Здравствуйте, меня зовут Искандер. Я начинающий разработчик (junior d…

…eveloper), активно изучающий структуры данных. В своей работе я уже начал применять такие структуры, как связные списки, массивы и другие. Возможно, мои небольшие наработки окажутся полезными кому-то из вас. Мой tg: @iskanderpythonovich

py_data_structures/array.py

@@ -0,0 +1,124 @@
+from typing import Any, List
+
+
+class Array:
+    """
+    ru: Класс для реализации массива как структуры данных.
+    en: A class for implementing an array as a data structure.
+    """
+
+    def __init__(self, initial_capacity: int = 10):
+        """
+        Инициализация массива с заданной емкостью. | Initialization of an array with a specified capacity.
+        :param initial_capacity: начальный размер массива | The initial size of the array
+        """
+        self.capacity = initial_capacity     # Максимальная емкость / Maximum capacity
+        self.size = 0                        # Текущий размер (количество элементов) | Current size (number of elements)
+        self.array = [None] * self.capacity  # Массив фиксированной длины | Fixed-length array
+
+    def __check_index(self, index: int):
+        """
+        Проверяет, является ли индекс допустимым. | Checks whether the index is valid.
+        """
+        if index < 0 or index >= self.size:
+            raise IndexError("Индекс вне диапазона | The index is out of range")
+
+    def add(self, value: Any) -> None:
+        """
+        Добавляет элемент в массив. Если массив заполнен, увеличивает емкость. |
+        Adds an element to the array. If the array is full, it increases the capacity.
+        """
+        if self.size == self.capacity:
+            self.__resize()
+
+        self.array[self.size] = value
+        self.size += 1
+
+    def insert(self, index: int, value: Any) -> None:
+        """
+        Вставляет элемент в заданную позицию. | Inserts the element into the specified position.
+        :param index: Позиция для вставки | Insertion position
+        :param value: Значение для вставки | Value to insert
+        """
+        if self.size == self.capacity:
+            self.__resize()
+
+        if index < 0 or index > self.size:
+            raise IndexError("Индекс вне диапазона | The index is out of range")
+
+        # Сдвигаем элементы вправо / Moving the elements to the right
+        for i in range(self.size, index, -1):
+            self.array[i] = self.array[i - 1]
+
+        self.array[index] = value
+        self.size += 1
+
+    def remove(self, index: int) -> None:
+        """
+        Удаляет элемент по индексу. | Deletes an element by index.
+        """
+        self.__check_index(index)
+
+        # Сдвигаем элементы влево | Moving the elements to the left
+        for i in range(index, self.size - 1):
+            self.array[i] = self.array[i + 1]
+
+        self.array[self.size - 1] = None
+        self.size -= 1
+
+    def get(self, index: int) -> Any:
+        """
+        Возвращает элемент по индексу. | Returns the element by index.
+        """
+        self.__check_index(index)
+        return self.array[index]
+
+    def set(self, index: int, value: Any) -> None:
+        """
+        Обновляет значение элемента по индексу. | Updates the value of the element by index.
+        """
+        self.__check_index(index)
+        self.array[index] = value
+
+    def find(self, value: Any) -> int:
+        """
+        Возвращает индекс первого вхождения значения в массиве. Если значение не найдено, возвращает -1. |
+        Returns the index of the first occurrence of the value in the array.
+        If the value is not found, it returns -1.
+        """
+        for i in range(self.size):
+            if self.array[i] == value:
+                return i
+        return -1
+
+    def traverse(self) -> List[Any]:
+        """
+        Перебирает все элементы массива и возвращает их в виде списка. |
+        Iterates through all the elements of the array and returns them as a list.
+        """
+        return [self.array[i] for i in range(self.size)]
+
+    def __resize(self) -> None:
+        """
+        Увеличивает емкость массива в два раза. |
+        Increases the capacity of the array by two times.
+        """
+        self.capacity *= 2
+        new_array = [None] * self.capacity
+        for i in range(self.size):
+            new_array[i] = self.array[i]
+        self.array = new_array
+
+    def __len__(self) -> int:
+        """
+        Возвращает текущий размер массива. |
+        Returns the current size of the array.
+        """
+        return self.size
+
+    def __str__(self) -> str:
+        """
+        Возвращает строковое представление массива. |
+        Returns the string representation of an array.
+        """
+        return f"Array({self.traverse()})"

py_data_structures/linked_list.py

@@ -0,0 +1,129 @@
+class Node:
+    """
+    Класс узла связного списка
+    Node class for a linked list
+    """
+    def __init__(self, data):
+        self.data = data  # Данные узла / Node data
+        self.next = None  # Ссылка на следующий узел / Pointer to the next node
+
+
+class LinkedList:
+    """
+    Класс для связного списка
+    Class for a linked list
+    """
+    def __init__(self):
+        self.head = None  # Головной узел / Head node
+
+    def is_empty(self):
+        """Проверяет, пуст ли список. Checks if the list is empty."""
+        return self.head is None
+
+    def add_to_head(self, data):
+        """
+        Добавляет элемент в начало списка.
+        Adds an element to the head of the list.
+        """
+        new_node = Node(data)
+        new_node.next = self.head
+        self.head = new_node
+
+    def add_to_tail(self, data):
+        """
+        Добавляет элемент в конец списка.
+        Adds an element to the tail of the list.
+        """
+        new_node = Node(data)
+        if self.is_empty():
+            self.head = new_node
+        else:
+            current = self.head
+            while current.next:
+                current = current.next
+            current.next = new_node
+
+    def remove(self, data):
+        """
+        Удаляет узел с заданным значением.
+        Removes the node with the specified value.
+        """
+        if self.is_empty():
+            return False
+
+        if self.head.data == data:
+            self.head = self.head.next
+            return True
+
+        current = self.head
+        while current.next and current.next.data != data:
+            current = current.next
+
+        if current.next:
+            current.next = current.next.next
+            return True
+
+        return False
+
+    def find(self, data):
+        """
+        Находит узел с заданным значением.
+        Finds a node with the specified value.
+        """
+        current = self.head
+        while current:
+            if current.data == data:
+                return True
+            current = current.next
+        return False
+
+    def size(self):
+        """
+        Возвращает количество элементов в списке.
+        Returns the number of elements in the list.
+        """
+        count = 0
+        current = self.head
+        while current:
+            count += 1
+            current = current.next
+        return count
+
+    def print_list(self):
+        """
+        Печатает все элементы списка.
+        Prints all elements of the list.
+        """
+        current = self.head
+        while current:
+            print(current.data, end=" -> ")
+            current = current.next
+        print("None")
+
+
+# Пример работы связного списка
+if __name__ == "__main__":
+    linked_list = LinkedList()
+
+    # Добавление элементов
+    linked_list.add_to_head(3)
+    linked_list.add_to_head(2)
+    linked_list.add_to_tail(4)
+
+    print("Связный список после добавления элементов:")
+    linked_list.print_list()
+
+    # Удаление элемента
+    linked_list.remove(2)
+    print("Связный список после удаления элемента 2:")
+    linked_list.print_list()
+
+    # Поиск элемента
+    print("Элемент 3 найден:", linked_list.find(3))
+    print("Элемент 5 найден:", linked_list.find(5))
+
+    # Размер списка
+    print("Размер связного списка:", linked_list.size())
+
+    # Проверка пустоты
+    print("Список пустой?", linked_list.is_empty())

py_data_structures/stack.py

@@ -0,0 +1,80 @@
+class Stack:
+    """
+    Основные операции стека: | Basic stack operations:
+    push() — добавление элемента в вершину стека. | adding an element to the top of the stack.
+    pop() — удаление и возврат верхнего элемента. | deleting and returning the top element.
+    peek() — просмотр верхнего элемента без его удаления. | viewing the top element without deleting it.
+    is_empty() — проверка, пуст ли стек. | checking if the stack is empty.
+    size() — возвращает количество элементов в стеке. | returns the number of items in the stack.
+    """
+    def __init__(self):
+        """Инициализация пустого стека. | Initializing an empty stack."""
+        self.items = []
+
+    def push(self, item):
+        """
+        Добавляет элемент на вершину стека.
+        :param item: Добавляемый элемент |
+        Adds an element to the top of the stack.
+        :param item: The item to add
+        """
+        self.items.append(item)
+
+    def pop(self):
+        """
+        Удаляет и возвращает верхний элемент стека.
+        :return: Верхний элемент стека
+        :raises IndexError: Если стек пуст |
+        Deletes and returns the top element of the stack.
+        :return: The top element of the stack
+        :raises IndexError: If the stack is empty
+        """
+        if self.is_empty():
+            raise IndexError("pop from empty stack")
+        return self.items.pop()
+
+    def peek(self):
+        """
+        Возвращает верхний элемент стека без его удаления.
+        :return: Верхний элемент стека
+        :raises IndexError: Если стек пуст
+        Returns the top element of the stack without deleting it.
+        :return: The top element of the stack
+        :raises IndexError: If the stack is empty
+        """
+        if self.is_empty():
+            raise IndexError("peek from empty stack")
+        return self.items[-1]
+
+    def is_empty(self):
+        """
+        Проверяет, пуст ли стек.
+        :return: True, если стек пуст; иначе False
+        Checks if the stack is empty.
+        :return: True if the stack is empty; otherwise False
+        """
+        return len(self.items) == 0
+
+    def size(self):
+        """
+        Возвращает количество элементов в стеке.
+        :return: Количество элементов
+        Returns the number of items in the stack.
+        :return: Number of elements
+        """
+        return len(self.items)
+
+    def clear(self):
+        """
+        Очищает стек. | Clears the stack.
+        """
+        self.items = []
+
+    def __str__(self):
+        """
+        Возвращает строковое представление стека.
+        :return: Строка с элементами стека
+        Returns the string representation of the stack.
+        :return: A string with glass elements
+        """
+        return f"Stack({self.items})"