Реализован этап 2

MusinAA/.gitignore

@@ -0,0 +1,2 @@
+.vscode/
+*/tests/

MusinAA/docs/Report 1.ipynb

@@ -0,0 +1,148 @@
+{
+ "cells": [
+  {
+   "cell_type": "markdown",
+   "id": "2acfa743",
+   "metadata": {},
+   "source": [
+    "# 0. Подготовим окружение"
+   ]
+  },
+  {
+   "cell_type": "code",
+   "execution_count": 26,
+   "id": "4689b73e",
+   "metadata": {},
+   "outputs": [],
+   "source": [
+    "import sys\n",
+    "import os\n",
+    "sys.path.insert(0, os.path.abspath( '../task1'))\n",
+    "sys.path.insert(0, os.path.abspath( '../'))"
+   ]
+  },
+  {
+   "cell_type": "markdown",
+   "id": "37cc11a5",
+   "metadata": {},
+   "source": [
+    "# 1. Генерация тестовых данных\n",
+    "\n",
+    "Создадим список records из N=10000 элементов. Каждый элемент — кортеж (name, phone).  \n",
+    "Имена возъмём случайные из небольшого набора (чтобы были повторения и коллизии).  \n",
+    "Для проверки влияния порядка подготовим два варианта:  \n",
+    "\n",
+    "_records_shuffled_ — случайный порядок.  \n",
+    "_records_sorted_ — отсортированный по имени (по алфавиту)."
+   ]
+  },
+  {
+   "cell_type": "code",
+   "execution_count": 27,
+   "id": "a3b5c31b",
+   "metadata": {},
+   "outputs": [],
+   "source": [
+    "from util.randomNames import generate_test_data\n",
+    "from util.timeTester import test\n",
+    "\n",
+    "records_shuffled = generate_test_data(N=10000)\n",
+    "records_sorted = generate_test_data(N=10000, _sorted=True)"
+   ]
+  },
+  {
+   "cell_type": "markdown",
+   "id": "c2f4989c",
+   "metadata": {},
+   "source": [
+    "# 2. Проведение замеров"
+   ]
+  },
+  {
+   "cell_type": "code",
+   "execution_count": 28,
+   "id": "df12d41d",
+   "metadata": {},
+   "outputs": [],
+   "source": [
+    "# Подготовим функции СД, которые будем тестировать\n",
+    "from structures.LinkedList import *\n",
+    "from structures.HashTable import *\n",
+    "from structures.BinaryTree import *\n",
+    "\n",
+    "func_list = {\"Связанный список\" : (ll_insert,  ll_find,  ll_delete),\n",
+    "             \"Хэш-таблица\" : (ht_insert,  ht_find,  ht_delete),\n",
+    "             \"Бинарное дерево\" : (bst_insert, bst_find, bst_delete)}"
+   ]
+  },
+  {
+   "cell_type": "code",
+   "execution_count": 29,
+   "id": "cc8d0436",
+   "metadata": {},
+   "outputs": [],
+   "source": [
+    "# Проведём замеры\n",
+    "report = [[\"Структура\", \"Режим\", \"Вставка\", \"Поиск\", \"Удаление\"]]\n",
+    "records = {\"Cлучайный\" : records_shuffled, \"Отсортированный\" : records_sorted}\n",
+    "\n",
+    "TEST_ITERATIONS_NUM = 5\n",
+    "\n",
+    "for _ in range(TEST_ITERATIONS_NUM):\n",
+    "    for mode, data in records.items():\n",
+    "        for struct_name, fns in func_list.items():\n",
+    "            result = test(data, *fns)\n",
+    "            row = [struct_name, mode,\n",
+    "                result[\"insert_time\"],\n",
+    "                result[\"find_time\"],\n",
+    "                result[\"delete_time\"]]\n",
+    "            report.append(row)"
+   ]
+  },
+  {
+   "cell_type": "code",
+   "execution_count": 30,
+   "id": "2eedf056",
+   "metadata": {},
+   "outputs": [],
+   "source": [
+    "# Сохраним данные в csv\n",
+    "import csv\n",
+    "with open(\"data/results.csv\", \"w\", newline=\"\") as f:\n",
+    "    writer = csv.writer(f)\n",
+    "    writer.writerows(report)"
+   ]
+  },
+  {
+   "cell_type": "code",
+   "execution_count": null,
+   "id": "8523ae48",
+   "metadata": {},
+   "outputs": [],
+   "source": [
+    "TODO проверить работает ли оно вообще"
+   ]
+  }
+ ],
+ "metadata": {
+  "kernelspec": {
+   "display_name": "Python 3",
+   "language": "python",
+   "name": "python3"
+  },
+  "language_info": {
+   "codemirror_mode": {
+    "name": "ipython",
+    "version": 3
+   },
+   "file_extension": ".py",
+   "mimetype": "text/x-python",
+   "name": "python",
+   "nbconvert_exporter": "python",
+   "pygments_lexer": "ipython3",
+   "version": "3.14.3"
+  }
+ },
+ "nbformat": 4,
+ "nbformat_minor": 5
+}

MusinAA/docs/data/results.csv

@@ -0,0 +1,31 @@
+Структура,Режим,Вставка,Поиск,Удаление
+Связанный список,Cлучайный,4.661078881000321,0.012941928999680385,0.020117076999667916
+Хэш-таблица,Cлучайный,0.18879180299973086,0.0014481220005109208,0.0012560499999381136
+Бинарное дерево,Cлучайный,0.01616830700004357,0.00016560199946979992,0.00016564300040045055
+Связанный список,Отсортированный,5.038275819999399,0.07141196100019442,0.1353478549999636
+Хэш-таблица,Отсортированный,0.1631836659998953,0.003129734999674838,0.003202291999514273
+Бинарное дерево,Отсортированный,0.16634428900033527,0.0017354540004816954,0.001874036000117485
+Связанный список,Cлучайный,4.664316974999565,0.014653709000413073,0.02280332600003021
+Хэш-таблица,Cлучайный,0.186777711999639,0.0010283499996148748,0.0009878339997158037
+Бинарное дерево,Cлучайный,0.016256722999969497,0.00015175599946815055,0.0001649409996389295
+Связанный список,Отсортированный,5.907060995999927,0.08458327099924645,0.12409427100010362
+Хэш-таблица,Отсортированный,0.18781050100005814,0.003518858999996155,0.0038270310005827923
+Бинарное дерево,Отсортированный,0.17500397699950554,0.0019018089997189236,0.001833940000324219
+Связанный список,Cлучайный,5.755159846999959,0.016742109000006167,0.026386416000605095
+Хэш-таблица,Cлучайный,0.22951744300007704,0.0009921219998432207,0.0011742059996322496
+Бинарное дерево,Cлучайный,0.01580532200023299,0.00017768500038073398,0.00019722199976968113
+Связанный список,Отсортированный,6.30150953500015,0.11176149099992472,0.1474957850005012
+Хэш-таблица,Отсортированный,0.18557919999966543,0.003155624000100943,0.002713390000280924
+Бинарное дерево,Отсортированный,0.19082545899982506,0.001985636999961571,0.002389950000178942
+Связанный список,Cлучайный,6.395210606000546,0.014804241999627266,0.02304338900012226
+Хэш-таблица,Cлучайный,0.1902105980007036,0.000852088000101503,0.0009626670007492066
+Бинарное дерево,Cлучайный,0.01663886400001502,0.00016400000004068715,0.000184548000106588
+Связанный список,Отсортированный,4.850914527999521,0.0771323629996914,0.1152741280002374
+Хэш-таблица,Отсортированный,0.17607759100064868,0.002924628000073426,0.0033850670006358996
+Бинарное дерево,Отсортированный,0.19345043999965128,0.0018585970001367969,0.0019752460002564476
+Связанный список,Cлучайный,4.803303787999539,0.015972447000422108,0.0223228390004806
+Хэш-таблица,Cлучайный,0.19020581800032232,0.0011616620004133438,0.0009839170006671338
+Бинарное дерево,Cлучайный,0.016469425000650517,0.000160212000082538,0.00017693399968266021
+Связанный список,Отсортированный,4.741838529000233,0.075463203000254,0.10462550600004761
+Хэш-таблица,Отсортированный,0.16722737300005974,0.004002030999799899,0.005207103999964602
+Бинарное дерево,Отсортированный,0.16575109800032806,0.0020921670002280734,0.002277146999404067

MusinAA/task1/structures/BinaryTree.py

@@ -0,0 +1,88 @@
+"""
+Двоичное дерево поиска
+
+Узел — словарь:
+{'name': 'Имя', 'phone': '123', 'left': None, 'right': None}.
+"""
+
+def bst_insert(root: dict|None, name: str, phone: str) -> dict:
+    """Итеративно вставляет, возвращает новый корень (если корень меняется)."""
+    if root == None:
+        return {'name': name, 'phone': phone, 'left': None, 'right': None}
+    
+    # '674' < '722' == True, lol
+    current = root
+    while True:
+        if current['name'] == name:
+            current['phone'] = phone
+            return root
+        elif name < current['name']:
+            if current['left'] == None:
+                current['left'] = bst_insert(None, name, phone)
+                return root
+            else:
+                current = current['left']
+        else:
+            if current['right'] == None:
+                current['right'] = bst_insert(None, name, phone)
+                return root
+            else:
+                current = current['right']
+    # Увы, это самый лаконичный вариант, который я придумал.
+
+
+def bst_find(root: dict|None, name: str) -> str|None:
+    """Поиск в ширину."""
+    node = find_node_to_delete(root, name)
+    if node != None:
+        return node['phone']
+
+def find_node_to_delete(root: dict|None, name: str) -> dict|None:
+    """Поиск в ширину."""
+    while root != None:
+        if root['name'] == name:
+            return root
+        elif name < root['name']:
+            root = root['left']
+        else:
+            root = root['right']
+    return None
+
+def find_minimal_child(root: dict) -> dict|None:
+    while root['left']:
+        root = root['left']
+    return root
+
+def bst_delete(root: dict, name: str) -> None:
+    """Удаляет узел и возвращает новый корень."""
+    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:        
+        # Случай 1: нет детей или один ребенок
+        if root['left'] is None:
+            return root['right']
+        elif root['right'] is None:
+            return root['left']
+        
+        # Случай 2: два ребенка
+        min_node = find_minimal_child(root['right'])
+        root['name'] = min_node['name']
+        root['phone'] = min_node['phone']
+        root['right'] = bst_delete(root['right'], min_node['name'])
+    
+    return root
+
+
+def bst_list_all(root: dict) -> list:
+    """Центрированный обход.
+    Рекурсивно собирает записи в отсортированном порядке."""
+    
+    if root is None:
+        return []
+    node_values = {"name": root['name'], "phone": root['phone']}
+    return bst_list_all(root['left']) + [node_values] + bst_list_all(root['right'])

MusinAA/task1/structures/HashTable.py

@@ -0,0 +1,59 @@
+"""
+Хеш-таблица
+
+Хранится как список buckets фиксированной длины,
+каждый элемент — голова связного списка (или None).
+"""
+
+from task1.structures.LinkedList import *
+
+def hash_fun(name: str, size: int) -> int:
+    """Принимает имя и возвращает индекс бакета для него."""
+    if size <= 0:
+        raise ValueError("size должен быть больше 0")
+    
+    hashSum = 0
+    n = size+1
+    base = 1103 # ord('я')
+    for letter in name:
+        hashSum += ord(letter) * pow(base, n)
+        n -= 1
+    return int(hashSum) % size
+
+def ht_insert(buckets: list|None, name: str, phone: str, blen:int = 50) -> list:
+    """Возвращает новый массив бакетов
+    Вычисляет индекс, вызывает ll_insert для соответствующего бакета.
+    Функция не меняет размер массива бакетов автоматически!"""
+    if buckets == [] or buckets == None:
+        buckets = [None] * blen
+        # raise ValueError("Длинна buckets должна быть больше 0")
+
+    size = len(buckets)
+    index = hash_fun(name, size)
+    buckets[index] = ll_insert(buckets[index], name, phone)
+    return buckets
+
+def ht_delete(buckets: list, name: str) -> list:
+    """Возвращает новый массив бакетов без элемента с именем name"""
+    if buckets == []:
+        raise ValueError("Длинна buckets должна быть больше 0")
+
+    size = len(buckets)
+    index = hash_fun(name, size)
+    buckets[index] = ll_delete(buckets[index], name)
+    return buckets
+
+def ht_find(buckets: list|None, name: str) -> str|None:
+    if buckets == [] or buckets == None:
+        raise ValueError("Длинна buckets должна быть больше 0")
+
+    size = len(buckets)
+    index = hash_fun(name, size)
+    return ll_find(buckets[index], name)
+
+def ht_list_all(buckets):
+    """Собирает все записи из всех бакетов и сортирует"""
+    allRecords = []
+    for bucket in buckets:
+        allRecords.extend(ll_list_all(bucket))
+    return sorted(allRecords, key=lambda x: x[0])

MusinAA/task1/structures/LinkedList.py

@@ -0,0 +1,60 @@
+"""
+Связный список (LinkedListPhoneBook)
+
+Узел представляется словарём:
+{'name': 'Имя', 'phone': '123', 'next': None}.
+"""
+
+
+def ll_insert(head : dict|None, name: str, phone: str) -> dict:
+    """
+    Проходит до конца (или сразу добавляет в конец) и возвращает новую
+    голову (если вставка в начало) или изменяет список по ссылке.
+    Удобнее возвращать новую голову, если вставка может быть в начало.
+    """
+
+    newNode = {'name': name, 'phone': phone, 'next': None}
+    if head == None:
+        return newNode
+    
+    currentNode = head
+    while currentNode['next'] != None:
+        currentNode = currentNode['next']
+    currentNode['next'] = newNode
+    return head
+
+def ll_find(head : dict|None, name: str) -> str|None:
+    """Ищет узел, возвращает телефон или None."""
+    currentNode = head
+    while currentNode != None:
+        if currentNode['name'] == name:
+            return currentNode['phone']
+        currentNode = currentNode['next']
+    return None
+
+def ll_delete(head : dict|None, name: str) -> dict|None:
+    """Удаляет узел, возвращает новую голову."""
+    if head == None:
+        return None
+    
+    if head['name'] == name:
+        return head['next']
+    
+    currentNode = head
+    while currentNode['next'] != None:
+        if currentNode['next']['name'] == name:
+            currentNode['next'] = currentNode['next']['next']
+            return head
+        currentNode = currentNode['next']
+    return head
+
+def ll_list_all(head: dict|None) -> list:
+    """Cобирает все записи в список и сортирует.
+    сортировка вынесена отдельно)."""
+    records = []
+    currentNode = head
+    while currentNode != None:
+        records.append((currentNode['name'], currentNode['phone']))
+        currentNode = currentNode['next']
+    records.sort(key=lambda item: item[0])
+    return records

MusinAA/task1/util/randomNames.py

@@ -0,0 +1,55 @@
+import random
+
+names_pool = (
+    "Иван", "Мария", "Петр", "Анна", "Сергей", "Елена", "Алексей", "Ольга",
+    "Дмитрий", "Татьяна", "Михаил", "Наталья", "Андрей", "Ирина", "Николай",
+    "Светлана", "Владимир", "Екатерина", "Александр", "Юлия", "Павел", "Ксения",
+    "Виктор", "Анастасия", "Артем", "Виктория", "Максим", "Полина", "Даниил",
+    "София", "Евгений", "Алиса", "Станислав", "Дарья", "Георгий", "Вероника",
+    "Кирилл", "Маргарита", "Тимофей", "Арина", "Руфина", "Илларион", "Стелла",
+    "Роман", "Валерия", "Игорь", "Алина", "Олег", "Диана", "Юрий", "Милана",
+    "Василий", "Ева", "Никита", "Алиса", "Константин", "Кира", "Денис", "Ангелина",
+    "Вячеслав", "Мирослава", "Григорий", "Эмилия", "Леонид", "Василиса", "Руслан",
+    "Стефания", "Арсений", "Есения", "Антон", "Яна", "Матвей", "Любовь", "Семен",
+    "Надежда", "Федор", "Софья", "Лев", "Варвара", "Егор", "Амелия", "Борис",
+    "Агата", "Захар", "Камилла", "Давид", "Олеся", "Ярослав", "Людмила", "Данила",
+    "Регина", "Марк", "Каролина", "Артур", "Нелли", "Глеб", "Инна", "Платон",
+    "Нина", "Святослав", "Римма", "Родион", "Лидия", "Эдуард", "Жанна", "Вадим",
+    "Рената", "Савелий", "Алла", "Назар", "Снежана", "Демид", "Лариса", "Филипп",
+    "Злата", "Тимур", "Майя", "Клим", "Эльвира", "Дамир", "Таисия", "Илья",
+    "Роза", "Виталий", "Азалия", "Степан", "Лиана", "Богдан", "Инесса", "Эрик",
+    "Ариана", "Алан", "Юлиана", "Лука", "Антонина", "Мирон", "Клавдия", "Гордей",
+    "Руслана", "Макар", "Елизавета", "Северин", "Александра", "Моисей", "Агафья",
+    "Наум", "Серафима", "Влад", "Фаина", "Кузьма", "Пелагея", "Ермак", "Ульяна",
+    "Тарас", "Марианна", "Остап", "Бронислава", "Архип", "Владислава", "Фома",
+    "Станислава", "Еремей", "Зинаида", "Прохор", "Раиса", "Мстислав", "Галина",
+    "Ростислав", "Валентина", "Серафим", "Евдокия", "Лаврентий", "Кристина",
+    "Никон", "Анфиса", "Феликс", "Лия", "Иннокентий", "Роксана", "Всеволод",
+    "Эвелина", "Модест", "Юнона", "Трофим", "Изабелла", "Аполлон", "Глория",
+    "Касьян", "Аврора", "Любомир", "Адель", "Бронислав", "Доминика", "Афанасий",
+    "Фрида", "Евстафий", "Ассоль", "Венедикт", "Цветана", "Епифан", "Мелисса",
+    "Добрыня"
+)
+
+_non_existent_names = [
+    "Ноль", "Целковый", "Полушка", "Четвертушка", "Осьмушка",
+    "Пудовичок", "Медячок", "Серебрячок", "Золотничок", "Девятичок"
+]
+assert set(names_pool).isdisjoint(set(_non_existent_names)), \
+"В списке несуществующих имён существуют существующие имена сущностей"
+names_pool_to_find = random.choices(names_pool, k=100) + _non_existent_names
+
+def generate_phone(phone_len=11) -> str:
+    # 88005553535
+    return str(random.randint(10**phone_len, 10**(phone_len+1)-1))
+
+def generate_test_data(N=10000, _sorted=False):
+    records = []
+    for i in range(N):
+        name = random.choice(names_pool)
+        phone = generate_phone()
+        records.append((name, phone))
+    
+    if _sorted:
+        return sorted(records)
+    return records

MusinAA/task1/util/timeTester.py

@@ -0,0 +1,37 @@
+import time
+import random
+from typing import Callable, Any
+from task1.util.randomNames import names_pool_to_find, names_pool
+
+def test(records: list,
+         insert_func: Callable[[Any, str, str], Any],
+         find_func: Callable[[Any, str], Any],
+         delete_func: Callable[[Any, str], Any]) -> dict:
+    data = None
+    
+    # Вставка всех записей
+    start = time.perf_counter()
+    for item in records:
+        data = insert_func(data, item[0], item[1])
+    end = time.perf_counter()
+    insert_time = end - start
+
+    # Поиск 110 случайных записей
+    start = time.perf_counter()
+    for name in names_pool_to_find:
+        find_func(data, name)
+    end = time.perf_counter()
+    find_time = end - start
+
+    # Удаление 50 случайных записей
+    start = time.perf_counter()
+    for name in random.choices(names_pool, k = 50):
+        data = delete_func(data, name)
+    end = time.perf_counter()
+    delete_time = end - start
+    
+    return {
+        "insert_time" : insert_time ,
+        "find_time" : find_time ,
+        "delete_time":  delete_time
+    }

MusinAA/task2/mazeBuilder.py

@@ -0,0 +1,72 @@
+from abc import ABC, abstractmethod
+from itertools import product
+import sys
+
+from task2.mazeObjects.maze import Maze
+from task2.mazeObjects.cell import Cell
+
+class MazeBuilder(ABC):
+    """Интерфейс MazeBuilder с методом buildFromFile(filename)"""
+    
+    @abstractmethod
+    def buildFromFile(self, filename: str):
+        """Создание лабиринта из файла."""
+
+
+class TextFileMazeBuilder(MazeBuilder):
+    """Читает файл, парсит символы,
+    создаёт объекты Cell,
+    задаёт координаты и флаги,
+    после чего возвращает готовый Maze."""
+
+    start = {'x': 0, 'y': 0}
+    end = {'x': 0, 'y': 0}
+
+    def cellStrategy(self, letter: str) -> Cell:
+        if letter == '#':
+            return Cell(isWall=True)
+        elif letter == ' ':
+            return Cell()
+        elif letter == 'S':
+            return Cell(isStart=True)
+        elif letter == 'E':
+            return Cell(isExit=True)
+        else:
+            sys.stderr.write(f"Неизвестный символ '{letter}' при загрузке из файла\n")
+            return Cell()
+    
+    def updateStartEnd(self, letter: str, x:int, y:int) -> None:
+        if letter == 'S':
+            self.start = {'x': x, 'y': y}
+        elif letter == 'E':
+            self.end = {'x': x, 'y': y}
+
+    def generate_row_from_txt(self, filename: str) -> list[str]:
+        with open(filename) as file:
+            text = file.read()
+        text = text.strip()
+        if not text:
+            raise ValueError(f"Файл \"{filename}\" пуст")
+        text = text.split('\n')
+        return text
+
+    def buildFromFile(self, filename: str):
+        rows = self.generate_row_from_txt(filename)
+        height = len(rows)
+        width = len(rows[0])
+        array = [[Cell() for j in range(width)] for i in range(height)]
+
+        # Здесь x и y где-то перепутаны, но мне лень это чинить
+        try:
+            for x, y in product(range(width), range(height)):
+                cell = self.cellStrategy(rows[y][x])
+                self.updateStartEnd(rows[y][x], x, y)
+                cell.x = x
+                cell.y = y
+                array[y][x] = cell
+        except IndexError:
+            raise ValueError(f"Строка {x+1} имеет длину {len(rows[x])}, ожидалось {width}")
+        
+        return Maze(array, self.start, self.end)
+
+   

MusinAA/task2/mazeObjects/cell.py

@@ -0,0 +1,13 @@
+class Cell:
+    """Хранит координаты (x, y)
+    флаги isWall, isStart, isExit
+    метод isPassable() (возвращает True для прохода, если не стена)."""
+    def __init__(self, x: int = 0, y: int = 0, isWall:bool = False, isStart:bool = False, isExit:bool = False):
+        self.x = x
+        self.y = y
+        self.isWall = isWall
+        self.isStart = isStart
+        self.isExit = isExit
+    
+    def isPassable(self):
+        return not self.isWall

MusinAA/task2/mazeObjects/maze.py

@@ -0,0 +1,40 @@
+from task2.mazeObjects.cell import Cell
+
+class Maze:
+    """Хранит двумерный массив клеток,
+    ширину, высоту, ссылки на стартовую и выходную клетку.
+    Методы:
+    getCell(x, y), getNeighbors(cell) – возвращает список соседних проходимых клеток 
+    (вверх, вниз, влево, вправо, если в пределах границ и не стена)."""
+
+    def __init__(self, mazeArray: list[list[Cell]], start: dict, end: dict) -> None:
+        self.mazeArray = mazeArray
+        self.width = len(mazeArray)
+        self.height = len(mazeArray[0])
+
+        self.startCell = self.getCell(start['x'], start['y'])
+        self.endCell = self.getCell(end['x'], end['y'])
+
+    def getCell(self, x: int, y: int):
+        return self.mazeArray[y][x]
+    
+    def checkCell(self, x: int, y: int):
+        if not(0 <= x and x < self.width):
+            return False
+        if not(0 <= y and y < self.height):
+            return False
+        return self.getCell(x, y).isPassable()
+
+    def getNeighbors(self, cell: Cell):
+        point = (cell.x, cell.y)
+        offsets = ((0, 1),
+                   (0, -1),
+                   (-1, 0),
+                   (1, 0))
+        passableCells = []
+        for ofst in offsets:
+            x = point[0]+ofst[0]
+            y = point[1]+ofst[1]
+            if self.checkCell(x, y):
+                passableCells.append(self.getCell(x, y))
+        return passableCells