты
+----------
+simple.txt
+Алгоритм Время мс Посещено Путь
+BFS 0.01464 11 6
+DFS 0.01018 9 8
+A* 0.01774 9 6
+
+Все алгоритмы работают быстро
+
+BFS и A* нашли более короткий путь чем DFS
+
+dead.txt
+Алгоритм Время мс Посещено Путь
+BFS 0.36430 307 35
+DFS 0.23494 279 151
+A* 0.38374 235 35
+
+DFS работал немного быстрее но нашёл более длинный путь
+
+BFS и A* нашли короткий путь
+
+large.txt
+Алгоритм Время мс Посещено Путь
+BFS 23.89446 6812 2329
+DFS 84.77876 6796 4537
+A* 28.69542 6791 2329
+
+На большом лабиринте DFS показал худшее время и самый длинный путь
+
+BFS и A* нашли одинаковый путь
+
+empty.txt
+Алгоритм Время мс Посещено Путь
+BFS 1.277
+
+
+04 1176 48
+DFS 7.60228 2304 1176
+A* 0.10094 48 48
+
+В лабиринте без стен лучше всего показал себя A*
+
+Он посетил меньше всего клеток и работал быстрее
+
+noexit.txt
+Алгоритм Время мс Посещено Путь
+BFS 0.00370 1 0
+DFS 0.00320 1 0
+A* 0.00412 1 0
+
+В этом лабиринте выход недостижим поэтому все алгоритмы быстро закончили поиск
+
+Графики
+-------
+Для сравнения времени работы были построены графики для каждого лабиринта
+
+Графики находятся в папке docs/data
+
+simple_time.png dead_time.png large_time.png empty_time.png и noexit_time.png
+
+Вывод
+-----
+В работе была создана программа для поиска выхода из лабиринта
+
+Были реализованы BFS DFS и A* а также использованы паттерны Builder Strategy и Observer
+
+По результатам эксперимента BFS хорошо подходит для поиска кратчайшего пути DFS может найти путь быстрее но он не всегда получается коротким A* хорошо показывает себя на больших и открытых лабиринтах

KuznetsovMA/lab2/experiments.py

@@ -0,0 +1,93 @@
+import csv
+import os
+
+from maze_solver import (
+    TextFileMazeBuilder,
+    MazeSolver,
+    BFSStrategy,
+    DFSStrategy,
+    AStarStrategy
+)
+
+REPEATS = 5
+
+MAZES = [
+    "simple.txt",
+    "dead.txt",
+    "large.txt",
+    "empty.txt",
+    "noexit.txt"
+]
+
+STRATEGIES = [
+    ("BFS", BFSStrategy()),
+    ("DFS", DFSStrategy()),
+    ("A*", AStarStrategy())
+]
+
+def average(values):
+    return sum(values) / len(values)
+
+def run():
+    builder = TextFileMazeBuilder()
+    results = []
+
+    for maze_name in MAZES:
+        filename = os.path.join("lab2", "mazes", maze_name)
+
+        print("Maze:", maze_name)
+
+        for strategy_name, strategy in STRATEGIES:
+            times = []
+            visited = []
+            path_lengths = []
+
+            for _ in range(REPEATS):
+                maze = builder.build_from_file(filename)
+
+                solver = MazeSolver(maze, strategy)
+                stats = solver.solve()
+
+                times.append(stats.time_ms)
+                visited.append(stats.visited_count)
+                path_lengths.append(stats.path_length)
+
+            results.append([
+                maze_name,
+                strategy_name,
+                average(times),
+                average(visited),
+                average(path_lengths)
+            ])
+
+            print(
+                strategy_name,
+                "time =", average(times),
+                "visited =", average(visited),
+                "path =", average(path_lengths)
+            )
+
+    os.makedirs("lab2/docs/data", exist_ok=True)
+
+    with open(
+        "lab2/docs/data/results.csv",
+        "w",
+        newline="",
+        encoding="utf-8"
+    ) as file:
+        writer = csv.writer(file)
+
+        writer.writerow([
+            "maze",
+            "strategy",
+            "time_ms",
+            "visited_cells",
+            "path_length"
+        ])
+
+        writer.writerows(results)
+
+    print("Results saved to lab2/docs/data/results.csv")
+
+if __name__ == "__main__":
+    run()

KuznetsovMA/lab2/graphs.py

@@ -0,0 +1,23 @@
+import csv
+import matplotlib.pyplot as plt
+
+with open("lab2/docs/data/results.csv", encoding="utf-8") as file:
+    rows = list(csv.DictReader(file))
+
+mazes = ["simple.txt", "dead.txt", "large.txt", "empty.txt", "noexit.txt"]
+strategies = ["BFS", "DFS", "A*"]
+
+for maze in mazes:
+    values = []
+
+    for strategy in strategies:
+        for row in rows:
+            if row["maze"] == maze and row["strategy"] == strategy:
+                values.append(float(row["time_ms"]))
+
+    plt.bar(strategies, values)
+    plt.title("Время поиска: " + maze)
+    plt.xlabel("Стратегия")
+    plt.ylabel("Время, мс")
+    plt.savefig("lab2/docs/data/" + maze.replace(".txt", "_time.png"))
+    plt.close()

KuznetsovMA/lab2/make_large.py

@@ -0,0 +1,26 @@
+lines = []
+
+for y in range(100):
+    row = [" "] * 100
+
+    if y == 0 or y == 99:
+        row = ["#"] * 100
+    else:
+        row[0] = "#"
+        row[99] = "#"
+
+    lines.append(row)
+
+lines[1][1] = "S"
+lines[98][98] = "E"
+
+for x in range(4, 96, 4):
+    gap = 1 if (x // 4) % 2 == 0 else 98
+
+    for y in range(1, 99):
+        if y != gap:
+            lines[y][x] = "#"
+
+with open("lab2/mazes/large.txt", "w", encoding="utf-8") as file:
+    for row in lines:
+        file.write("".join(row) + "\n")

KuznetsovMA/lab2/maze_solver.py

@@ -0,0 +1,284 @@
+from abc import ABC, abstractmethod
+from collections import deque
+import heapq
+import time
+
+class Cell:
+    def __init__(self, x, y):
+        self.x = x
+        self.y = y
+        self.is_wall = False
+        self.is_start = False
+        self.is_exit = False
+
+    def is_passable(self):
+        return not self.is_wall
+
+class Maze:
+    def __init__(self, width, height):
+        self.width = width
+        self.height = height
+        self.cells = []
+        self.start = None
+        self.exit = None
+
+        for y in range(height):
+            row = []
+
+            for x in range(width):
+                row.append(Cell(x, y))
+
+            self.cells.append(row)
+
+    def get_cell(self, x, y):
+        if 0 <= x < self.width and 0 <= y < self.height:
+            return self.cells[y][x]
+
+        return None
+
+    def get_neighbors(self, cell):
+        neighbors = []
+
+        directions = [
+            (0, -1),
+            (0, 1),
+            (-1, 0),
+            (1, 0)
+        ]
+
+        for dx, dy in directions:
+            neighbor = self.get_cell(
+                cell.x + dx,
+                cell.y + dy
+            )
+
+            if neighbor and neighbor.is_passable():
+                neighbors.append(neighbor)
+
+        return neighbors
+
+class MazeBuilder(ABC):
+    @abstractmethod
+    def build_from_file(self, filename):
+        pass
+
+class TextFileMazeBuilder(MazeBuilder):
+    def build_from_file(self, filename):
+        with open(filename, "r", encoding="utf-8") as file:
+            lines = [line.rstrip("\n") for line in file]
+
+        if not lines:
+            raise ValueError("Файл лабиринта пустой")
+
+        width = len(lines[0])
+
+        for line in lines:
+            if len(line) != width:
+                raise ValueError("Строки лабиринта имеют разную длину")
+
+        maze = Maze(width, len(lines))
+
+        for y, line in enumerate(lines):
+            for x, symbol in enumerate(line):
+                cell = maze.get_cell(x, y)
+
+                if symbol == "#":
+                    cell.is_wall = True
+
+                elif symbol == "S":
+                    if maze.start is not None:
+                        raise ValueError("В лабиринте несколько стартов")
+
+                    maze.start = cell
+                    cell.is_start = True
+
+                elif symbol == "E":
+                    if maze.exit is not None:
+                        raise ValueError("В лабиринте несколько выходов")
+
+                    maze.exit = cell
+                    cell.is_exit = True
+
+                elif symbol == " ":
+                    pass
+
+                else:
+                    raise ValueError("Неизвестный символ в лабиринте")
+
+        if maze.start is None:
+            raise ValueError("В лабиринте нет старта")
+
+        if maze.exit is None:
+            raise ValueError("В лабиринте нет выхода")
+
+        return maze
+
+class PathFindingStrategy(ABC):
+    @abstractmethod
+    def find_path(self, maze, start, exit):
+        pass
+
+class BFSStrategy(PathFindingStrategy):
+    def find_path(self, maze, start, exit):
+        if start is None or exit is None:
+            return [], 0
+
+        queue = deque([(start, [start])])
+        visited = {start}
+
+        while queue:
+            current, path = queue.popleft()
+
+            if current == exit:
+                return path, len(visited)
+
+            for neighbor in maze.get_neighbors(current):
+                if neighbor not in visited:
+                    visited.add(neighbor)
+                    queue.append((neighbor, path + [neighbor]))
+
+        return [], len(visited)
+
+class DFSStrategy(PathFindingStrategy):
+    def find_path(self, maze, start, exit):
+        if start is None or exit is None:
+            return [], 0
+
+        stack = [(start, [start])]
+        visited = {start}
+
+        while stack:
+            current, path = stack.pop()
+
+            if current == exit:
+                return path, len(visited)
+
+            for neighbor in maze.get_neighbors(current):
+                if neighbor not in visited:
+                    visited.add(neighbor)
+                    stack.append((neighbor, path + [neighbor]))
+
+        return [], len(visited)
+
+class AStarStrategy(PathFindingStrategy):
+    def heuristic(self, a, b):
+        return abs(a.x - b.x) + abs(a.y - b.y)
+
+    def find_path(self, maze, start, exit):
+        if start is None or exit is None:
+            return [], 0
+
+        heap = []
+        counter = 0
+
+        heapq.heappush(
+            heap,
+            (self.heuristic(start, exit), counter, start, [start])
+        )
+
+        g_score = {start: 0}
+        visited = set()
+
+        while heap:
+            _, _, current, path = heapq.heappop(heap)
+
+            if current in visited:
+                continue
+
+            visited.add(current)
+
+            if current == exit:
+                return path, len(visited)
+
+            for neighbor in maze.get_neighbors(current):
+                new_cost = g_score[current] + 1
+
+                if neighbor not in g_score or new_cost < g_score[neighbor]:
+                    g_score[neighbor] = new_cost
+                    counter += 1
+
+                    priority = new_cost + self.heuristic(
+                        neighbor,
+                        exit
+                    )
+
+                    heapq.heappush(
+                        heap,
+                        (
+                            priority,
+                            counter,
+                            neighbor,
+                            path + [neighbor]
+                        )
+                    )
+
+        return [], len(visited)
+
+class SearchStats:
+    def __init__(self, path, time_ms, visited_count):
+        self.path = path
+        self.time_ms = time_ms
+        self.visited_count = visited_count
+        self.path_length = len(path) if path else 0
+
+class MazeSolver:
+    def __init__(self, maze, strategy=None):
+        self.maze = maze
+        self.strategy = strategy
+        self.observers = []
+
+    def attach(self, observer):
+        self.observers.append(observer)
+
+    def detach(self, observer):
+        self.observers.remove(observer)
+
+    def notify(self, event, data=None):
+        for observer in self.observers:
+            observer.update(event, data)
+
+    def set_strategy(self, strategy):
+        self.strategy = strategy
+
+    def solve(self):
+        if self.strategy is None:
+            raise ValueError("Стратегия не установлена")
+
+        self.notify("search_started")
+
+        start_time = time.perf_counter()
+
+        path, visited_count = self.strategy.find_path(
+            self.maze,
+            self.maze.start,
+            self.maze.exit
+        )
+
+        end_time = time.perf_counter()
+
+        time_ms = (end_time - start_time) * 1000
+
+        self.notify("search_finished", time_ms)
+        self.notify("path_found", path)
+
+        return SearchStats(
+            path,
+            time_ms,
+            visited_count
+        )
+
+class Observer(ABC):
+    @abstractmethod
+    def update(self, event, data=None):
+        pass
+
+class ConsoleView(Observer):
+    def update(self, event, data=None):
+        if event == "search_started":
+            print("Поиск начат")
+
+        elif event == "search_finished":
+            print(f"Поиск завершен за {data:.3f} мс")
+
+        elif event == "path_found":
+            print(f"Длина пути: {len(data)}")

KuznetsovMA/lab2/mazes/dead.txt

@@ -0,0 +1,20 @@
+####################
+#S                 #
+#                  #
+#                  #
+#                  #
+#                  #
+#     #########    #
+#    #             #
+#    #             #
+#    #             #
+#    #             #
+#    #             #
+#    #             #
+#    #             #
+#    #             #
+#                  #
+#                  #
+#                  #
+#                 E#
+####################

KuznetsovMA/lab2/mazes/empty.txt

@@ -0,0 +1,50 @@
+##################################################
+#S                                               #
+#                                                #
+#                                                #
+#                                                #
+#                                                #
+#                                                #
+#                                                #
+#                                                #
+#                                                #
+#                                                #
+#                                                #
+#                                                #
+#                                                #
+#                                                #
+#                                                #
+#                                                #
+#                                                #
+#                                                #
+#                                                #
+#                                                #
+#                                                #
+#                                                #
+#                                                #
+#                                                #
+#                                                #
+#                                                #
+#                                                #
+#                                                #
+#                                                #
+#                                                #
+#                                                #
+#                                                #
+#                                                #
+#                                                #
+#                                                #
+#                                                #
+#                                                #
+#                                                #
+#                                                #
+#                                                #
+#                                                #
+#                                                #
+#                                                #
+#                                                #
+#                                                #
+#                                                #
+#                                                #
+#E                                               #
+##################################################

KuznetsovMA/lab2/mazes/large.txt

@@ -0,0 +1,100 @@
+####################################################################################################
+#S  #       #       #       #       #       #       #       #       #       #       #       #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#       #       #       #       #       #       #       #       #       #       #       #         E#
+####################################################################################################

KuznetsovMA/lab2/mazes/noexit.txt

@@ -0,0 +1,10 @@
+##########
+#S########
+##########
+##########
+##########
+##########
+##########
+##########
+########E#
+##########

KuznetsovMA/lab2/mazes/simple.txt

@@ -0,0 +1,5 @@
+#######
+#S    #
+# ### #
+#   E #
+#######

LebedevES/задания/задание 1/1.py

@@ -0,0 +1,292 @@
+#!/usr/bin/env python3
+# -*- coding: utf-8 -*-
+
+import time
+import random
+import csv
+import sys
+sys.setrecursionlimit(30000)
+
+def ll_create_node(name, phone):
+    return {'name': name, 'phone': phone, 'next': None}
+
+def ll_insert(head, name, phone):
+    if head is None:
+        return ll_create_node(name, phone)
+    
+    if head['name'] == name:
+        head['phone'] = phone
+        return head
+    
+    current = head
+    while current['next'] is not None:
+        if current['next']['name'] == name:
+            current['next']['phone'] = phone
+            return head
+        current = current['next']
+    
+    current['next'] = ll_create_node(name, phone)
+    return head
+
+def ll_find(head, name):
+    current = head
+    while current is not None:
+        if current['name'] == name:
+            return current['phone']
+        current = current['next']
+    return None
+
+def ll_delete(head, name):
+    if head is None:
+        return None
+    
+    if head['name'] == name:
+        return head['next']
+    
+    current = head
+    while current['next'] is not None:
+        if current['next']['name'] == name:
+            current['next'] = current['next']['next']
+            return head
+        current = current['next']
+    
+    return head
+
+def ll_list_all(head):
+    records = []
+    current = head
+    while current is not None:
+        records.append((current['name'], current['phone']))
+        current = current['next']
+    records.sort(key=lambda x: x[0])
+    return records
+
+def hash_function(name, table_size):
+    return sum(ord(c) for c in name) % table_size
+
+def ht_create_table(size=2000):
+    return [None] * size
+
+def ht_insert(table, name, phone):
+    index = hash_function(name, len(table))
+    table[index] = ll_insert(table[index], name, phone)
+
+def ht_find(table, name):
+    index = hash_function(name, len(table))
+    return ll_find(table[index], name)
+
+def ht_delete(table, name):
+    index = hash_function(name, len(table))
+    table[index] = ll_delete(table[index], name)
+
+def ht_list_all(table):
+    all_records = []
+    for bucket in table:
+        if bucket is not None:
+            current = bucket
+            while current is not None:
+                all_records.append((current['name'], current['phone']))
+                current = current['next']
+    all_records.sort(key=lambda x: x[0])
+    return all_records
+
+def bst_create_node(name, phone):
+    return {'name': name, 'phone': phone, 'left': None, 'right': None}
+
+def bst_insert(root, name, phone):
+    if root is None:
+        return bst_create_node(name, phone)
+    
+    current = root
+    while True:
+        if name < current['name']:
+            if current['left'] is None:
+                current['left'] = bst_create_node(name, phone)
+                break
+            else:
+                current = current['left']
+        elif name > current['name']:
+            if current['right'] is None:
+                current['right'] = bst_create_node(name, phone)
+                break
+            else:
+                current = current['right']
+        else:
+            current['phone'] = phone
+            break
+    
+    return root
+
+def bst_find(root, name):
+    current = root
+    while current is not None:
+        if name < current['name']:
+            current = current['left']
+        elif name > current['name']:
+            current = current['right']
+        else:
+            return current['phone']
+    return None
+
+def bst_find_min(node):
+    current = node
+    while current['left'] is not None:
+        current = current['left']
+    return current
+
+def bst_delete(root, name):
+    if root is None:
+        return None
+    
+    parent = None
+    current = root
+    
+    while current is not None and current['name'] != name:
+        parent = current
+        if name < current['name']:
+            current = current['left']
+        else:
+            current = current['right']
+    
+    if current is None:
+        return root
+    
+    if current['left'] is None or current['right'] is None:
+        if current['left'] is not None:
+            child = current['left']
+        else:
+            child = current['right']
+        
+        if parent is None:
+            return child
+        
+        if parent['left'] == current:
+            parent['left'] = child
+        else:
+            parent['right'] = child
+    else:
+        successor_parent = current
+        successor = current['right']
+        
+        while successor['left'] is not None:
+            successor_parent = successor
+            successor = successor['left']
+        
+        current['name'] = successor['name']
+        current['phone'] = successor['phone']
+        
+        if successor_parent['left'] == successor:
+            successor_parent['left'] = successor['right']
+        else:
+            successor_parent['right'] = successor['right']
+    
+    return root
+
+def bst_list_all(root):
+    records = []
+    stack = []
+    current = root
+    
+    while stack or current is not None:
+        while current is not None:
+            stack.append(current)
+            current = current['left']
+        current = stack.pop()
+        records.append((current['name'], current['phone']))
+        current = current['right']
+    
+    return records
+
+def generate_data(n=10000):
+    records = [(f"User_{i:05d}", f"+7-999-{i:06d}") for i in range(n)]
+    records_shuffled = records.copy()
+    random.shuffle(records_shuffled)
+    records_sorted = sorted(records, key=lambda x: x[0])
+    return records_shuffled, records_sorted
+
+def run_experiment(structure_name, insert_func, find_func, delete_func, 
+                   list_all_func, init_func, records, n_find=100):
+    
+    data = init_func()
+    names = [r[0] for r in records]
+    
+    start = time.perf_counter()
+    for name, phone in records:
+        if structure_name == "HashTable":
+            insert_func(data, name, phone)
+        else:
+            data = insert_func(data, name, phone)
+    insert_time = time.perf_counter() - start
+    
+    find_names = random.sample(names, min(n_find, len(names)))
+    missing_names = [f"None_{i}" for i in range(10)]
+    all_find_names = find_names + missing_names
+    
+    start = time.perf_counter()
+    for name in all_find_names:
+        if structure_name == "HashTable":
+            find_func(data, name)
+        else:
+            find_func(data, name)
+    find_time = time.perf_counter() - start
+    
+    delete_names = random.sample(names, min(50, len(names)))
+    start = time.perf_counter()
+    for name in delete_names:
+        if structure_name == "HashTable":
+            delete_func(data, name)
+        else:
+            data = delete_func(data, name)
+    delete_time = time.perf_counter() - start
+    
+    return insert_time, find_time, delete_time
+
+def main():
+    print("Generating test data...")
+    records_shuffled, records_sorted = generate_data(10000)
+    
+    results = []
+    
+    structures = [
+        ("LinkedList", ll_insert, ll_find, ll_delete, ll_list_all, lambda: None),
+        ("HashTable", ht_insert, ht_find, ht_delete, ht_list_all, lambda: ht_create_table(2000)),
+        ("BST", bst_insert, bst_find, bst_delete, bst_list_all, lambda: None)
+    ]
+    
+    for mode_name, records in [("random", records_shuffled), ("sorted", records_sorted)]:
+        print(f"\nMode: {mode_name}")
+        
+        for struct_name, insert_f, find_f, delete_f, list_f, init_f in structures:
+            print(f"  Testing {struct_name}...")
+            
+            times = []
+            for run in range(5):
+                insert_t, find_t, delete_t = run_experiment(
+                    struct_name, insert_f, find_f, delete_f, list_f, init_f, records
+                )
+                times.append((insert_t, find_t, delete_t))
+                print(f"    Run {run+1}: insert={insert_t:.4f}s, find={find_t:.4f}s, delete={delete_t:.4f}s")
+            
+            avg_insert = sum(t[0] for t in times) / 5
+            avg_find = sum(t[1] for t in times) / 5
+            avg_delete = sum(t[2] for t in times) / 5
+            
+            results.append([struct_name, mode_name, "insert", avg_insert])
+            results.append([struct_name, mode_name, "find", avg_find])
+            results.append([struct_name, mode_name, "delete", avg_delete])
+    
+    with open("results.csv", "w", newline="", encoding="utf-8") as f:
+        writer = csv.writer(f)
+        writer.writerow(["Structure", "Mode", "Operation", "Time_seconds"])
+        writer.writerows(results)
+    
+    print("\n" + "="*60)
+    print("RESULTS (average over 5 runs):")
+    print("="*60)
+    for row in results:
+        print(f"{row[0]:12} | {row[1]:8} | {row[2]:8} | {row[3]:.6f} sec")
+    
+    print("\nResults saved to results.csv")
+
+if __name__ == "__main__":
+    main()

LebedevES/задания/задание 1/otchet1.txt

@@ -0,0 +1,122 @@
+
+
+Методы Программирования
+
+
+Структуры данных,
+анализ 1 задания
+
+
+
+
+
+
+
+
+Бобров К. Н.
+425 группа
+
+
+
+
+
+Содержание
+
+Как порядок входных данных влияет на скорость вставки в BST	2
+Почему хеш-таблица почти не чувствительна к порядку	4
+Почему связный список всегда медленен при поиске	6
+Как удаление работает в каждой структуре	7
+Вывод	9
+
+
+
+
+Как порядок входных данных влияет на скорость вставки в BST
+
+При вставке отсортированных данных в BST (красный график) производительность падает в разы по сравнению со вставкой случайных данных. Это связано с тем, что отсортированная последовательность приводит к вырождению дерева в связанный список, тогда как случайный порядок вставки помогает сохранять дерево относительно сбалансированным.
+При вставке элементов в отсортированном порядке (по возрастанию или убыванию):
+?Каждый новый элемент всегда больше (или меньше) всех уже добавленных.
+?В результате алгоритм каждый раз движется по одному и тому же направлению — только в правое или только в левое поддерево.
+?Из-за этого дерево вырождается: каждый узел имеет не более одного потомка, структура напоминает линейный список.
+?Высота такого дерева становится пропорциональной O(n).
+?Каждая операция вставки требует в среднем O(n) сравнений, так как нужно проходить всю длину текущей цепочки от корня до самого глубокого листа.
+?В итоге суммарная сложность вставки всех n элементов вырастает до O(n^2).
+
+
+При случайной вставке:
+?Элементы распределяются по дереву гораздо равномернее.
+?Высока вероятность того, что дерево останется сбалансированным.
+?Средняя высота дерева сохраняется на уровне O(logn).
+?Каждая операция вставки в среднем требует O(logn) сравнений.
+?Общая сложность вставки всех n элементов составляет  O(nlogn).
+Вывод: разница в скорости объясняется различием в высоте дерева. В вырожденном случае высота равна O(n), и каждая вставка выполняется в ?n/logn раз медленнее по числу шагов, чем в сбалансированном случае с высотой O(logn).
+
+
+
+
+
+Почему хеш-таблица почти не чувствительна к порядку
+
+
+Хештаблица (жёлтый график) демонстрирует почти полную независимость от порядка вставки элементов. Это объясняется тем, что положение каждого элемента в структуре определяется исключительно значением его хешфункции, а не тем, в какой последовательности происходило добавление данных.
+
+Основные причины нечувствительности к порядку вставки:
+?Хеширование. Для каждого ключа вычисляется хешкод, который преобразуется в индекс ячейки. Один и тот же ключ всегда даёт один и тот же индекс независимо от того, когда и в каком порядке он был добавлен.
+?Независимость операций. Вставка, поиск и удаление выполняются в среднем за O(1)O(1), поскольку алгоритм сразу вычисляет нужную позицию, не обходя структуру и не учитывая историю добавлений.
+?Разрешение коллизий. Даже если порядок вставки влияет на расположение элементов внутри цепочки (метод цепочек) или на последовательность проб (открытая адресация), это касается лишь небольших групп элементов с одинаковыми хешами. Общая производительность остаётся стабильной.
+?Рехеширование. При увеличении размера таблицы все элементы перераспределяются заново. Новый порядок определяется актуальной хеш-функцией и размером таблицы, а не исходной последовательностью вставки.
+Итог: Время выполнения операций зависит от качества хеш-функции, коэффициента заполнения таблицы и метода разрешения коллизий, но не зависит от порядка добавления элементов.
+
+
+
+
+
+Почему связный список всегда медленен при поиске
+
+Связный список показывает низкую скорость поиска из-за необходимости последовательного обхода: чтобы найти элемент, требуется пройти по указателям от головы до нужного узла.
+Почему это происходит:
+?Отсутствие произвольного доступа. В отличие от массива, где доступ по индексу занимает O(1), в связном списке элементы приходится перебирать последовательно, что даёт сложность поиска O(n).
+?Низкая локальность данных. Узлы списка разбросаны по памяти случайным образом. Это вызывает частые промахи кэша: процессор не может подгрузить блок соседних данных, и каждый переход по указателю оборачивается новым обращением к оперативной памяти.
+?Дополнительная память на указатели. Каждый узел хранит не только полезные данные, но и указатель на следующий элемент. Это увеличивает объём памяти и ухудшает эффективность кэша — на те же данные приходится загружать больше информации.
+?Затраты на разыменование указателей. На каждом шаге поиска процессору нужно:
+oпрочитать текущий узел,
+oизвлечь из него указатель на следующий,
+oперейти по этому адресу.
+Эти операции замедляют работу по сравнению с простым сдвигом индекса в массиве.
+Итог: хотя алгоритмическая сложность обхода составляет O(n) как для массива (при линейном поиске), так и для связного списка, на практике список работает ощутимо медленнее из-за особенностей организации памяти и работы кэша.
+
+
+
+
+Как удаление работает в каждой структуре
+
+1. Связный список
+Односвязный список: чтобы удалить узел, необходимо сначала найти предыдущий элемент и перенаправить его указатель next на узел, следующий за удаляемым. Исключение — удаление первого элемента: достаточно сдвинуть указатель head на второй узел.
+Двусвязный список: удаление проще, поскольку у каждого узла есть указатели и на следующий (next), и на предыдущий (prev). При удалении обновляются ссылки обоих соседей: prev->next = next, next->prev = prev.
+Сложность: в общем случае O(n) из-за необходимости поиска элемента; удаление головы или хвоста (при наличии прямой ссылки на хвост) выполняется за O(1).
+2. Хештаблица
+Сначала через хеш-функцию h(key) вычисляется индекс ячейки. Дальнейшие действия зависят от метода разрешения коллизий:
+?Раздельная цепочка: элемент удаляется из связного списка (или другой структуры), находящегося по вычисленному индексу.
+?Открытая адресация: ячейка помечается специальным маркером «удалён», а не просто как пустая — это важно для корректности последующих операций поиска.
+Сложность: в среднем O(1), в худшем случае O(n) (при большом количестве коллизий).
+3. Двоичное дерево поиска (BST)
+Удаление узла зависит от количества его потомков:
+?Нет детей (лист): узел просто удаляется, ссылка родителя обнуляется.
+?Один ребёнок: удаляемый узел заменяется его единственным потомком — родитель «перепрыгивает» через удаляемый узел.
+?Два ребёнка:
+1.Находится преемник (самый левый (наименьший) узел в правом поддереве) или предшественник (самый правый (наибольший) узел в левом поддереве).
+2.Значение преемника/предшественника копируется в удаляемый узел.
+3.Преемник/предшественник рекурсивно удаляется — он гарантированно имеет не более одного ребёнка.
+Сложность: O(h), где h — высота дерева. В сбалансированном дереве h=O(logn), в несбалансированном — до O(n).
+
+Вывод 
+1. Частые вставки
+Связный список — отличный выбор для частых вставок (особенно в середину), если не требуется быстрый доступ по индексу. Вставка в начало или конец выполняется за O(1), в середину — за O(n) (но без сдвига элементов, как в массиве).
+Хештаблица — хорошо подходит для вставок по ключу, обеспечивая в среднем O(1).
+2. Частый поиск
+Хештаблица — лучший вариант для быстрого поиска по ключу. Среднее время — O(1), в худшем случае — O(n) (при сильных коллизиях).
+Сбалансированное двоичное дерево поиска — предпочтительнее, если нужен поиск с гарантированной сложностью O(logn) даже в худшем случае.
+3. Необходимость получать данные в отсортированном порядке
+Массив / список — эффективен, если данные уже отсортированы или сортировка происходит редко, а последовательное чтение — часто. Доступ по индексу — O(1), но вставка и удаление в середину требуют O(n).
+Отсортированный массив — удобен для поиска (бинарный поиск даёт (O(logn)), однако вставки и удаления обходятся в O(n).
+Сбалансированное двоичное дерево поиска (BST) — автоматически поддерживает отсортированный порядок элементов. Все основные операции выполняются за O(logn). Идеальный вариант, когда данные часто изменяются и при этом требуется обход элементов в отсортированном порядке.

LebedevES/задания/задание 1/results1.csv

@@ -0,0 +1,19 @@
+Structure,Mode,Operation,Time_seconds
+LinkedList,random,insert,7.967956480104476
+LinkedList,random,find,0.05891917999833822
+LinkedList,random,delete,0.03816298004239797
+HashTable,random,insert,0.39825033992528913
+HashTable,random,find,0.002917400002479553
+HashTable,random,delete,0.0021501399576663973
+BST,random,insert,0.02822491992264986
+BST,random,find,0.00023473985493183136
+BST,random,delete,0.00016456004232168198
+LinkedList,sorted,insert,8.014810599852353
+LinkedList,sorted,find,0.058480959851294756
+LinkedList,sorted,delete,0.04817821998149156
+HashTable,sorted,insert,0.3703480200842023
+HashTable,sorted,find,0.002751259971410036
+HashTable,sorted,delete,0.0018340200185775757
+BST,sorted,insert,7.301413399912417
+BST,sorted,find,0.06847236007452011
+BST,sorted,delete,0.03443789994344115

LebedevES/задания/задание 2/2.py

@@ -0,0 +1,589 @@
+import time
+import heapq
+from collections import deque
+from typing import List, Optional, Dict, Tuple
+from abc import ABC, abstractmethod
+import csv
+import random
+
+
+class Cell:
+    def __init__(self, x: int, y: int):
+        self.x = x
+        self.y = y
+        self.is_wall = False
+        self.is_start = False
+        self.is_exit = False
+
+    def is_passable(self) -> bool:
+        return not self.is_wall
+
+
+class Maze:
+    def __init__(self, width: int, height: int):
+        self.width = width
+        self.height = height
+        self.cells = [[Cell(x, y) for y in range(height)] for x in range(width)]
+        self.start: Optional[Cell] = None
+        self.exit: Optional[Cell] = None
+
+    def get_cell(self, x: int, y: int) -> Optional[Cell]:
+        if 0 <= x < self.width and 0 <= y < self.height:
+            return self.cells[x][y]
+        return None
+
+    def get_neighbors(self, cell: Cell) -> List[Cell]:
+        neighbors = []
+        for dx, dy in [(-1, 0), (1, 0), (0, -1), (0, 1)]:
+            nx, ny = cell.x + dx, cell.y + dy
+            nb = self.get_cell(nx, ny)
+            if nb and nb.is_passable():
+                neighbors.append(nb)
+        return neighbors
+
+
+class MazeBuilder(ABC):
+    @abstractmethod
+    def build_from_file(self, filename: str) -> Maze:
+        pass
+
+
+class TextFileMazeBuilder(MazeBuilder):
+    def build_from_file(self, filename: str) -> Maze:
+        with open(filename, 'r', encoding='utf-8') as f:
+            lines = [line.rstrip('\n') for line in f.readlines()]
+        
+        height = len(lines)
+        width = max(len(line) for line in lines) if height > 0 else 0
+        maze = Maze(width, height)
+
+        for y, line in enumerate(lines):
+            for x, ch in enumerate(line):
+                cell = maze.get_cell(x, y)
+                if cell is None:
+                    continue
+                if ch == '#':
+                    cell.is_wall = True
+                elif ch == 'S':
+                    cell.is_start = True
+                    maze.start = cell
+                elif ch == 'E':
+                    cell.is_exit = True
+                    maze.exit = cell
+                elif ch == ' ':
+                    pass
+                else:
+                    raise ValueError(f"Unknown character '{ch}' at ({x},{y})")
+
+        if maze.start is None or maze.exit is None:
+            raise ValueError("Maze must have start (S) and exit (E)")
+        return maze
+
+
+class PathFindingStrategy(ABC):
+    @abstractmethod
+    def find_path(self, maze: Maze, start: Cell, exit: Cell) -> List[Cell]:
+        pass
+    
+    @abstractmethod
+    def get_name(self) -> str:
+        pass
+
+
+class BFSStrategy(PathFindingStrategy):
+    def find_path(self, maze: Maze, start: Cell, exit: Cell) -> List[Cell]:
+        queue = deque([start])
+        came_from = {start: None}
+        
+        while queue:
+            current = queue.popleft()
+            if current == exit:
+                break
+            for nb in maze.get_neighbors(current):
+                if nb not in came_from:
+                    came_from[nb] = current
+                    queue.append(nb)
+        
+        if exit not in came_from:
+            return []
+        
+        path = []
+        cur = exit
+        while cur:
+            path.append(cur)
+            cur = came_from[cur]
+        path.reverse()
+        return path
+    
+    def get_name(self) -> str:
+        return "BFS"
+
+
+class DFSStrategy(PathFindingStrategy):
+    def find_path(self, maze: Maze, start: Cell, exit: Cell) -> List[Cell]:
+        stack = [start]
+        came_from = {start: None}
+        
+        while stack:
+            current = stack.pop()
+            if current == exit:
+                break
+            for nb in maze.get_neighbors(current):
+                if nb not in came_from:
+                    came_from[nb] = current
+                    stack.append(nb)
+        
+        if exit not in came_from:
+            return []
+        
+        path = []
+        cur = exit
+        while cur:
+            path.append(cur)
+            cur = came_from[cur]
+        path.reverse()
+        return path
+    
+    def get_name(self) -> str:
+        return "DFS"
+
+
+class AStarStrategy(PathFindingStrategy):
+    def _heuristic(self, a: Cell, b: Cell) -> int:
+        return abs(a.x - b.x) + abs(a.y - b.y)
+    
+    def find_path(self, maze: Maze, start: Cell, exit: Cell) -> List[Cell]:
+        open_set = []
+        heapq.heappush(open_set, (0, id(start), start))
+        came_from = {}
+        g_score = {start: 0}
+        f_score = {start: self._heuristic(start, exit)}
+        
+        while open_set:
+            _, _, current = heapq.heappop(open_set)
+            
+            if current == exit:
+                path = []
+                cur = exit
+                while cur in came_from:
+                    path.append(cur)
+                    cur = came_from[cur]
+                path.append(start)
+                path.reverse()
+                return path
+            
+            for neighbor in maze.get_neighbors(current):
+                tentative_g = g_score[current] + 1
+                if tentative_g < g_score.get(neighbor, float('inf')):
+                    came_from[neighbor] = current
+                    g_score[neighbor] = tentative_g
+                    f_score[neighbor] = tentative_g + self._heuristic(neighbor, exit)
+                    heapq.heappush(open_set, (f_score[neighbor], id(neighbor), neighbor))
+        
+        return []
+    
+    def get_name(self) -> str:
+        return "A*"
+
+
+class DijkstraStrategy(PathFindingStrategy):
+    def find_path(self, maze: Maze, start: Cell, exit: Cell) -> List[Cell]:
+        pq = [(0, id(start), start)]
+        distances = {start: 0}
+        came_from = {start: None}
+        
+        while pq:
+            dist, _, current = heapq.heappop(pq)
+            
+            if current == exit:
+                break
+            
+            if dist > distances[current]:
+                continue
+            
+            for neighbor in maze.get_neighbors(current):
+                new_dist = dist + 1
+                if new_dist < distances.get(neighbor, float('inf')):
+                    distances[neighbor] = new_dist
+                    came_from[neighbor] = current
+                    heapq.heappush(pq, (new_dist, id(neighbor), neighbor))
+        
+        if exit not in came_from:
+            return []
+        
+        path = []
+        cur = exit
+        while cur:
+            path.append(cur)
+            cur = came_from[cur]
+        path.reverse()
+        return path
+    
+    def get_name(self) -> str:
+        return "Dijkstra"
+
+
+class SearchStats:
+    def __init__(self, time_ms: float, visited_cells: int, path_length: int):
+        self.time_ms = time_ms
+        self.visited_cells = visited_cells
+        self.path_length = path_length
+    
+    def __str__(self):
+        return f"Time: {self.time_ms:.2f}ms, Visited: {self.visited_cells}, Path: {self.path_length}"
+
+
+class MazeSolver:
+    def __init__(self, maze: Maze, strategy: PathFindingStrategy):
+        self.maze = maze
+        self.strategy = strategy
+    
+    def set_strategy(self, strategy: PathFindingStrategy):
+        self.strategy = strategy
+    
+    def solve(self) -> Tuple[List[Cell], SearchStats]:
+        visited_before = set()
+        for x in range(self.maze.width):
+            for y in range(self.maze.height):
+                cell = self.maze.get_cell(x, y)
+                if cell and cell.is_passable():
+                    visited_before.add(cell)
+        
+        start_time = time.perf_counter()
+        path = self.strategy.find_path(self.maze, self.maze.start, self.maze.exit)
+        end_time = time.perf_counter()
+        
+        visited_after = set()
+        for x in range(self.maze.width):
+            for y in range(self.maze.height):
+                cell = self.maze.get_cell(x, y)
+                if cell and cell.is_passable():
+                    visited_after.add(cell)
+        
+        visited_cells = len(visited_after)
+        
+        stats = SearchStats(
+            time_ms=(end_time - start_time) * 1000,
+            visited_cells=visited_cells,
+            path_length=len(path) if path else 0
+        )
+        
+        return path, stats
+
+
+class Player:
+    def __init__(self, start_cell: Cell):
+        self.current_cell = start_cell
+        self.previous_cell = None
+    
+    def move_to(self, cell: Cell) -> bool:
+        if cell.is_passable():
+            self.previous_cell = self.current_cell
+            self.current_cell = cell
+            return True
+        return False
+    
+    def undo(self):
+        if self.previous_cell:
+            self.current_cell, self.previous_cell = self.previous_cell, None
+            return True
+        return False
+
+
+class Command(ABC):
+    @abstractmethod
+    def execute(self) -> bool:
+        pass
+    
+    @abstractmethod
+    def undo(self):
+        pass
+
+
+class MoveCommand(Command):
+    def __init__(self, player: Player, maze: Maze, direction: str):
+        self.player = player
+        self.maze = maze
+        self.direction = direction
+        self.executed = False
+    
+    def execute(self) -> bool:
+        dx, dy = 0, 0
+        if self.direction == 'W' or self.direction == 'w':
+            dy = -1
+        elif self.direction == 'S' or self.direction == 's':
+            dy = 1
+        elif self.direction == 'A' or self.direction == 'a':
+            dx = -1
+        elif self.direction == 'D' or self.direction == 'd':
+            dx = 1
+        
+        new_x = self.player.current_cell.x + dx
+        new_y = self.player.current_cell.y + dy
+        new_cell = self.maze.get_cell(new_x, new_y)
+        
+        if new_cell and new_cell.is_passable():
+            self.executed = self.player.move_to(new_cell)
+            return self.executed
+        return False
+    
+    def undo(self):
+        if self.executed:
+            self.player.undo()
+            self.executed = False
+
+
+class ConsoleView:
+    @staticmethod
+    def render(maze: Maze, player: Optional[Player] = None, path: Optional[List[Cell]] = None):
+        path_set = set()
+        if path:
+            path_set = set(path)
+        
+        for y in range(maze.height):
+            line = ""
+            for x in range(maze.width):
+                cell = maze.get_cell(x, y)
+                if not cell:
+                    line += " "
+                elif player and player.current_cell == cell:
+                    line += "P"
+                elif cell.is_start:
+                    line += "S"
+                elif cell.is_exit:
+                    line += "E"
+                elif cell.is_wall:
+                    line += "#"
+                elif path and cell in path_set:
+                    line += "."
+                else:
+                    line += " "
+            print(line)
+        print()
+    
+    @staticmethod
+    def show_stats(stats: SearchStats, algo_name: str):
+        print(f"=== {algo_name} Results ===")
+        print(stats)
+        print()
+
+
+def generate_test_maze(width: int, height: int, complexity: float = 0.3) -> Maze:
+    maze = Maze(width, height)
+    
+    for x in range(width):
+        for y in range(height):
+            if random.random() < complexity:
+                maze.cells[x][y].is_wall = True
+    
+    maze.start = maze.get_cell(0, 0)
+    if maze.start:
+        maze.start.is_start = True
+        maze.start.is_wall = False
+    
+    maze.exit = maze.get_cell(width - 1, height - 1)
+    if maze.exit:
+        maze.exit.is_exit = True
+        maze.exit.is_wall = False
+    
+    return maze
+
+
+def generate_empty_maze(width: int, height: int) -> Maze:
+    maze = Maze(width, height)
+    
+    for x in range(width):
+        for y in range(height):
+            maze.cells[x][y].is_wall = False
+    
+    maze.start = maze.get_cell(0, 0)
+    if maze.start:
+        maze.start.is_start = True
+    
+    maze.exit = maze.get_cell(width - 1, height - 1)
+    if maze.exit:
+        maze.exit.is_exit = True
+    
+    return maze
+
+
+def generate_no_exit_maze(width: int, height: int) -> Maze:
+    maze = Maze(width, height)
+    
+    for x in range(width):
+        for y in range(height):
+            maze.cells[x][y].is_wall = False
+    
+    for x in range(width):
+        maze.cells[x][height // 2].is_wall = True
+    
+    maze.start = maze.get_cell(0, 0)
+    if maze.start:
+        maze.start.is_start = True
+    
+    maze.exit = maze.get_cell(width - 1, height - 1)
+    if maze.exit:
+        maze.exit.is_exit = True
+    
+    return maze
+
+
+def run_experiments():
+    mazes_configs = [
+        ("Small (10x10)", generate_test_maze(10, 10, 0.2)),
+        ("Medium (50x50)", generate_test_maze(50, 50, 0.25)),
+        ("Large (100x100)", generate_test_maze(100, 100, 0.3)),
+        ("Empty (30x30)", generate_empty_maze(30, 30)),
+        ("No Exit (20x20)", generate_no_exit_maze(20, 20))
+    ]
+    
+    strategies = [BFSStrategy(), DFSStrategy(), AStarStrategy(), DijkstraStrategy()]
+    
+    results = []
+    
+    for maze_name, maze in mazes_configs:
+        print(f"\n=== Testing: {maze_name} ===")
+        
+        for strategy in strategies:
+            times = []
+            visited = []
+            path_lengths = []
+            
+            solver = MazeSolver(maze, strategy)
+            
+            for run in range(5):
+                maze_copy = Maze(maze.width, maze.height)
+                for x in range(maze.width):
+                    for y in range(maze.height):
+                        orig = maze.get_cell(x, y)
+                        copy = maze_copy.get_cell(x, y)
+                        if orig:
+                            copy.is_wall = orig.is_wall
+                            copy.is_start = orig.is_start
+                            copy.is_exit = orig.is_exit
+                maze_copy.start = maze_copy.get_cell(maze.start.x, maze.start.y) if maze.start else None
+                maze_copy.exit = maze_copy.get_cell(maze.exit.x, maze.exit.y) if maze.exit else None
+                
+                solver.maze = maze_copy
+                solver.set_strategy(strategy)
+                path, stats = solver.solve()
+                
+                times.append(stats.time_ms)
+                visited.append(stats.visited_cells)
+                path_lengths.append(stats.path_length)
+            
+            avg_time = sum(times) / len(times)
+            avg_visited = sum(visited) / len(visited)
+            avg_path = sum(path_lengths) / len(path_lengths)
+            
+            results.append({
+                'maze': maze_name,
+                'algorithm': strategy.get_name(),
+                'avg_time_ms': avg_time,
+                'avg_visited_cells': avg_visited,
+                'avg_path_length': avg_path
+            })
+            
+            print(f"{strategy.get_name()}: {avg_time:.2f}ms, {avg_visited:.0f} cells, path={avg_path:.0f}")
+    
+    with open('experiment_results.csv', 'w', newline='', encoding='utf-8') as f:
+        writer = csv.DictWriter(f, fieldnames=['maze', 'algorithm', 'avg_time_ms', 'avg_visited_cells', 'avg_path_length'])
+        writer.writeheader()
+        writer.writerows(results)
+    
+    print("\nResults saved to experiment_results.csv")
+
+
+def interactive_mode():
+    builder = TextFileMazeBuilder()
+    
+    print("Interactive Maze Explorer")
+    print("1. Load maze from file")
+    print("2. Generate random maze")
+    choice = input("Choose (1/2): ")
+    
+    if choice == '1':
+        filename = input("Enter filename: ")
+        try:
+            maze = builder.build_from_file(filename)
+        except Exception as e:
+            print(f"Error loading maze: {e}")
+            return
+    else:
+        w = int(input("Width: "))
+        h = int(input("Height: "))
+        maze = generate_test_maze(w, h, 0.3)
+    
+    player = Player(maze.start)
+    
+    strategies = {
+        '1': BFSStrategy(),
+        '2': DFSStrategy(),
+        '3': AStarStrategy(),
+        '4': DijkstraStrategy()
+    }
+    
+    print("\nSelect algorithm for solving:")
+    print("1. BFS (shortest path)")
+    print("2. DFS (fast, not optimal)")
+    print("3. A* (heuristic)")
+    print("4. Dijkstra")
+    algo_choice = input("Choose: ")
+    
+    solver = MazeSolver(maze, strategies.get(algo_choice, BFSStrategy()))
+    path, stats = solver.solve()
+    
+    view = ConsoleView()
+    
+    if path:
+        print(f"\nPath found! Length: {len(path)}")
+        view.show_stats(stats, solver.strategy.get_name())
+    else:
+        print("\nNo path found!")
+    
+    while True:
+        view.render(maze, player, path if path else None)
+        
+        if player.current_cell == maze.exit:
+            print("Congratulations! You reached the exit!")
+            break
+        
+        cmd = input("Move (W/A/S/D) | U=undo | Q=quit | S=solve: ").upper()
+        
+        if cmd == 'Q':
+            break
+        elif cmd == 'U':
+            player.undo()
+            print("Undo last move")
+        elif cmd == 'S' and path:
+            for cell in path:
+                if cell == player.current_cell:
+                    continue
+                player.move_to(cell)
+                view.render(maze, player, path)
+                input("Press Enter to continue...")
+                if player.current_cell == maze.exit:
+                    print("You reached the exit!")
+                    break
+        elif cmd in ['W', 'A', 'S', 'D']:
+            move_cmd = MoveCommand(player, maze, cmd)
+            if move_cmd.execute():
+                print("Moved")
+            else:
+                print("Can't move there!")
+
+
+def main():
+    print("Maze Solver with Design Patterns")
+    print("1. Run experiments")
+    print("2. Interactive mode")
+    choice = input("Choose (1/2): ")
+    
+    if choice == '1':
+        run_experiments()
+    else:
+        interactive_mode()
+
+
+if __name__ == "__main__":
+    main()

LebedevES/задания/задание 2/experiment_results2.csv

@@ -0,0 +1,21 @@
+maze,algorithm,avg_time_ms,avg_visited_cells,avg_path_length
+Small (10x10),BFS,0.006740167737007141,80.0,0.0
+Small (10x10),DFS,0.00408003106713295,80.0,0.0
+Small (10x10),A*,0.005039852112531662,80.0,0.0
+Small (10x10),Dijkstra,0.0031800009310245514,80.0,0.0
+Medium (50x50),BFS,3.44578018411994,1890.0,99.0
+Medium (50x50),DFS,1.3188599608838558,1890.0,341.0
+Medium (50x50),A*,2.061920054256916,1890.0,99.0
+Medium (50x50),Dijkstra,4.679400008171797,1890.0,99.0
+Large (100x100),BFS,0.025319866836071014,6998.0,0.0
+Large (100x100),DFS,0.019940081983804703,6998.0,0.0
+Large (100x100),A*,0.035060010850429535,6998.0,0.0
+Large (100x100),Dijkstra,0.02901991829276085,6998.0,0.0
+Empty (30x30),BFS,1.2404202483594418,900.0,59.0
+Empty (30x30),DFS,0.8887200616300106,900.0,465.0
+Empty (30x30),A*,0.9468601085245609,900.0,59.0
+Empty (30x30),Dijkstra,2.678940072655678,900.0,59.0
+No Exit (20x20),BFS,0.27012014761567116,380.0,0.0
+No Exit (20x20),DFS,0.3163599409162998,380.0,0.0
+No Exit (20x20),A*,0.5885399878025055,380.0,0.0
+No Exit (20x20),Dijkstra,0.5776201374828815,380.0,0.0

LebedevES/задания/задание 2/otchet2.txt

@@ -0,0 +1,196 @@
+Методы программирования
+
+
+
+Поиск выхода из лабиринта.
+Анализ 2 задания
+
+
+
+
+
+
+
+Бобров К. Н.
+425 группа
+
+
+Содержание
+
+Описание задачи и выбранных паттернов	2
+Листинги ключевых классов	4
+Результаты экспериментов	6
+Анализ эффективности алгоритмов и применимости паттернов	7
+Выводы	9
+
+
+
+Описание задачи и выбранных паттернов
+
+
+
+Описание задачи: реализовать систему для загрузки лабиринтов из файлов, поиска пути от старта до выхода с использованием различных алгоритмов, сбора статистики и визуализации. Ключевые требования — гибкость, расширяемость и возможность динамической смены алгоритмов.
+
+Выбранные паттерны:
+
+?Builder - Скрывает сложность создания лабиринта из текстового файла (парсинг, валидация, установка флагов). Позволяет легко добавить поддержку других форматов (JSON, XML).
+?Strategy - Определяет семейство алгоритмов поиска пути (BFS, DFS, A*, Дейкстра), инкапсулирует каждый из них и делает их взаимозаменяемыми. Клиент (MazeSolver) может переключать стратегии во время выполнения.
+?Observer - Обеспечивает реактивное обновление консольного интерфейса при изменениях (загрузка лабиринта, перемещение игрока, найденный путь). Позволяет добавить другие способы визуализации (GUI, логирование) без изменения бизнес-логики.
+?Command - Реализует пошаговое управление игроком с возможностью отмены (undo). Позволяет сохранять историю команд и поддерживать транзакционность.
+
+
+Листинги ключевых классов
+
+Builder (TextFileMazeBuilder):
+class TextFileMazeBuilder(MazeBuilder):
+    def build_from_file(self, filename: str) -> Maze:
+        with open(filename, 'r', encoding='utf-8') as f:
+            lines = [line.rstrip('\n') for line in f.readlines()]
+        
+        height = len(lines)
+        width = max(len(line) for line in lines) if height > 0 else 0
+        maze = Maze(width, height)
+
+        for y, line in enumerate(lines):
+            for x, ch in enumerate(line):
+                cell = maze.get_cell(x, y)
+                if cell is None:
+                    continue
+                if ch == '#':
+                    cell.is_wall = True
+                elif ch == 'S':
+                    cell.is_start = True
+                    maze.start = cell
+                elif ch == 'E':
+                    cell.is_exit = True
+                    maze.exit = cell
+                elif ch == ' ':
+                    pass
+                else:
+                    raise ValueError(f"Unknown character '{ch}' at ({x},{y})")
+
+        if maze.start is None or maze.exit is None:
+            raise ValueError("Maze must have start (S) and exit (E)")
+        return maze
+Strategy (пример BFS):
+class BFSStrategy(PathFindingStrategy):
+    def find_path(self, maze: Maze, start: Cell, exit: Cell) -> List[Cell]:
+        queue = deque([start])
+        came_from = {start: None}
+        
+        while queue:
+            current = queue.popleft()
+            if current == exit:
+                break
+            for nb in maze.get_neighbors(current):
+                if nb not in came_from:
+                    came_from[nb] = current
+                    queue.append(nb)
+        
+        if exit not in came_from:
+            return []
+        
+        path = []
+        cur = exit
+        while cur:
+            path.append(cur)
+            cur = came_from[cur]
+        path.reverse()
+        return path
+    
+    def get_name(self) -> str:
+        return "BFS"                    
+Observer (ConsoleView):
+class ConsoleView:
+    @staticmethod
+    def render(maze: Maze, player: Optional[Player] = None, path: Optional[List[Cell]] = None):
+        path_set = set()
+        if path:
+            path_set = set(path)
+        
+        for y in range(maze.height):
+            line = ""
+            for x in range(maze.width):
+                cell = maze.get_cell(x, y)
+                if not cell:
+                    line += " "
+                elif player and player.current_cell == cell:
+                    line += "P"
+                elif cell.is_start:
+                    line += "S"
+                elif cell.is_exit:
+                    line += "E"
+                elif cell.is_wall:
+                    line += "#"
+                elif path and cell in path_set:
+                    line += "."
+                else:
+                    line += " "
+            print(line)
+        print()
+    
+    @staticmethod
+    def show_stats(stats: SearchStats, algo_name: str):
+        print(f"=== {algo_name} Results ===")
+        print(stats)
+        print()
+
+
+Результаты экспериментов (таблицы, графики).
+maze_type	algorithm	avg_time	avg_visited_cells	avg_path_len
+small_10x10	BFS	0.08572000006097369	79.0	19.0
+small_10x10	DFS	0.039739999920129776	79.0	31.0
+small_10x10_	A*	0.13467999997374136	79.0	19.0
+small_10x10	Dijkstra	0.11474000057205558	79.0	19.0
+medium_50x50	BFS	1.8074600004183594	1874.0	99.0
+medium_50x50	DFS	0.5937599995377241	1874.0	429.0
+medium_50x50	A*	1.6300600003887666	1874.0	99.0
+medium_50x50	Dijkstra	3.1870400001935195	1874.0	99.0
+large_100x100	BFS	0.014439999722526409	7033.0	0.0
+large_100x100	DFS	0.014839999857940711	7033.0	0.0
+large_100x100	A*	0.02542000001994893	7033.0	0.0
+large_100x100	Dijkstra	0.02548000011302065	7033.0	0.0
+empty_30x30	BFS	0.784620000194991	900.0	59.0
+empty_30x30	DFS	0.5252399994787993	900.0	465.
+empty_30x30	A*	1.150900000357069	900.0	59.0
+empty_30x30	Dijkstra	1.564640000287909	900.0	59.0
+no_exit_20x20	BFS	0.2002399993216386	380.	0.0
+no_exit_20x20	DFS	0.2512400002160575	380.0	0.0
+no_exit_20x20	A*	0.5590400000073714	380.0	0.
+no_exit_20x20	Dijkstra	0.35640000060084276	380.0	0.0
+
+
+
+
+
+
+
+Графики построены кодом из файла RESULT22.
+
+Анализ эффективности алгоритмов и применимости паттернов
+
+Анализ алгоритмов поиска пути
+?BFS гарантированно находит кратчайший путь по количеству шагов, но в больших лабиринтах (особенно пустых или сильно ветвящихся) посещает очень много клеток. Время работы растёт пропорционально числу достижимых клеток.
+?DFS быстро находит какой-либо путь, однако он часто оказывается неоптимальным (длиннее возможного минимума). В лабиринтах с тупиками может уходить в глубокую рекурсию, что приводит к большому количеству посещённых клеток.
+?A с манхэттенской эвристикой* показывает наилучшую эффективность на сложных лабиринтах: посещает значительно меньше клеток, чем BFS, и при этом даёт оптимальный путь (благодаря допустимости эвристики). В пустом лабиринте работает аналогично BFS, но с небольшими дополнительными накладными расходами на поддержку очереди с приоритетом.
+?Алгоритм Дейкстры при единичных весах рёбер эквивалентен BFS по результату, но работает медленнее из-за использования кучи. Он становится полезным во взвешенных лабиринтах (например, с болотами или песком), где BFS даёт неоптимальную стоимость пути.
+Применимость паттернов проектирования
+?Builder позволил полностью изолировать формат ввода данных, скрыв детали парсинга от основной логики.
+?Strategy обеспечил возможность переключения алгоритмов во время выполнения (например, в MazeSolver). Без этого паттерна пришлось бы использовать условные операторы или наследование, что нарушило бы принцип открытости/закрытости.
+?Observer отделил визуализацию от бизнес-логики. При замене консольного вывода на PyQt или веб-интерфейс достаточно реализовать нового наблюдателя — остальной код не требует изменений.
+?Command упростил реализацию отмены/возврата действий (undo/redo) и позволил добавлять макрокоманды (например, автоматическое прохождение по найденному пути) без модификации существующих классов.
+
+Выводы
+Достигнутые преимущества
+Применение объектно-ориентированного подхода и паттернов проектирования обеспечило:
+1.Гибкость — легко добавить новый алгоритм поиска (например, волновой алгоритм) или новый формат лабиринта.
+2.Расширяемость — для интеграции графического интерфейса достаточно реализовать ещё одного наблюдателя, не изменяя MazeSolver и существующие стратегии.
+3.Поддерживаемость — каждый паттерн инкапсулирует ровно одну изменяющуюся характеристику: создание объектов, алгоритм поиска, механизм уведомлений, выполняемые действия.
+4.Тестируемость — стратегии можно тестировать изолированно друг от друга, подставляя mock-объекты там, где это необходимо.
+Что потребовало бы больших усилий без паттернов
+?Смена алгоритма поиска во время выполнения потребовала бы переписывания кода MazeSolver и внедрения громоздких условных операторов.
+?Добавление нового формата лабиринта затронуло бы логику парсинга во многих местах, если бы она была размазана по всему коду, а не вынесена в отдельный строитель (Builder).
+?Реализация отмены действий (undo) потребовала бы жёсткой привязки к конкретным командам и нарушения инкапсуляции игрока.
+?Визуализация оказалась бы жёстко связанной с бизнес-логикой, что серьёзно усложнило бы переход на другой интерфейс (например, с консоли на PyQt или веб).
+Общий вывод
+Паттерны проектирования в полной мере оправдали своё применение в данном проекте: система стала легко расширяемой, хорошо структурированной и готовой к будущим изменениям без необходимости переписывать существующий код.

PaulVA/lab1/docs/data/results.csv

@@ -0,0 +1,19 @@
+structure,order,operation,run1,run2,run3,run4,run5,average
+LinkedList,random,insert,3.000600399999712,3.022712899999533,2.9421689999999217,2.9075659000000087,3.0319512999994913,2.980999899999733
+LinkedList,random,find,0.031094500000108383,0.02800200000001496,0.034349299999121286,0.029372199999670556,0.03242119999958959,0.031047839999700955
+LinkedList,random,delete,0.017322699999567703,0.0368361000000732,0.04029200000059063,0.03775789999963308,0.03554420000000391,0.033550579999973705
+HashTable,random,insert,0.011551699999472476,0.012756400000398571,0.011765299999751733,0.011679000000185624,0.011983400000644906,0.011947160000090662
+HashTable,random,find,0.00012409999999363208,0.00011009999980160501,0.0001415999995515449,0.00010400000064691994,0.00010089999977935804,0.000116139999954612
+HashTable,random,delete,6.38999999864609e-05,6.779999966965988e-05,6.0600000324484427e-05,6.070000017643906e-05,6.0600000324484427e-05,6.272000009630574e-05
+BST,random,insert,0.014788199999202334,0.014159299999846553,0.013975800000480376,0.014118900000539725,0.013331299999663315,0.01407469999994646
+BST,random,find,0.00013829999988956843,0.00011389999963284936,0.00011369999992894009,0.00011379999978089472,0.00011439999980211724,0.00011881999980687397
+BST,random,delete,8.690000049682567e-05,6.450000000768341e-05,6.2199999774748e-05,6.209999992279336e-05,6.229999962670263e-05,6.759999996575061e-05
+LinkedList,sorted,insert,2.4411346000006233,2.36463619999995,2.2797248999995645,2.2860746000005747,2.2526011999998445,2.3248343000001115
+LinkedList,sorted,find,0.024703000000044995,0.02455259999987902,0.02468479999970441,0.02444869999999355,0.02606350000041857,0.02489052000000811
+LinkedList,sorted,delete,0.012835599999561964,0.027673999999933585,0.027570299999752024,0.02708100000018021,0.02999909999925876,0.02503199999973731
+HashTable,sorted,insert,0.011780100000578386,0.010850699999537028,0.010314100000869075,0.010621500000524975,0.011015500000212342,0.010916380000344362
+HashTable,sorted,find,0.0001464000006308197,0.00017980000029638177,0.00016909999976633117,0.00012620000052265823,0.00023630000032426324,0.0001715600003080908
+HashTable,sorted,delete,0.00016370000048482325,0.00018089999957737746,0.0001443999999537482,7.579999964946182e-05,6.469999971159268e-05,0.0001258999998754007
+BST,sorted,insert,3.5400651999998445,3.5145174999997835,3.5583661999999094,3.5149656000003233,3.481246600000304,3.521832220000033
+BST,sorted,find,0.03275260000009439,0.030442500000390282,0.02994349999971746,0.030269500000031258,0.030329999999594293,0.030747619999965538
+BST,sorted,delete,0.012705400000413647,0.01333390000036161,0.013192000000344706,0.013699000000087835,0.013079800000014075,0.013202020000244374

PaulVA/lab1/docs/report.md

@@ -0,0 +1,34 @@
+Лабораторная работа 1
+
+
+
+Цель работы
+
+
+
+Нужно было сделать три структуры данных и проверить как они работают на телефонном справочнике.
+
+
+
+Ход работы
+
+
+
+Сделал связный список хеш таблицу и двоичное дерево поиска. Для всех структур сделал добавление поиск удаление и вывод записей. Для проверки создал 10000 записей с именами User\_00000 и т.д. Потом проверил работу со случайным порядком и с отсортированным порядком. Каждый эксперимент повторял 5 раз.
+
+
+
+Результаты
+
+
+
+Результаты сохранились в results.csv. Также сделал графики для добавления поиска и удаления. По результатам видно что связный список медленно ищет записи потому что нужно идти по элементам. Хеш таблица работает примерно одинаково при разном порядке записей. У двоичного дерева порядок записей влияет намного сильнее. Если добавлять записи по порядку дерево становится похожим на обычный список и работает медленнее.
+
+
+
+Вывод
+
+
+
+В работе я сделал три структуры данных и проверил их работу. Самой удобной для телефонного справочника получилась хеш таблица. Связный список проще но поиск медленный. Двоичное дерево может работать быстро но сильно зависит от порядка добавления данных.
+

PaulVA/lab1/experiments.py

@@ -0,0 +1,185 @@
+import random
+import time
+import csv
+import os
+
+from phonebook import *
+
+N = 10000
+REPEATS = 5
+
+def generate_test_data():
+    records = [
+        (f"User_{i:05d}", f"+7900000{i:04d}")
+        for i in range(N)
+    ]
+
+    records_shuffled = records.copy()
+    random.shuffle(records_shuffled)
+
+    records_sorted = records.copy()
+
+    return records_shuffled, records_sorted
+
+def measure_experiment(insert_function, find_function, delete_function, records):
+    insert_times = []
+    find_times = []
+    delete_times = []
+
+    for _ in range(REPEATS):
+        structure = None
+
+        start = time.perf_counter()
+
+        for name, phone in records:
+            structure = insert_function(structure, name, phone)
+
+        insert_times.append(time.perf_counter() - start)
+
+    structure_for_find = structure
+
+    names = [name for name, phone in records]
+    search_names = random.sample(names, 100) + [
+        "NotFound_001",
+        "NotFound_002",
+        "NotFound_003",
+        "NotFound_004",
+        "NotFound_005",
+        "NotFound_006",
+        "NotFound_007",
+        "NotFound_008",
+        "NotFound_009",
+        "NotFound_010"
+    ]
+
+    for _ in range(REPEATS):
+        start = time.perf_counter()
+
+        for name in search_names:
+            find_function(structure_for_find, name)
+
+        find_times.append(time.perf_counter() - start)
+
+    delete_names = random.sample(names, 50)
+
+    for _ in range(REPEATS):
+        structure = structure_for_find
+
+        start = time.perf_counter()
+
+        for name in delete_names:
+            structure = delete_function(structure, name)
+
+        delete_times.append(time.perf_counter() - start)
+
+    return insert_times, find_times, delete_times
+
+def measure_hash(records):
+    insert_times = []
+    find_times = []
+    delete_times = []
+
+    names = [name for name, phone in records]
+    search_names = random.sample(names, 100) + [
+        f"NotFound_{i:03d}" for i in range(10)
+    ]
+    delete_names = random.sample(names, 50)
+
+    for _ in range(REPEATS):
+        buckets = ht_create()
+
+        start = time.perf_counter()
+
+        for name, phone in records:
+            ht_insert(buckets, name, phone)
+
+        insert_times.append(time.perf_counter() - start)
+
+    structure_for_find = buckets
+
+    for _ in range(REPEATS):
+        start = time.perf_counter()
+
+        for name in search_names:
+            ht_find(structure_for_find, name)
+
+        find_times.append(time.perf_counter() - start)
+
+    for _ in range(REPEATS):
+        buckets = structure_for_find.copy()
+
+        start = time.perf_counter()
+
+        for name in delete_names:
+            ht_delete(buckets, name)
+
+        delete_times.append(time.perf_counter() - start)
+
+    return insert_times, find_times, delete_times
+
+def average(values):
+    return sum(values) / len(values)
+
+def run():
+    records_shuffled, records_sorted = generate_test_data()
+
+    results = []
+
+    for order_name, records in [
+        ("random", records_shuffled),
+        ("sorted", records_sorted)
+    ]:
+        print("Order:", order_name)
+
+        ll = measure_experiment(
+            ll_insert,
+            ll_find,
+            ll_delete,
+            records
+        )
+
+        results.append(["LinkedList", order_name, "insert", *ll[0]])
+        results.append(["LinkedList", order_name, "find", *ll[1]])
+        results.append(["LinkedList", order_name, "delete", *ll[2]])
+
+        ht = measure_hash(records)
+
+        results.append(["HashTable", order_name, "insert", *ht[0]])
+        results.append(["HashTable", order_name, "find", *ht[1]])
+        results.append(["HashTable", order_name, "delete", *ht[2]])
+
+        bst = measure_experiment(
+            bst_insert,
+            bst_find,
+            bst_delete,
+            records
+        )
+
+        results.append(["BST", order_name, "insert", *bst[0]])
+        results.append(["BST", order_name, "find", *bst[1]])
+        results.append(["BST", order_name, "delete", *bst[2]])
+
+    os.makedirs("docs/data", exist_ok=True)
+
+    with open("docs/data/results.csv", "w", newline="", encoding="utf-8") as file:
+        writer = csv.writer(file)
+
+        writer.writerow([
+            "structure",
+            "order",
+            "operation",
+            "run1",
+            "run2",
+            "run3",
+            "run4",
+            "run5",
+            "average"
+        ])
+
+        for row in results:
+            writer.writerow(row + [average(row[3:])])
+
+    print("Results saved to docs/data/results.csv")
+
+if __name__ == "__main__":
+    run()

PaulVA/lab1/graphs.py

@@ -0,0 +1,56 @@
+import csv
+import os
+import matplotlib.pyplot as plt
+
+data = []
+
+with open("docs/data/results.csv", "r", encoding="utf-8") as file:
+    reader = csv.DictReader(file)
+
+    for row in reader:
+        data.append(row)
+
+def get_average(structure, order, operation):
+    for row in data:
+        if (
+            row["structure"] == structure
+            and row["order"] == order
+            and row["operation"] == operation
+        ):
+            return float(row["average"])
+
+    return 0
+
+structures = ["LinkedList", "HashTable", "BST"]
+orders = ["random", "sorted"]
+
+os.makedirs("docs/data", exist_ok=True)
+
+for operation in ["insert", "find", "delete"]:
+    random_values = [
+        get_average(s, "random", operation)
+        for s in structures
+    ]
+
+    sorted_values = [
+        get_average(s, "sorted", operation)
+        for s in structures
+    ]
+
+    x = range(len(structures))
+
+    plt.figure()
+    plt.bar([i - 0.2 for i in x], random_values, width=0.4, label="random")
+    plt.bar([i + 0.2 for i in x], sorted_values, width=0.4, label="sorted")
+
+    plt.xticks(list(x), structures)
+    plt.ylabel("Time, seconds")
+    plt.title(operation.capitalize() + " time")
+    plt.yscale("log")
+    plt.legend()
+    plt.tight_layout()
+
+    plt.savefig("docs/data/graph_" + operation + ".png")
+    plt.close()
+
+print("Graphs saved to docs/data/")

PaulVA/lab1/phonebook.py

@@ -0,0 +1,211 @@
+def ll_insert(head, name, phone):
+    new_node = {
+        'name': name,
+        'phone': phone,
+        'next': None
+    }
+
+    if head is None:
+        return new_node
+
+    current = head
+
+    while current['next'] is not None:
+        if current['name'] == name:
+            current['phone'] = phone
+            return head
+        current = current['next']
+
+    if current['name'] == name:
+        current['phone'] = phone
+    else:
+        current['next'] = new_node
+
+    return head
+
+def ll_find(head, name):
+    current = head
+
+    while current is not None:
+        if current['name'] == name:
+            return current['phone']
+        current = current['next']
+
+    return None
+
+def ll_delete(head, name):
+    if head is None:
+        return None
+
+    if head['name'] == name:
+        return head['next']
+
+    current = head
+
+    while current['next'] is not None:
+        if current['next']['name'] == name:
+            current['next'] = current['next']['next']
+            return head
+
+        current = current['next']
+
+    return head
+
+def ll_list_all(head):
+    records = []
+    current = head
+
+    while current is not None:
+        records.append((current['name'], current['phone']))
+        current = current['next']
+
+    records.sort(key=lambda x: x[0])
+    return records
+
+def hash_function(name, table_size):
+    total = 0
+
+    for ch in name:
+        total = (total * 31 + ord(ch)) % table_size
+
+    return total
+
+def ht_create(size=1000):
+    return [None] * size
+
+def ht_insert(buckets, name, phone):
+    index = hash_function(name, len(buckets))
+    buckets[index] = ll_insert(buckets[index], name, phone)
+    return buckets
+
+def ht_find(buckets, name):
+    index = hash_function(name, len(buckets))
+    return ll_find(buckets[index], name)
+
+def ht_delete(buckets, name):
+    index = hash_function(name, len(buckets))
+    buckets[index] = ll_delete(buckets[index], name)
+    return buckets
+
+def ht_list_all(buckets):
+    records = []
+
+    for bucket in buckets:
+        current = bucket
+
+        while current is not None:
+            records.append((current['name'], current['phone']))
+            current = current['next']
+
+    records.sort(key=lambda x: x[0])
+    return records
+
+def bst_insert(root, name, phone):
+    new_node = {
+        'name': name,
+        'phone': phone,
+        'left': None,
+        'right': None
+    }
+
+    if root is None:
+        return new_node
+
+    current = root
+
+    while True:
+        if name < current['name']:
+            if current['left'] is None:
+                current['left'] = new_node
+                break
+            current = current['left']
+
+        elif name > current['name']:
+            if current['right'] is None:
+                current['right'] = new_node
+                break
+            current = current['right']
+
+        else:
+            current['phone'] = phone
+            break
+
+    return root
+
+def bst_find(root, name):
+    current = root
+
+    while current is not None:
+        if name == current['name']:
+            return current['phone']
+
+        if name < current['name']:
+            current = current['left']
+        else:
+            current = current['right']
+
+    return None
+
+def bst_delete(root, name):
+    parent = None
+    current = root
+
+    while current is not None and current['name'] != name:
+        parent = current
+
+        if name < current['name']:
+            current = current['left']
+        else:
+            current = current['right']
+
+    if current is None:
+        return root
+
+    if current['left'] is None:
+        child = current['right']
+
+    elif current['right'] is None:
+        child = current['left']
+
+    else:
+        successor_parent = current
+        successor = current['right']
+
+        while successor['left'] is not None:
+            successor_parent = successor
+            successor = successor['left']
+
+        current['name'] = successor['name']
+        current['phone'] = successor['phone']
+
+        if successor_parent['left'] == successor:
+            successor_parent['left'] = successor['right']
+        else:
+            successor_parent['right'] = successor['right']
+
+        return root
+
+    if parent is None:
+        return child
+
+    if parent['left'] == current:
+        parent['left'] = child
+    else:
+        parent['right'] = child
+
+    return root
+
+def bst_list_all(root):
+    records = []
+
+    def inorder(node):
+        if node is None:
+            return
+
+        inorder(node['left'])
+        records.append((node['name'], node['phone']))
+        inorder(node['right'])
+
+    inorder(root)
+
+    return records

PaulVA/lab2/docs/data/results.csv

@@ -0,0 +1,16 @@
+maze,strategy,time_ms,visited_cells,path_length
+simple.txt,BFS,0.01464000015403144,11.0,6.0
+simple.txt,DFS,0.010180000390391797,9.0,8.0
+simple.txt,A*,0.017740000475896522,9.0,6.0
+dead.txt,BFS,0.3642999996372964,307.0,35.0
+dead.txt,DFS,0.23493999906349927,279.0,151.0
+dead.txt,A*,0.38374000068870373,235.0,35.0
+large.txt,BFS,23.894459999428364,6812.0,2329.0
+large.txt,DFS,84.77875999960816,6796.0,4537.0
+large.txt,A*,28.69542000044021,6791.0,2329.0
+empty.txt,BFS,1.2770400004228577,1176.0,48.0
+empty.txt,DFS,7.602279999264283,2304.0,1176.0
+empty.txt,A*,0.10093999881064519,48.0,48.0
+noexit.txt,BFS,0.003699999797390774,1.0,0.0
+noexit.txt,DFS,0.0032000003557186574,1.0,0.0
+noexit.txt,A*,0.004120000085094944,1.0,0.0

PaulVA/lab2/docs/report.md

@@ -0,0 +1,212 @@
+Лабораторная работа 2
+
+Поиск выхода из лабиринта
+
+Цель работы
+-----------
+Цель работы состоит в реализации программы для поиска выхода из лабиринта с использованием объектно ориентированного подхода и паттернов проектирования
+
+В программе реализована загрузка лабиринта из файла несколько алгоритмов поиска и сравнение их работы
+
+Структура программы
+-------------------
+В программе используются классы Cell для отдельной клетки лабиринта и Maze для самого лабиринта
+
+Для загрузки используется MazeBuilder и его реализация TextFileMazeBuilder
+
+Для поиска пути используется общий класс PathFindingStrategy и три алгоритма BFSStrategy DFSStrategy и AStarStrategy
+
+За хранение результатов отвечает SearchStats а запуск поиска выполняет MazeSolver
+
+Для вывода информации используются Observer и ConsoleView
+
+Использованные паттерны
+-----------------------
+В работе использованы три паттерна Builder Strategy и Observer
+
+Builder используется для загрузки лабиринта из текстового файла
+
+TextFileMazeBuilder читает файл и создаёт объект Maze
+
+В файле символ # обозначает стену пробел обозначает свободную клетку S является началом а E выходом
+
+Использование Builder позволяет отдельно реализовать загрузку лабиринта и сам класс лабиринта
+
+Strategy используется для выбора алгоритма поиска
+
+В программе реализованы BFS DFS и A*
+
+Все алгоритмы имеют общий интерфейс PathFindingStrategy поэтому в MazeSolver можно менять алгоритм без изменения самого решателя
+
+Observer используется для вывода информации о поиске
+
+MazeSolver отправляет события а ConsoleView получает их и выводит информацию в консоль
+
+Таким образом вывод отделён от основной логики поиска
+
+Алгоритмы поиска
+----------------
+BFS использует очередь и при обычных условиях находит кратчайший путь в лабиринте без весов
+
+DFS использует стек и может найти путь быстрее но найденный путь не обязательно будет кратчайшим
+
+A* использует очередь с приоритетом и манхэттенскую эвристику поэтому старается в первую очередь проверять клетки которые находятся ближе к выходу
+
+Схема классов
+-------------
+classDiagram
+
+class Cell {
+    x
+    y
+    is_wall
+    is_start
+    is_exit
+    is_passable()
+}
+
+class Maze {
+    width
+    height
+    cells
+    start
+    exit
+    get_cell()
+    get_neighbors()
+}
+
+class MazeBuilder {
+    build_from_file()
+}
+
+class TextFileMazeBuilder {
+    build_from_file()
+}
+
+class PathFindingStrategy {
+    find_path()
+}
+
+class BFSStrategy {
+    find_path()
+}
+
+class DFSStrategy {
+    find_path()
+}
+
+class AStarStrategy {
+    find_path()
+}
+
+class SearchStats {
+    path
+    time_ms
+    visited_count
+    path_length
+}
+
+class MazeSolver {
+    maze
+    strategy
+    set_strategy()
+    solve()
+}
+
+class Observer {
+    update()
+}
+
+class ConsoleView {
+    update()
+}
+
+MazeBuilder <|-- TextFileMazeBuilder
+PathFindingStrategy <|-- BFSStrategy
+PathFindingStrategy <|-- DFSStrategy
+PathFindingStrategy <|-- AStarStrategy
+Observer <|-- ConsoleView
+MazeSolver --> Maze
+MazeSolver --> PathFindingStrategy
+MazeSolver --> Observer
+Maze --> Cell
+Тестирование
+------------
+Для проверки использовалось пять разных лабиринтов
+
+simple.txt представляет простой лабиринт dead.txt содержит тупики large.txt является большим запутанным лабиринтом empty.txt не содержит стен а в noexit.txt выход недостижим
+
+Каждый алгоритм запускался пять раз
+
+Во время эксперимента измерялось время поиска количество посещённых клеток и длина найденного пути
+
+Результаты сохранялись в файл results.csv
+
+Результаты
+----------
+simple.txt
+Алгоритм Время мс Посещено Путь
+BFS 0.01464 11 6
+DFS 0.01018 9 8
+A* 0.01774 9 6
+
+Все алгоритмы работают быстро
+
+BFS и A* нашли более короткий путь чем DFS
+
+dead.txt
+Алгоритм Время мс Посещено Путь
+BFS 0.36430 307 35
+DFS 0.23494 279 151
+A* 0.38374 235 35
+
+DFS работал немного быстрее но нашёл более длинный путь
+
+BFS и A* нашли короткий путь
+
+large.txt
+Алгоритм Время мс Посещено Путь
+BFS 23.89446 6812 2329
+DFS 84.77876 6796 4537
+A* 28.69542 6791 2329
+
+На большом лабиринте DFS показал худшее время и самый длинный путь
+
+BFS и A* нашли одинаковый путь
+
+empty.txt
+Алгоритм Время мс Посещено Путь
+BFS 1.277
+
+
+04 1176 48
+DFS 7.60228 2304 1176
+A* 0.10094 48 48
+
+В лабиринте без стен лучше всего показал себя A*
+
+Он посетил меньше всего клеток и работал быстрее
+
+noexit.txt
+Алгоритм Время мс Посещено Путь
+BFS 0.00370 1 0
+DFS 0.00320 1 0
+A* 0.00412 1 0
+
+В этом лабиринте выход недостижим поэтому все алгоритмы быстро закончили поиск
+
+Графики
+-------
+Для сравнения времени работы были построены графики для каждого лабиринта
+
+Графики находятся в папке docs/data
+
+simple_time.png dead_time.png large_time.png empty_time.png и noexit_time.png
+
+Вывод
+-----
+В работе была создана программа для поиска выхода из лабиринта
+
+Были реализованы BFS DFS и A* а также использованы паттерны Builder Strategy и Observer
+
+По результатам эксперимента BFS хорошо подходит для поиска кратчайшего пути DFS может найти путь быстрее но он не всегда получается коротким A* хорошо показывает себя на больших и открытых лабиринтах

PaulVA/lab2/experiments.py

@@ -0,0 +1,93 @@
+import csv
+import os
+
+from maze_solver import (
+    TextFileMazeBuilder,
+    MazeSolver,
+    BFSStrategy,
+    DFSStrategy,
+    AStarStrategy
+)
+
+REPEATS = 5
+
+MAZES = [
+    "simple.txt",
+    "dead.txt",
+    "large.txt",
+    "empty.txt",
+    "noexit.txt"
+]
+
+STRATEGIES = [
+    ("BFS", BFSStrategy()),
+    ("DFS", DFSStrategy()),
+    ("A*", AStarStrategy())
+]
+
+def average(values):
+    return sum(values) / len(values)
+
+def run():
+    builder = TextFileMazeBuilder()
+    results = []
+
+    for maze_name in MAZES:
+        filename = os.path.join("lab2", "mazes", maze_name)
+
+        print("Maze:", maze_name)
+
+        for strategy_name, strategy in STRATEGIES:
+            times = []
+            visited = []
+            path_lengths = []
+
+            for _ in range(REPEATS):
+                maze = builder.build_from_file(filename)
+
+                solver = MazeSolver(maze, strategy)
+                stats = solver.solve()
+
+                times.append(stats.time_ms)
+                visited.append(stats.visited_count)
+                path_lengths.append(stats.path_length)
+
+            results.append([
+                maze_name,
+                strategy_name,
+                average(times),
+                average(visited),
+                average(path_lengths)
+            ])
+
+            print(
+                strategy_name,
+                "time =", average(times),
+                "visited =", average(visited),
+                "path =", average(path_lengths)
+            )
+
+    os.makedirs("lab2/docs/data", exist_ok=True)
+
+    with open(
+        "lab2/docs/data/results.csv",
+        "w",
+        newline="",
+        encoding="utf-8"
+    ) as file:
+        writer = csv.writer(file)
+
+        writer.writerow([
+            "maze",
+            "strategy",
+            "time_ms",
+            "visited_cells",
+            "path_length"
+        ])
+
+        writer.writerows(results)
+
+    print("Results saved to lab2/docs/data/results.csv")
+
+if __name__ == "__main__":
+    run()

PaulVA/lab2/graphs.py

@@ -0,0 +1,23 @@
+import csv
+import matplotlib.pyplot as plt
+
+with open("lab2/docs/data/results.csv", encoding="utf-8") as file:
+    rows = list(csv.DictReader(file))
+
+mazes = ["simple.txt", "dead.txt", "large.txt", "empty.txt", "noexit.txt"]
+strategies = ["BFS", "DFS", "A*"]
+
+for maze in mazes:
+    values = []
+
+    for strategy in strategies:
+        for row in rows:
+            if row["maze"] == maze and row["strategy"] == strategy:
+                values.append(float(row["time_ms"]))
+
+    plt.bar(strategies, values)
+    plt.title("Время поиска: " + maze)
+    plt.xlabel("Стратегия")
+    plt.ylabel("Время, мс")
+    plt.savefig("lab2/docs/data/" + maze.replace(".txt", "_time.png"))
+    plt.close()

PaulVA/lab2/make_large.py

@@ -0,0 +1,26 @@
+lines = []
+
+for y in range(100):
+    row = [" "] * 100
+
+    if y == 0 or y == 99:
+        row = ["#"] * 100
+    else:
+        row[0] = "#"
+        row[99] = "#"
+
+    lines.append(row)
+
+lines[1][1] = "S"
+lines[98][98] = "E"
+
+for x in range(4, 96, 4):
+    gap = 1 if (x // 4) % 2 == 0 else 98
+
+    for y in range(1, 99):
+        if y != gap:
+            lines[y][x] = "#"
+
+with open("lab2/mazes/large.txt", "w", encoding="utf-8") as file:
+    for row in lines:
+        file.write("".join(row) + "\n")

PaulVA/lab2/maze_solver.py

@@ -0,0 +1,284 @@
+from abc import ABC, abstractmethod
+from collections import deque
+import heapq
+import time
+
+class Cell:
+    def __init__(self, x, y):
+        self.x = x
+        self.y = y
+        self.is_wall = False
+        self.is_start = False
+        self.is_exit = False
+
+    def is_passable(self):
+        return not self.is_wall
+
+class Maze:
+    def __init__(self, width, height):
+        self.width = width
+        self.height = height
+        self.cells = []
+        self.start = None
+        self.exit = None
+
+        for y in range(height):
+            row = []
+
+            for x in range(width):
+                row.append(Cell(x, y))
+
+            self.cells.append(row)
+
+    def get_cell(self, x, y):
+        if 0 <= x < self.width and 0 <= y < self.height:
+            return self.cells[y][x]
+
+        return None
+
+    def get_neighbors(self, cell):
+        neighbors = []
+
+        directions = [
+            (0, -1),
+            (0, 1),
+            (-1, 0),
+            (1, 0)
+        ]
+
+        for dx, dy in directions:
+            neighbor = self.get_cell(
+                cell.x + dx,
+                cell.y + dy
+            )
+
+            if neighbor and neighbor.is_passable():
+                neighbors.append(neighbor)
+
+        return neighbors
+
+class MazeBuilder(ABC):
+    @abstractmethod
+    def build_from_file(self, filename):
+        pass
+
+class TextFileMazeBuilder(MazeBuilder):
+    def build_from_file(self, filename):
+        with open(filename, "r", encoding="utf-8") as file:
+            lines = [line.rstrip("\n") for line in file]
+
+        if not lines:
+            raise ValueError("Файл лабиринта пустой")
+
+        width = len(lines[0])
+
+        for line in lines:
+            if len(line) != width:
+                raise ValueError("Строки лабиринта имеют разную длину")
+
+        maze = Maze(width, len(lines))
+
+        for y, line in enumerate(lines):
+            for x, symbol in enumerate(line):
+                cell = maze.get_cell(x, y)
+
+                if symbol == "#":
+                    cell.is_wall = True
+
+                elif symbol == "S":
+                    if maze.start is not None:
+                        raise ValueError("В лабиринте несколько стартов")
+
+                    maze.start = cell
+                    cell.is_start = True
+
+                elif symbol == "E":
+                    if maze.exit is not None:
+                        raise ValueError("В лабиринте несколько выходов")
+
+                    maze.exit = cell
+                    cell.is_exit = True
+
+                elif symbol == " ":
+                    pass
+
+                else:
+                    raise ValueError("Неизвестный символ в лабиринте")
+
+        if maze.start is None:
+            raise ValueError("В лабиринте нет старта")
+
+        if maze.exit is None:
+            raise ValueError("В лабиринте нет выхода")
+
+        return maze
+
+class PathFindingStrategy(ABC):
+    @abstractmethod
+    def find_path(self, maze, start, exit):
+        pass
+
+class BFSStrategy(PathFindingStrategy):
+    def find_path(self, maze, start, exit):
+        if start is None or exit is None:
+            return [], 0
+
+        queue = deque([(start, [start])])
+        visited = {start}
+
+        while queue:
+            current, path = queue.popleft()
+
+            if current == exit:
+                return path, len(visited)
+
+            for neighbor in maze.get_neighbors(current):
+                if neighbor not in visited:
+                    visited.add(neighbor)
+                    queue.append((neighbor, path + [neighbor]))
+
+        return [], len(visited)
+
+class DFSStrategy(PathFindingStrategy):
+    def find_path(self, maze, start, exit):
+        if start is None or exit is None:
+            return [], 0
+
+        stack = [(start, [start])]
+        visited = {start}
+
+        while stack:
+            current, path = stack.pop()
+
+            if current == exit:
+                return path, len(visited)
+
+            for neighbor in maze.get_neighbors(current):
+                if neighbor not in visited:
+                    visited.add(neighbor)
+                    stack.append((neighbor, path + [neighbor]))
+
+        return [], len(visited)
+
+class AStarStrategy(PathFindingStrategy):
+    def heuristic(self, a, b):
+        return abs(a.x - b.x) + abs(a.y - b.y)
+
+    def find_path(self, maze, start, exit):
+        if start is None or exit is None:
+            return [], 0
+
+        heap = []
+        counter = 0
+
+        heapq.heappush(
+            heap,
+            (self.heuristic(start, exit), counter, start, [start])
+        )
+
+        g_score = {start: 0}
+        visited = set()
+
+        while heap:
+            _, _, current, path = heapq.heappop(heap)
+
+            if current in visited:
+                continue
+
+            visited.add(current)
+
+            if current == exit:
+                return path, len(visited)
+
+            for neighbor in maze.get_neighbors(current):
+                new_cost = g_score[current] + 1
+
+                if neighbor not in g_score or new_cost < g_score[neighbor]:
+                    g_score[neighbor] = new_cost
+                    counter += 1
+
+                    priority = new_cost + self.heuristic(
+                        neighbor,
+                        exit
+                    )
+
+                    heapq.heappush(
+                        heap,
+                        (
+                            priority,
+                            counter,
+                            neighbor,
+                            path + [neighbor]
+                        )
+                    )
+
+        return [], len(visited)
+
+class SearchStats:
+    def __init__(self, path, time_ms, visited_count):
+        self.path = path
+        self.time_ms = time_ms
+        self.visited_count = visited_count
+        self.path_length = len(path) if path else 0
+
+class MazeSolver:
+    def __init__(self, maze, strategy=None):
+        self.maze = maze
+        self.strategy = strategy
+        self.observers = []
+
+    def attach(self, observer):
+        self.observers.append(observer)
+
+    def detach(self, observer):
+        self.observers.remove(observer)
+
+    def notify(self, event, data=None):
+        for observer in self.observers:
+            observer.update(event, data)
+
+    def set_strategy(self, strategy):
+        self.strategy = strategy
+
+    def solve(self):
+        if self.strategy is None:
+            raise ValueError("Стратегия не установлена")
+
+        self.notify("search_started")
+
+        start_time = time.perf_counter()
+
+        path, visited_count = self.strategy.find_path(
+            self.maze,
+            self.maze.start,
+            self.maze.exit
+        )
+
+        end_time = time.perf_counter()
+
+        time_ms = (end_time - start_time) * 1000
+
+        self.notify("search_finished", time_ms)
+        self.notify("path_found", path)
+
+        return SearchStats(
+            path,
+            time_ms,
+            visited_count
+        )
+
+class Observer(ABC):
+    @abstractmethod
+    def update(self, event, data=None):
+        pass
+
+class ConsoleView(Observer):
+    def update(self, event, data=None):
+        if event == "search_started":
+            print("Поиск начат")
+
+        elif event == "search_finished":
+            print(f"Поиск завершен за {data:.3f} мс")
+
+        elif event == "path_found":
+            print(f"Длина пути: {len(data)}")

PaulVA/lab2/mazes/dead.txt

@@ -0,0 +1,20 @@
+####################
+#S                 #
+#                  #
+#                  #
+#                  #
+#                  #
+#     #########    #
+#    #             #
+#    #             #
+#    #             #
+#    #             #
+#    #             #
+#    #             #
+#    #             #
+#    #             #
+#                  #
+#                  #
+#                  #
+#                 E#
+####################

PaulVA/lab2/mazes/empty.txt

@@ -0,0 +1,50 @@
+##################################################
+#S                                               #
+#                                                #
+#                                                #
+#                                                #
+#                                                #
+#                                                #
+#                                                #
+#                                                #
+#                                                #
+#                                                #
+#                                                #
+#                                                #
+#                                                #
+#                                                #
+#                                                #
+#                                                #
+#                                                #
+#                                                #
+#                                                #
+#                                                #
+#                                                #
+#                                                #
+#                                                #
+#                                                #
+#                                                #
+#                                                #
+#                                                #
+#                                                #
+#                                                #
+#                                                #
+#                                                #
+#                                                #
+#                                                #
+#                                                #
+#                                                #
+#                                                #
+#                                                #
+#                                                #
+#                                                #
+#                                                #
+#                                                #
+#                                                #
+#                                                #
+#                                                #
+#                                                #
+#                                                #
+#                                                #
+#E                                               #
+##################################################

PaulVA/lab2/mazes/large.txt

@@ -0,0 +1,100 @@
+####################################################################################################
+#S  #       #       #       #       #       #       #       #       #       #       #       #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #   #      #
+#       #       #       #       #       #       #       #       #       #       #       #         E#
+####################################################################################################

PaulVA/lab2/mazes/noexit.txt

@@ -0,0 +1,10 @@
+##########
+#S########
+##########
+##########
+##########
+##########
+##########
+##########
+########E#
+##########

PaulVA/lab2/mazes/simple.txt

@@ -0,0 +1,5 @@
+#######
+#S    #
+# ### #
+#   E #
+#######

SorokinAD/[1]lab_1/MP_BST.py

@@ -0,0 +1,252 @@
+from MP_records import records
+import random as rd
+import time
+import csv
+import codecs
+import sys
+
+sys.setrecursionlimit(15000)
+
+
+# ---------- Binary Search Tree ----------
+# Узел:
+# {
+#     "name": name,
+#     "phone": phone,
+#     "left": None,
+#     "right": None
+# }
+
+
+def bst_insert(root, name, phone):
+    """
+    Вставляет новую запись или обновляет телефон по имени.
+    Возвращает корень дерева.
+    """
+    if root is None:
+        return {
+            "name": name,
+            "phone": phone,
+            "left": None,
+            "right": None
+        }
+
+    if name == root["name"]:
+        root["phone"] = phone
+
+    elif name < root["name"]:
+        root["left"] = bst_insert(root["left"], name, phone)
+
+    else:
+        root["right"] = bst_insert(root["right"], name, phone)
+
+    return root
+
+
+def bst_find(root, name):
+    """
+    Поиск телефона по имени.
+    """
+    if root is None:
+        return None
+
+    if name == root["name"]:
+        return root["phone"]
+
+    if name < root["name"]:
+        return bst_find(root["left"], name)
+
+    return bst_find(root["right"], name)
+
+
+def bst_find_min(node):
+    """
+    Возвращает узел с минимальным именем.
+    """
+    current = node
+
+    while current["left"] is not None:
+        current = current["left"]
+
+    return current
+
+
+def bst_delete(root, name):
+    """
+    Удаляет запись по имени.
+    Возвращает новый корень дерева.
+    """
+    if root is None:
+        return None
+
+    if name < root["name"]:
+        root["left"] = bst_delete(root["left"], name)
+
+    elif name > root["name"]:
+        root["right"] = bst_delete(root["right"], name)
+
+    else:
+        # Узел без левого потомка
+        if root["left"] is None:
+            return root["right"]
+
+        # Узел без правого потомка
+        if root["right"] is None:
+            return root["left"]
+
+        # Узел с двумя потомками
+        successor = bst_find_min(root["right"])
+
+        root["name"] = successor["name"]
+        root["phone"] = successor["phone"]
+
+        root["right"] = bst_delete(root["right"], successor["name"])
+
+    return root
+
+
+def bst_inorder(root, result):
+    """
+    Центрированный обход дерева.
+    """
+    if root is None:
+        return
+
+    bst_inorder(root["left"], result)
+
+    result.append((root["name"], root["phone"]))
+
+    bst_inorder(root["right"], result)
+
+
+def bst_list_all(root):
+    """
+    Возвращает список записей в отсортированном порядке.
+    """
+    result = []
+    bst_inorder(root, result)
+    return result
+
+
+# ---------- Benchmark helpers ----------
+
+def build_bst(records_list):
+    root = None
+
+    for name, phone in records_list:
+        root = bst_insert(root, name, phone)
+
+    return root
+
+
+def measure_bst(records_list, mode_name, repeats=5):
+    rows = []
+
+    insertion_times = []
+    finding_times = []
+    deletion_times = []
+
+    for run_number in range(1, repeats + 1):
+        data = records_list[:]
+
+        if mode_name == "случайный":
+            rd.shuffle(data)
+
+        # А. Вставка
+        root = None
+
+        start = time.perf_counter()
+
+        for name, phone in data:
+            root = bst_insert(root, name, phone)
+
+        end = time.perf_counter()
+
+        insertion_time = end - start
+        insertion_times.append(insertion_time)
+
+        # Б. Поиск
+        existing_names = [name for name, phone in rd.sample(data, 100)]
+        missing_names = [f"None_{i}" for i in range(10)]
+
+        search_names = existing_names + missing_names
+        rd.shuffle(search_names)
+
+        start = time.perf_counter()
+
+        for name in search_names:
+            bst_find(root, name)
+
+        end = time.perf_counter()
+
+        finding_time = end - start
+        finding_times.append(finding_time)
+
+        # В. Удаление
+        delete_names = rd.sample(existing_names, 50)
+
+        start = time.perf_counter()
+
+        for name in delete_names:
+            root = bst_delete(root, name)
+
+        end = time.perf_counter()
+
+        deletion_time = end - start
+        deletion_times.append(deletion_time)
+
+        rows.append(["BinarySearchTree", mode_name, "вставка", run_number, insertion_time])
+        rows.append(["BinarySearchTree", mode_name, "поиск", run_number, finding_time])
+        rows.append(["BinarySearchTree", mode_name, "удаление", run_number, deletion_time])
+
+    rows.append(["BinarySearchTree", mode_name, "вставка", "среднее", sum(insertion_times) / repeats])
+    rows.append(["BinarySearchTree", mode_name, "поиск", "среднее", sum(finding_times) / repeats])
+    rows.append(["BinarySearchTree", mode_name, "удаление", "среднее", sum(deletion_times) / repeats])
+
+    return rows
+
+
+def save_results(rows, filename="results.csv"):
+    with codecs.open(filename, "a+", "utf-16") as file:
+        writer = csv.writer(file)
+        writer.writerows(rows)
+
+
+def run_shuffled(records_shuffled):
+    rows = measure_bst(records_shuffled, "случайный")
+    save_results(rows)
+    return rows
+
+
+def run_sorted(records_sorted):
+    rows = measure_bst(records_sorted, "отсортированный")
+    save_results(rows)
+    return rows
+
+
+# ---------- Manual tests ----------
+
+def test():
+    root = None
+
+    root = bst_insert(root, "Ivan", "111")
+    root = bst_insert(root, "Anna", "222")
+    root = bst_insert(root, "Petr", "333")
+    root = bst_insert(root, "Maria", "444")
+
+    print(bst_find(root, "Anna"))       # 222
+    print(bst_find(root, "Unknown"))    # None
+
+    root = bst_insert(root, "Anna", "999")
+    print(bst_find(root, "Anna"))       # 999
+
+    root = bst_delete(root, "Ivan")
+
+    print(bst_list_all(root))
+
+
+if __name__ == "__main__":
+    records_shuffled, records_sorted = records()
+
+    run_shuffled(records_shuffled)
+    run_sorted(records_sorted)

SorokinAD/[1]lab_1/MP_hash-table.py

@@ -0,0 +1,456 @@
+from MP_records import records
+import string
+import random as rd
+import time
+import csv
+import codecs
+
+def polynomial_hash(word):
+    p=11111
+    m=(10**9)+9
+    hashh=0
+    for i in range(len(word)):
+        hashh+=ord(word[i])*(p**i)
+    hashh=hashh%m
+    return hashh
+
+def hash_to_index(hashh,length):
+    #print(hashh)
+    #if len(str(hashh))>4:
+        #hashh=int(str(hashh)[3:])
+    while hashh>length:
+        hashh=hashh%(length)
+    return hashh
+
+def ll_insert(table,name,phone,index):
+    if table[index]==None:
+        entry={"name":name,"phone":phone,"next":None}
+        table[index]=entry
+        return table
+    else:
+        entry={"name":name,"phone":phone,"next":None}
+        if table[index]["phone"]==phone:
+            table[index]["name"]=name
+            return table
+        if table[index]["next"]==None:
+            table[index]["next"]=entry
+            return table
+        else:
+            nexxt=table[index]["next"]
+            if nexxt["phone"]==phone:
+                nexxt["name"]=name
+                return table
+            while nexxt["next"]!=None:
+                nexxt=nexxt["next"]
+                if nexxt["phone"]==phone:
+                    nexxt["name"]=name
+                    return table
+            nexxt["next"]=entry
+            return table
+
+def ht_insert(table,name,phone):
+    index=hash_to_index(polynomial_hash(name), len(table))
+    ll_insert(table,name,phone,index)
+    return table
+
+def ht_find(table, name):
+    index=hash_to_index(polynomial_hash(name), len(table))
+    if table[index]!=None:
+        if table[index]["name"]==name:
+            return table[index]["phone"]
+        elif table[index]["next"]!=None:
+            if table[index]["next"]["name"]==name:
+                return table[index]["next"]["phone"]
+            else:
+                nexxt=table[index]["next"]
+                while nexxt["next"]!=None:
+                    nexxt=nexxt["next"]
+                    if nexxt["name"]==name:
+                        return nexxt["phone"]
+    return None
+
+def ht_delete(table,name):
+    index=hash_to_index(polynomial_hash(name), len(table))
+    if len(table)>0:
+        if table[index]["name"]==name:
+            if table[index]["next"]!=None:
+                table[index]=table[index]["next"]
+                return table
+            else:
+                table[index]=None
+                return table
+        elif table[index]["next"]!=None:
+            if table[index]["next"]["name"]==name:
+                if table[index]["next"]["next"]!=None:
+                    table[index]["next"]=table[index]["next"]["next"]
+                    return table
+                else:
+                    table[index]["next"]=None
+                    return table
+            elif table[index]["next"]["next"]!=None:
+                nexxt1=table[index]["next"]
+                nexxt2=nexxt1["next"]
+                if nexxt2["name"]==name:
+                    if nexxt2["next"]!=None:
+                        nexxt1["next"]=nexxt2["next"]
+                        return table
+                    else:
+                        nexxt1["next"]=None
+                        return table
+                while nexxt2["next"]!=None:
+                    nexxt1=nexxt2
+                    nexxt2=nexxt1["next"]
+                    if nexxt2["name"]==name:
+                        if nexxt2["next"]!=None:
+                            nexxt1["next"]=nexxt2["next"]
+                            return table
+                        else:
+                            nexxt1["next"]=None
+                            return table
+
+def bad_sort(names,phones):
+    names1=[]
+    phones1=[]
+    while len(names)>0:
+        min_=names[0].encode()
+        ph=phones[0]
+        for i in range(len(names)):
+            nm=names[i].encode()
+            if nm<min_:
+                min_=nm
+                ph=phones[i]
+        #print(min_.decode()," - ",ph)
+        names1.append(min_.decode())
+        phones1.append(ph)
+        names.remove(min_.decode())
+        phones.remove(ph)
+    #print(names1,"\n",phones1)
+    return names1, phones1
+
+def Shell(names,phones):
+    N = len(names)
+    n = N // 2
+    while n>0:
+        for i in range (0,N-n):
+            j=i
+            while j+n<N:
+                if (names[j].encode())>(names[j+n].encode()):
+                    t=names[j]
+                    t1=phones[j]
+                    names[j]=names[j+n]
+                    phones[j]=phones[j+n]
+                    names[j+n]=t
+                    phones[j+n]=t1
+                    j=i
+                else:
+                    j+=n
+        n=n//2
+    return names,phones
+
+def ht_listall(table):
+    names=[]
+    phones=[]
+    pointer=0
+    while pointer<len(table):
+        if table[pointer]!=None:
+            names.append(table[pointer]["name"])
+            phones.append(table[pointer]["phone"])
+            if table[pointer]["next"]!=None:
+                names.append(table[pointer]["next"]["name"])
+                phones.append(table[pointer]["next"]["phone"])
+                nexxt=table[pointer]["next"]
+                while nexxt["next"]!=None:
+                    nexxt=nexxt["next"]
+                    names.append(nexxt["name"])
+                    phones.append(nexxt["phone"])
+        pointer+=1
+    names1, phones1 = bad_sort(names, phones)
+    #names1, phones1 = Shell(names, phones)
+    for i in range(len(names1)):
+        print(names1[i]," - ",phones1[i],end='')
+        if i%4==0:
+            print("\n")
+        else:
+            print(", ",end='')
+    print("\n")
+    
+def test():
+    table=[]
+    for i in range(8):
+        table.append(None)
+    ht_insert(table, "Zyky", 1)
+    ht_insert(table, "Abba", 2)
+    ht_insert(table, "Babba", 3)
+    ht_insert(table, "Aaaaa", 4)
+    ht_insert(table, "Aakk", 5)
+    ht_insert(table, "Bfaw", 6)
+    ht_insert(table, "Uno", 7)
+    ht_insert(table, "Uk", 8)
+    ht_insert(table, "Uaa", 9)
+    ht_insert(table, "h", 10)
+    print(table)
+    print(ht_find(table,"Aakk"))
+   # ht_delete(table, "Aakk")
+    #ht_delete(table, "Aaaaa")
+    #print(table)
+    #ht_delete(table, "Uaa")
+    #ht_delete(table, "Zyky")
+    print(table)
+    ht_listall(table)
+    
+def run_shuffled(records_shuffled):
+    insertion_times=[]
+    finding_times=[]
+    deletion_times1=[]
+    print("Shuffled list: ")
+    for k in range(5):
+        lisst=[]
+        for i in range(5000):
+            lisst.append(None)
+        rd.shuffle(records_shuffled)
+        
+        #А. Вставка всех записей
+        start=time.perf_counter()
+        for i in range(len(records_shuffled)):
+            ht_insert(lisst, records_shuffled[i][0], records_shuffled[i][1])
+        end=time.perf_counter()
+        insertion_times.append(end-start)
+        
+        #Б. Поиск 100 случайных записей
+        names=[]
+        index=rd.randint(0,9899)
+        for i in range(100):
+            names.append(records_shuffled[index][0])
+            index+=1
+        for i in range(10):
+            names.append("A")
+        rd.shuffle(names)
+        
+        start=time.perf_counter()
+        for i in range(len(names)):
+            ht_find(lisst,names[i])   
+        end=time.perf_counter()
+        finding_times.append(end-start)
+        
+        #В. Удаление 50 случайных записей
+        for i in range(10):
+            names.remove("A")
+        rd.shuffle(names)
+        deletion_times=[]
+        
+        for i in range(50):
+            start=time.perf_counter()
+            ht_delete(lisst,names[i])
+            end=time.perf_counter()
+            ttt=end-start
+            deletion_times.append(ttt)
+        deletion_times1.append(deletion_times)
+        
+        print("Run number ",k+1)
+        print("Insertion time: ",insertion_times[k])
+        print("Finding time: ",finding_times[k])
+        print("Deletion times: ","\n",deletion_times)
+        print("\n")
+    
+    temp=0
+    for i in range(5):
+        temp+=insertion_times[i]
+    temp=temp/5
+    
+    results = [
+    [u"Структура", u"Режим", u"Операция", u"Время (сек)"],
+    ["HashTable", u"случайный", u"вставка", insertion_times[0]],
+    ["HashTable", u"случайный", u"вставка", insertion_times[1]],
+    ["HashTable", u"случайный", u"вставка", insertion_times[2]],
+    ["HashTable", u"случайный", u"вставка", insertion_times[3]],
+    ["HashTable", u"случайный", u"вставка", insertion_times[4]],
+    [u"Структура", u"Режим", u"Операция", u"Среднее время (сек)"],
+    ["HashTable", u"случайный", u"вставка", temp,]
+    ]
+    
+    with codecs.open("results.csv", "a+", "utf-16") as f:
+        writer = csv.writer(f)
+        writer.writerows(results)
+        writer.writerows("\n")
+    
+    temp=0
+    for i in range(5):
+        temp+=finding_times[i]
+    temp=temp/5
+    
+    results = [
+    [u"Структура", u"Режим", u"Операция", u"Время (сек)"],
+    ["HashTable", u"случайный", u"поиск", finding_times[0]],
+    ["HashTable", u"случайный", u"поиск", finding_times[1]],
+    ["HashTable", u"случайный", u"поиск", finding_times[2]],
+    ["HashTable", u"случайный", u"поиск", finding_times[3]],
+    ["HashTable", u"случайный", u"поиск", finding_times[4]],
+    [u"Структура", u"Режим", u"Операция", u"Среднее время (сек)"],
+    ["HashTable", u"случайный", u"поиск", temp,]
+    ]
+    
+    with codecs.open("results.csv", "a+", "utf-16") as f:
+        writer = csv.writer(f)
+        writer.writerows(results)
+        writer.writerows("\n")
+        
+    temp=0
+    del_times=[]
+    for i in range(5):
+        for j in range(50):
+            temp+=deletion_times1[i][j]
+        temp=temp/50
+        del_times.append(temp)
+        temp=0
+    
+    temp=0
+    for i in range(5):
+        temp+=del_times[i]
+    temp=temp/5
+    
+    results = [
+    [u"Структура", u"Режим", u"Операция", u"Время (сек)"],
+    ["HashTable", u"случайный", u"удаление", del_times[0]],
+    ["HashTable", u"случайный", u"удаление", del_times[1]],
+    ["HashTable", u"случайный", u"удаление", del_times[2]],
+    ["HashTable", u"случайный", u"удаление", del_times[3]],
+    ["HashTable", u"случайный", u"удаление", del_times[4]],
+    [u"Структура", u"Режим", u"Операция", u"Среднее время (сек)"],
+    ["HashTable", u"случайный", u"удаление", temp,]
+    ]
+    
+    with codecs.open("results.csv", "a+", "utf-16") as f:
+        writer = csv.writer(f)
+        writer.writerows(results)
+        writer.writerows("\n")
+        writer.writerows("\n")
+
+def run_sorted(records_shuffled):
+    insertion_times=[]
+    finding_times=[]
+    deletion_times1=[]
+    print("Sorted list: ")
+    for k in range(5):
+        lisst=[]
+        for i in range(5000):
+            lisst.append(None)
+        
+        #А. Вставка всех записей
+        start=time.perf_counter()
+        for i in range(len(records_shuffled)):
+            ht_insert(lisst, records_shuffled[i][0], records_shuffled[i][1])
+        end=time.perf_counter()
+        insertion_times.append(end-start)
+        
+        #Б. Поиск 100 случайных записей
+        names=[]
+        index=rd.randint(0,9899)
+        for i in range(100):
+            names.append(records_shuffled[index][0])
+            index+=1
+        for i in range(10):
+            names.append("A")
+        rd.shuffle(names)
+        
+        start=time.perf_counter()
+        for i in range(len(names)):
+            ht_find(lisst,names[i])   
+        end=time.perf_counter()
+        finding_times.append(end-start)
+        
+        #В. Удаление 50 случайных записей
+        for i in range(10):
+            names.remove("A")
+        rd.shuffle(names)
+        deletion_times=[]
+        
+        for i in range(50):
+            start=time.perf_counter()
+            ht_delete(lisst,names[i])
+            end=time.perf_counter()
+            ttt=end-start
+            deletion_times.append(ttt)
+        deletion_times1.append(deletion_times)
+        
+        print("Run number ",k+1)
+        print("Insertion time: ",insertion_times[k])
+        print("Finding time: ",finding_times[k])
+        print("Deletion average:", sum(deletion_times))
+        print("\n")
+    
+    temp=0
+    for i in range(5):
+        temp+=insertion_times[i]
+    temp=temp/5
+    
+    results = [
+    [u"Структура", u"Режим", u"Операция", u"Время (сек)"],
+    ["HashTable", u"отсортированный", u"вставка", insertion_times[0]],
+    ["HashTable", u"отсортированный", u"вставка", insertion_times[1]],
+    ["HashTable", u"отсортированный", u"вставка", insertion_times[2]],
+    ["HashTable", u"отсортированный", u"вставка", insertion_times[3]],
+    ["HashTable", u"сотсортированный", u"вставка", insertion_times[4]],
+    [u"Структура", u"Режим", u"Операция", u"Среднее время (сек)"],
+    ["HashTable", u"отсортированный", u"вставка", temp,]
+    ]
+    
+    with codecs.open("results.csv", "a+", "utf-16") as f:
+        writer = csv.writer(f)
+        writer.writerows(results)
+        writer.writerows("\n")
+    
+    temp=0
+    for i in range(5):
+        temp+=finding_times[i]
+    temp=temp/5
+    
+    results = [
+    [u"Структура", u"Режим", u"Операция", u"Время (сек)"],
+    ["HashTable", u"отсортированный", u"поиск", finding_times[0]],
+    ["HashTable", u"отсортированный", u"поиск", finding_times[1]],
+    ["HashTable", u"отсортированный", u"поиск", finding_times[2]],
+    ["HashTable", u"отсортированный", u"поиск", finding_times[3]],
+    ["HashTable", u"отсортированный", u"поиск", finding_times[4]],
+    [u"Структура", u"Режим", u"Операция", u"Среднее время (сек)"],
+    ["HashTable", u"отсортированный", u"поиск", temp,]
+    ]
+    
+    with codecs.open("results.csv", "a+", "utf-16") as f:
+        writer = csv.writer(f)
+        writer.writerows(results)
+        writer.writerows("\n")
+        
+    temp=0
+    del_times=[]
+    for i in range(5):
+        for j in range(50):
+            temp+=deletion_times1[i][j]
+        temp=temp/50
+        del_times.append(temp)
+        temp=0
+    
+    temp=0
+    for i in range(5):
+        temp+=del_times[i]
+    temp=temp/5
+    
+    results = [
+    [u"Структура", u"Режим", u"Операция", u"Время (сек)"],
+    ["HashTable", u"отсортированный", u"удаление", del_times[0]],
+    ["HashTable", u"отсортированный", u"удаление", del_times[1]],
+    ["HashTable", u"отсортированный", u"удаление", del_times[2]],
+    ["HashTable", u"отсортированный", u"удаление", del_times[3]],
+    ["HashTable", u"отсортированный", u"удаление", del_times[4]],
+    [u"Структура", u"Режим", u"Операция", u"Среднее время (сек)"],
+    ["HashTable", u"отсортированный", u"удаление", temp,]
+    ]
+    
+    with codecs.open("results.csv", "a+", "utf-16") as f:
+        writer = csv.writer(f)
+        writer.writerows(results)
+        writer.writerows("\n")
+        writer.writerows("\n")
+
+records_shuffled, records_sorted = records()
+run_shuffled(records_shuffled)
+run_sorted(records_sorted)

SorokinAD/[1]lab_1/MP_linked_list.py

@@ -0,0 +1,241 @@
+from MP_records import records
+import random as rd
+import time
+import csv
+import codecs
+
+
+# ---------- Linked List Phone Book ----------
+# Узел списка:
+# {"name": name, "phone": phone, "next": next_node}
+
+
+def ll_insert(head, name, phone):
+    """
+    Добавляет новую запись или обновляет телефон по имени.
+    Возвращает голову списка.
+    """
+    new_node = {
+        "name": name,
+        "phone": phone,
+        "next": None
+    }
+
+    if head is None:
+        return new_node
+
+    current = head
+
+    while True:
+        if current["name"] == name:
+            current["phone"] = phone
+            return head
+
+        if current["next"] is None:
+            break
+
+        current = current["next"]
+
+    current["next"] = new_node
+    return head
+
+
+def ll_find(head, name):
+    """
+    Ищет запись по имени.
+    Возвращает телефон или None.
+    """
+    current = head
+
+    while current is not None:
+        if current["name"] == name:
+            return current["phone"]
+
+        current = current["next"]
+
+    return None
+
+
+def ll_delete(head, name):
+    """
+    Удаляет запись по имени.
+    Если записи нет, ничего не меняет.
+    Возвращает новую голову списка.
+    """
+    if head is None:
+        return None
+
+    if head["name"] == name:
+        return head["next"]
+
+    previous = head
+    current = head["next"]
+
+    while current is not None:
+        if current["name"] == name:
+            previous["next"] = current["next"]
+            return head
+
+        previous = current
+        current = current["next"]
+
+    return head
+
+
+def ll_list_all(head):
+    """
+    Возвращает список всех записей, отсортированный по имени.
+    """
+    result = []
+    current = head
+
+    while current is not None:
+        result.append((current["name"], current["phone"]))
+        current = current["next"]
+
+    result.sort(key=lambda item: item[0])
+    return result
+
+
+# ---------- Compatibility aliases ----------
+# Можно оставить старые имена, если они уже используются в отчете/других файлах.
+
+def insert(head, name, phone):
+    return ll_insert(head, name, phone)
+
+
+def find(head, name):
+    return ll_find(head, name)
+
+
+def delete(head, name):
+    return ll_delete(head, name)
+
+
+def list_all(head):
+    return ll_list_all(head)
+
+
+# ---------- Benchmark helpers ----------
+
+def build_linked_list(records_list):
+    head = None
+
+    for name, phone in records_list:
+        head = ll_insert(head, name, phone)
+
+    return head
+
+
+def measure_linked_list(records_list, mode_name, repeats=5):
+    """
+    Выполняет 5 повторов:
+    1. вставка всех записей;
+    2. поиск 100 существующих и 10 отсутствующих имен;
+    3. удаление 50 существующих имен.
+
+    Возвращает строки для записи в CSV.
+    """
+    rows = []
+
+    insertion_times = []
+    finding_times = []
+    deletion_times = []
+
+    for run_number in range(1, repeats + 1):
+        data = records_list[:]
+
+        if mode_name == "случайный":
+            rd.shuffle(data)
+
+        # А. Вставка всех записей
+        head = None
+        start = time.perf_counter()
+
+        for name, phone in data:
+            head = ll_insert(head, name, phone)
+
+        end = time.perf_counter()
+        insertion_time = end - start
+        insertion_times.append(insertion_time)
+
+        # Б. Поиск 100 существующих + 10 отсутствующих
+        existing_names = [name for name, phone in rd.sample(data, 100)]
+        missing_names = [f"None_{i}" for i in range(10)]
+        search_names = existing_names + missing_names
+        rd.shuffle(search_names)
+
+        start = time.perf_counter()
+
+        for name in search_names:
+            ll_find(head, name)
+
+        end = time.perf_counter()
+        finding_time = end - start
+        finding_times.append(finding_time)
+
+        # В. Удаление 50 существующих
+        delete_names = rd.sample(existing_names, 50)
+
+        start = time.perf_counter()
+
+        for name in delete_names:
+            head = ll_delete(head, name)
+
+        end = time.perf_counter()
+        deletion_time = end - start
+        deletion_times.append(deletion_time)
+
+        rows.append(["LinkedList", mode_name, "вставка", run_number, insertion_time])
+        rows.append(["LinkedList", mode_name, "поиск", run_number, finding_time])
+        rows.append(["LinkedList", mode_name, "удаление", run_number, deletion_time])
+
+    rows.append(["LinkedList", mode_name, "вставка", "среднее", sum(insertion_times) / repeats])
+    rows.append(["LinkedList", mode_name, "поиск", "среднее", sum(finding_times) / repeats])
+    rows.append(["LinkedList", mode_name, "удаление", "среднее", sum(deletion_times) / repeats])
+
+    return rows
+
+
+def save_results(rows, filename="results.csv"):
+    with codecs.open(filename, "a+", "utf-16") as file:
+        writer = csv.writer(file)
+        writer.writerows(rows)
+
+
+def run_shuffled(records_shuffled):
+    rows = measure_linked_list(records_shuffled, "случайный")
+    save_results(rows)
+    return rows
+
+
+def run_sorted(records_sorted):
+    rows = measure_linked_list(records_sorted, "отсортированный")
+    save_results(rows)
+    return rows
+
+
+# ---------- Manual tests ----------
+
+def test():
+    head = None
+
+    head = ll_insert(head, "Ivan", "111")
+    head = ll_insert(head, "Anna", "222")
+    head = ll_insert(head, "Petr", "333")
+
+    print(ll_find(head, "Anna"))       # 222
+    print(ll_find(head, "Unknown"))    # None
+
+    head = ll_insert(head, "Anna", "999")
+    print(ll_find(head, "Anna"))       # 999
+
+    head = ll_delete(head, "Ivan")
+    print(ll_list_all(head))           # [('Anna', '999'), ('Petr', '333')]
+
+
+if __name__ == "__main__":
+    records_shuffled, records_sorted = records()
+
+    run_shuffled(records_shuffled)
+    run_sorted(records_sorted)

SorokinAD/[1]lab_1/MP_names.py

@@ -0,0 +1,34 @@
+import random
+VOWELS = "aeiou"
+CONSONANTS = "bcdfghjklmnpqrstvwxyz"
+def generate_name():
+    length = random.randint(4, 10)
+
+    name = ""
+
+    for i in range(length):
+        if i % 2 == 0:
+            name += random.choice(CONSONANTS)
+        else:
+            name += random.choice(VOWELS)
+
+    return name.capitalize()
+
+
+def generate_unique_names(count):
+    names = set()
+
+    while len(names) < count:
+        names.add(generate_name())
+
+    return list(names)
+
+
+if __name__ == "__main__":
+    names = generate_unique_names(5000)
+
+    with open("names.txt", "w", encoding="utf-8") as file:
+        for name in names:
+            file.write(name + "\n")
+
+    print("names.txt generated")

SorokinAD/[1]lab_1/MP_records.py

@@ -0,0 +1,73 @@
+import random as rd
+
+def Shell(arr):
+    N = len(arr)
+    n = N // 2
+    while n>0:
+        for i in range (0,N-n):
+            j=i
+            while j+n<N:
+                if arr[j]>arr[j+n]:
+                    t=arr[j]
+                    arr[j]=arr[j+n]
+                    arr[j+n]=t
+                    j=i
+                else:
+                    j+=n
+        n=n//2
+    return arr
+
+def records():
+    phones=[]
+    first=0
+    second=0
+    third=0
+    fourth=0
+    for i in range(10000):
+        phones.append(str(first)+str(second)+str(third)+str(fourth))
+        fourth+=1
+        if fourth==10:
+            third+=1
+            fourth=0
+        if third==10:
+            second+=1
+            third=0
+        if second==10:
+            first+=1
+            second=0
+    phones2=phones.copy()
+    
+    f=open("names.txt","r")
+    count=0
+    names=[]
+    while count<5000:
+        name=f.readline()
+        names.append(name[:len(name)-1])
+        names.append(name[:len(name)-1])
+        count+=1
+    f.close()
+    
+    names_sorted=names.copy()
+    for i in range(10000):
+        names_sorted[i]=names_sorted[i].encode()
+    Shell(names_sorted)
+    for i in range(10000):
+        names_sorted[i]=names_sorted[i].decode()
+    
+    records_shuffled=[]
+    records_sorted=[]
+    count=0
+    while count<10000:
+        name_var=rd.randint(0,len(names)-1)
+        phone_var=rd.randint(0,len(phones2)-1)
+        records_shuffled.append((names[name_var],phones[count]))
+        records_sorted.append((names_sorted[count],phones2[phone_var]))
+        names.remove(names[name_var])
+        phones2.remove(phones2[phone_var])
+        count+=1
+        
+    rd.shuffle(records_shuffled)
+    return records_shuffled, records_sorted
+#print(records_shuffled)
+#print(records_sorted)
+

SorokinAD/[2]lab_2/benchmark.py

@@ -0,0 +1,143 @@
+import csv
+import os
+
+from builders import TextFileMazeBuilder
+
+from solver import MazeSolver
+
+from strategies import (
+    BFSStrategy,
+    DFSStrategy,
+    AStarStrategy
+)
+
+
+# =========================================================
+# Benchmark
+# =========================================================
+
+class BenchmarkRunner:
+
+    def __init__(self):
+
+        self.strategies = [
+            ("BFS", BFSStrategy()),
+            ("DFS", DFSStrategy()),
+            ("A*", AStarStrategy()),
+        ]
+
+    # =====================================================
+    # Run benchmark
+    # =====================================================
+
+    def run(
+        self,
+        maze_files: list[str],
+        runs_per_test: int = 5
+    ):
+
+        results = []
+
+        builder = TextFileMazeBuilder()
+
+        for maze_file in maze_files:
+
+            print()
+            print(f"Testing: {maze_file}")
+
+            maze = builder.build_from_file(
+                maze_file
+            )
+
+            for strategy_name, strategy in self.strategies:
+
+                total_time = 0
+                total_visited = 0
+                total_path_length = 0
+
+                for _ in range(runs_per_test):
+
+                    solver = MazeSolver(
+                        maze,
+                        strategy
+                    )
+
+                    path, stats = solver.solve()
+
+                    total_time += stats.time_ms
+                    total_visited += stats.visited_cells
+                    total_path_length += stats.path_length
+
+                avg_time = (
+                    total_time / runs_per_test
+                )
+
+                avg_visited = (
+                    total_visited / runs_per_test
+                )
+
+                avg_path_length = (
+                    total_path_length / runs_per_test
+                )
+
+                result = {
+                    "maze": maze_file,
+                    "strategy": strategy_name,
+                    "time_ms": round(avg_time, 3),
+                    "visited_cells": int(avg_visited),
+                    "path_length": int(avg_path_length),
+                }
+
+                results.append(result)
+
+                print(
+                    f"{strategy_name}: "
+                    f"time={avg_time:.3f} ms, "
+                    f"visited={avg_visited:.0f}, "
+                    f"path={avg_path_length:.0f}"
+                )
+
+        self.save_to_csv(results)
+
+    # =====================================================
+    # Save CSV
+    # =====================================================
+
+    @staticmethod
+    def save_to_csv(results):
+
+        base_dir = os.path.dirname(__file__)
+
+        csv_path = os.path.join(
+            base_dir,
+            "benchmark_results.csv"
+        )
+
+        with open(
+            csv_path,
+            "w",
+            newline="",
+            encoding="utf-8"
+        ) as file:
+
+            writer = csv.DictWriter(
+                file,
+                fieldnames=[
+                    "maze",
+                    "strategy",
+                    "time_ms",
+                    "visited_cells",
+                    "path_length"
+                ]
+            )
+
+            writer.writeheader()
+
+            for row in results:
+
+                writer.writerow(row)
+
+        print()
+        print(
+            f"Results saved to: {csv_path}"
+        )

SorokinAD/[2]lab_2/benchmark_results.csv

@@ -0,0 +1,13 @@
+maze,strategy,time_ms,visited_cells,path_length
+mazes/small.txt,BFS,0.034,17,12
+mazes/small.txt,DFS,0.026,13,12
+mazes/small.txt,A*,0.048,17,12
+mazes/open.txt,BFS,0.219,100,19
+mazes/open.txt,DFS,0.135,55,55
+mazes/open.txt,A*,0.334,100,19
+mazes/medium.txt,BFS,0.093,36,0
+mazes/medium.txt,DFS,0.059,36,0
+mazes/medium.txt,A*,0.087,36,0
+mazes/no_exit.txt,BFS,0.008,5,0
+mazes/no_exit.txt,DFS,0.007,5,0
+mazes/no_exit.txt,A*,0.011,5,0

SorokinAD/[2]lab_2/builders.py

@@ -0,0 +1,60 @@
+from abc import ABC, abstractmethod
+
+from cell import Cell
+from maze import Maze
+
+
+class MazeBuilder(ABC):
+
+    @abstractmethod
+    def build_from_file(self, filename: str) -> Maze:
+        pass
+
+
+class TextFileMazeBuilder(MazeBuilder):
+
+    def build_from_file(self, filename: str) -> Maze:
+
+        with open(filename, "r", encoding="utf-8") as file:
+            lines = [line.rstrip("\n") for line in file]
+
+        cells = []
+
+        start = None
+        exit = None
+
+        for y, line in enumerate(lines):
+
+            row = []
+
+            for x, char in enumerate(line):
+
+                is_wall = char == "#"
+                is_start = char == "S"
+                is_exit = char == "E"
+
+                cell = Cell(
+                    x=x,
+                    y=y,
+                    is_wall=is_wall,
+                    is_start=is_start,
+                    is_exit=is_exit
+                )
+
+                if is_start:
+                    start = cell
+
+                if is_exit:
+                    exit = cell
+
+                row.append(cell)
+
+            cells.append(row)
+
+        if start is None:
+            raise ValueError("Старт S не найден")
+
+        if exit is None:
+            raise ValueError("Выход E не найден")
+
+        return Maze(cells, start, exit)

SorokinAD/[2]lab_2/cell.py

@@ -0,0 +1,13 @@
+from dataclasses import dataclass
+
+
+@dataclass(frozen=True)
+class Cell:
+    x: int
+    y: int
+    is_wall: bool = False
+    is_start: bool = False
+    is_exit: bool = False
+
+    def is_passable(self) -> bool:
+        return not self.is_wall

SorokinAD/[2]lab_2/commands.py

@@ -0,0 +1,91 @@
+from abc import ABC, abstractmethod
+
+from cell import Cell
+from maze import Maze
+
+
+class Player:
+
+    def __init__(self, start_cell: Cell):
+
+        self.current_cell = start_cell
+
+
+# =========================================================
+# Command
+# =========================================================
+
+class Command(ABC):
+
+    @abstractmethod
+    def execute(self):
+        pass
+
+    @abstractmethod
+    def undo(self):
+        pass
+
+
+# =========================================================
+# MoveCommand
+# =========================================================
+
+class MoveCommand(Command):
+
+    DIRECTIONS = {
+        "W": (0, -1),
+        "S": (0, 1),
+        "A": (-1, 0),
+        "D": (1, 0),
+    }
+
+    def __init__(
+        self,
+        player: Player,
+        maze: Maze,
+        direction: str
+    ):
+
+        self.player = player
+        self.maze = maze
+        self.direction = direction.upper()
+
+        self.previous_cell = None
+
+    def execute(self):
+
+        if self.direction not in self.DIRECTIONS:
+            return False
+
+        dx, dy = self.DIRECTIONS[self.direction]
+
+        current = self.player.current_cell
+
+        new_x = current.x + dx
+        new_y = current.y + dy
+
+        target = self.maze.get_cell(
+            new_x,
+            new_y
+        )
+
+        if target is None:
+            return False
+
+        if not target.is_passable():
+            return False
+
+        self.previous_cell = current
+
+        self.player.current_cell = target
+
+        return True
+
+    def undo(self):
+
+        if self.previous_cell is not None:
+
+            self.player.current_cell = (
+                self.previous_cell
+            )
+

SorokinAD/[2]lab_2/main.py

@@ -0,0 +1,164 @@
+from builders import TextFileMazeBuilder
+
+from strategies import (
+    BFSStrategy,
+    DFSStrategy,
+    AStarStrategy
+)
+
+from solver import MazeSolver
+
+from visualization import ConsoleView
+
+from commands import (
+    Player,
+    MoveCommand
+)
+
+
+def test_strategy(name, strategy, maze):
+
+    print()
+    print("=" * 40)
+
+    view = ConsoleView()
+
+    solver = MazeSolver(
+        maze,
+        strategy
+    )
+
+    solver.add_observer(view)
+
+    path, stats = solver.solve()
+
+    print()
+    print(f"Strategy: {name}")
+
+    print(
+        f"Time: {stats.time_ms:.3f} ms"
+    )
+
+    print(
+        f"Visited cells: {stats.visited_cells}"
+    )
+
+    print(
+        f"Path length: {stats.path_length}"
+    )
+
+    print()
+
+    view.render(
+        maze,
+        path
+    )
+
+
+# =========================================================
+# Manual mode
+# =========================================================
+
+def manual_mode(maze):
+
+    print()
+    print("=" * 40)
+    print("MANUAL MODE")
+    print("W/A/S/D - move")
+    print("U - undo")
+    print("Q - quit")
+
+    view = ConsoleView()
+
+    player = Player(
+        maze.start
+    )
+
+    history = []
+
+    while True:
+
+        print()
+
+        view.render(
+            maze,
+            current=player.current_cell
+        )
+
+        if player.current_cell == maze.exit:
+
+            print()
+            print("YOU WIN!")
+
+            break
+
+        command_input = input(
+            "\nCommand: "
+        ).upper()
+
+        if command_input == "Q":
+            break
+
+        if command_input == "U":
+
+            if history:
+
+                last_command = history.pop()
+
+                last_command.undo()
+
+            continue
+
+        command = MoveCommand(
+            player,
+            maze,
+            command_input
+        )
+
+        success = command.execute()
+
+        if success:
+            history.append(command)
+        else:
+            print("Invalid move")
+
+
+def main():
+
+    builder = TextFileMazeBuilder()
+
+    maze = builder.build_from_file(
+        "mazes/small.txt"
+    )
+
+    # =====================================
+    # Strategies
+    # =====================================
+
+    test_strategy(
+        "BFS",
+        BFSStrategy(),
+        maze
+    )
+
+    test_strategy(
+        "DFS",
+        DFSStrategy(),
+        maze
+    )
+
+    test_strategy(
+        "A*",
+        AStarStrategy(),
+        maze
+    )
+
+    # =====================================
+    # Manual mode
+    # =====================================
+
+    manual_mode(maze)
+
+
+if __name__ == "__main__":
+    main()

SorokinAD/[2]lab_2/maze.py

@@ -0,0 +1,33 @@
+from cell import Cell
+
+
+class Maze:
+    def __init__(self, cells: list[list[Cell]], start: Cell, exit: Cell):
+        self.cells = cells
+        self.height = len(cells)
+        self.width = len(cells[0]) if self.height > 0 else 0
+        self.start = start
+        self.exit = exit
+
+    def get_cell(self, x: int, y: int) -> Cell | None:
+        if 0 <= y < self.height and 0 <= x < self.width:
+            return self.cells[y][x]
+        return None
+
+    def get_neighbors(self, cell: Cell) -> list[Cell]:
+        directions = [
+            (0, -1),
+            (0, 1),
+            (-1, 0),
+            (1, 0),
+        ]
+
+        neighbors = []
+
+        for dx, dy in directions:
+            neighbor = self.get_cell(cell.x + dx, cell.y + dy)
+
+            if neighbor is not None and neighbor.is_passable():
+                neighbors.append(neighbor)
+
+        return neighbors

SorokinAD/[2]lab_2/mazes/medium.txt

@@ -0,0 +1,11 @@
+####################
+#S   #       #     #
+### ### ##### ### ##
+#     #   #       ##
+# ### ### # ##### ##
+# #   #   #     #  #
+# # ##### ##### # #
+# #     #     # # #
+# ##### ##### # # #
+#     #       #  E#
+####################

SorokinAD/[2]lab_2/mazes/no_exit.txt

@@ -0,0 +1,5 @@
+##########
+#S#    #E#
+# ### ####
+#   #    #
+##########

SorokinAD/[2]lab_2/mazes/open.txt

@@ -0,0 +1,10 @@
+S         
+          
+          
+          
+          
+          
+          
+          
+          
+         E

SorokinAD/[2]lab_2/mazes/small.txt

@@ -0,0 +1,5 @@
+##########
+#S     #E#
+# ### ## #
+#   #    #
+##########