05이진 트리 위에서 큰 값을 내려 보내는 힙 정렬
막대 열을 이진 트리로 겹쳐 그리고 맨 위 최댓값을 맨 끝 막대와 맞바꿔 빼낸 뒤, 새로 올라온 값을 두 자식 중 큰 쪽으로 계속 내려 보내 트리를 다시 세운다. 트리와 막대 열이 같은 값을 선으로 이어 보인다.
쓰임우선순위 큐로 작업을 뽑는 스케줄러 설명
COUNTtreeXheapSteps
<main class="stage">
<div class="vj is-demo" id="vj">
<div class="vj__pad" data-role="pad" tabindex="0" role="application" aria-label="정렬 시연 무대 — 누른 뒤 Enter 로 일시정지, 오른쪽 방향키로 한 걸음">
<canvas class="vj__canvas" data-role="canvas" width="480" height="300" role="img" aria-label="열다섯 개 값을 위에는 이진 트리, 아래에는 막대 열로 같이 그리고 같은 값을 선으로 이어, 큰 값을 부모 자리로 올려 힙을 세운 뒤 맨 위 최댓값을 맨 끝 막대와 맞바꿔 빼내고 새 꼭대기를 두 자식 중 큰 쪽으로 내려 보내는 힙 정렬"></canvas>
</div>
<p class="vj__status" data-role="status" aria-live="off">정렬 시연</p>
<div class="vj__ctrl">
<button class="vj__pause" data-role="pause" type="button" aria-pressed="false">일시정지</button>
<button class="vj__step" data-role="step" type="button">한 걸음</button>
</div>
<p class="vj__done" data-role="done" role="status" aria-live="polite"></p>
</div>
</main>@use "../../../../site/static/demo-tokens" as *;
@include stage($stage-paper);
.vj {
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width: min(92vw, calc(160vh - 12.8vw));
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border-radius: $r-card;
overflow: hidden;
box-shadow: $shadow-raised;
background: $subject-cream;
}
// 무대 상자 — 여기서 시작한 터치만 바람 끌기로 읽는다(touch-action: none 은 이 상자에만). 무대 밖 터치는 페이지 스크롤 그대로
.vj__pad {
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inset: 0;
border-radius: inherit;
outline: none;
touch-action: none;
cursor: grab;
}
// 바깥 .vj 가 넘침을 자르므로 포커스 테두리는 안쪽으로 들인다
.vj__pad:focus-visible {
outline: 3px solid $subject-ink;
outline-offset: -3px;
}
.vj__canvas {
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width: 100%;
height: 100%;
}
.vj__ctrl {
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font-family: inherit;
font-weight: 700;
font-size: 12px;
line-height: 1.6;
cursor: pointer;
box-shadow: $shadow-press;
transition: transform $dur-quick $ease-spring;
}
.vj__step {
background: $subject-cream;
color: $subject-ink;
}
// 스크린리더에만 읽히는 완료 알림
.vj__done {
position: absolute;
width: 1px;
height: 1px;
margin: 0;
overflow: hidden;
clip-path: inset(50%);
white-space: nowrap;
}
// 눌린 상태(멈춤) — 바탕과 글자색을 뒤집어 aria-pressed 가 눈에도 보이게
.vj__pause[aria-pressed="true"] {
background: $subject-cream;
color: $subject-ink;
}
.vj__pause:hover,
.vj__step:hover {
transform: translateY(-2px);
}
.vj__pause:active,
.vj__step:active {
transform: translateY(1px);
}
.vj__pause:focus-visible,
.vj__step:focus-visible {
outline: 3px solid $subject-ink;
outline-offset: 3px;
}
// 상태 줄 — 지금 장면의 수치를 글자로. 시연 중에는 aria-live off, 사람이 처음 손대면 polite
.vj__status {
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left: $sp-3;
top: $sp-3;
max-width: calc(100% - 190px);
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font-size: 11px;
line-height: 1.6;
white-space: nowrap;
overflow: hidden;
text-overflow: ellipsis;
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}
@media (max-width: 340px) {
.vj__pause,
.vj__step,
.vj__status { font-size: 10px; padding: 0 $sp-2; }
}
// 움직임 줄이기 — 장면은 스크립트가 정지 장면 한 장으로 멈춘다. 버튼도 떠오르지 않게
@media (prefers-reduced-motion: reduce) {
.vj__pause,
.vj__step { transition: none !important; }
.vj__pause:hover,
.vj__pause:active,
.vj__step:hover,
.vj__step:active { transform: none !important; }
}html, body {
margin: 0;
overflow: hidden;
}
.stage {
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min-height: 100vh;
display: grid;
place-items: center;
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background: #ffffff;
font-family: -apple-system, "Segoe UI", "Noto Sans KR", sans-serif;
padding: clamp(8px, 4vw, 24px);
}
.vj {
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overflow: hidden;
box-shadow: 0 14px 24px rgba(23, 20, 26, 0.32);
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}
.vj__pad {
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}
.vj__pad:focus-visible {
outline: 3px solid #17141a;
outline-offset: -3px;
}
.vj__canvas {
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height: 100%;
}
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}
.vj__pause,
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border: 2px solid #17141a;
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color: #fff7e6;
font-family: inherit;
font-weight: 700;
font-size: 12px;
line-height: 1.6;
cursor: pointer;
box-shadow: 0 6px 12px rgba(23, 20, 26, 0.32);
transition: transform 220ms cubic-bezier(0.2, 0.8, 0.2, 1);
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}
.vj__pause[aria-pressed=true] {
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color: #17141a;
}
.vj__pause:hover,
.vj__step:hover {
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}
.vj__pause:active,
.vj__step:active {
transform: translateY(1px);
}
.vj__pause:focus-visible,
.vj__step:focus-visible {
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}
.vj__status {
position: absolute;
left: 12px;
top: 12px;
max-width: calc(100% - 190px);
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background: #17141a;
color: #fff7e6;
font-weight: 700;
font-size: 11px;
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white-space: nowrap;
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text-overflow: ellipsis;
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}
@media (max-width: 340px) {
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.vj__step,
.vj__status {
font-size: 10px;
padding: 0 8px;
}
}
@media (prefers-reduced-motion: reduce) {
.vj__pause,
.vj__step {
transition: none !important;
}
.vj__pause:hover,
.vj__pause:active,
.vj__step:hover,
.vj__step:active {
transform: none !important;
}
}(function () {
const root = document.getElementById("vj");
if (!root) return;
// 무대 좌표 — 캔버스 안 계산은 늘 480×300. 화면에 보이는 크기와 상관없다
const W = 480;
const H = 300;
const TAU = Math.PI * 2;
function clamp(v, lo, hi) { return v < lo ? lo : (v > hi ? hi : v); }
function lerp(a, b, k) { return a + (b - a) * k; }
function ease(x) { const c = clamp(x, 0, 1); return c * c * (3 - 2 * c); }
// 시드 고정 난수 — 선형 합동 생성기(곱 1664525, 더함 1013904223). 같은 시드면 같은 배열
function seeded(seed) {
let s = (seed >>> 0) || 1;
return function () {
s = (Math.imul(s, 1664525) + 1013904223) >>> 0;
return s / 4294967296;
};
}
// 1 부터 n 까지를 한 번씩 담아 섞는다 — 같은 값이 두 번 나오지 않아 막대 높이가 모두 다르다
function shuffled(n, seed) {
const rng = seeded(seed);
const a = [];
for (let i = 0; i < n; i += 1) {
a.push(i + 1);
}
for (let i = n - 1; i > 0; i -= 1) {
const j = Math.floor(rng() * (i + 1));
const t = a[i];
a[i] = a[j];
a[j] = t;
}
return a;
}
// 파스텔 팔레트 — 바탕은 연한 라벤더 크림, 막대는 하늘색에서 분홍으로 가는 값 그라디언트
const BG_TOP = [248, 244, 252];
const BG_BOT = [228, 234, 250];
const WATER = [168, 206, 244];
const ROSE = [240, 150, 176];
const MINT = [150, 214, 190];
const BUTTER = [250, 224, 140];
const LAV = [188, 172, 236];
const INK = [40, 36, 54];
const PAPER = [250, 246, 240];
const NIGHT_TOP = [38, 44, 86];
const NIGHT_BOT = [78, 88, 140];
const DAWN_TOP = [176, 196, 240];
const DAWN_BOT = [252, 218, 200];
function mix(a, b, k) { return [lerp(a[0], b[0], k), lerp(a[1], b[1], k), lerp(a[2], b[2], k)]; }
function rgba(c, a) {
return 'rgba(' + Math.round(clamp(c[0], 0, 255)) + ',' + Math.round(clamp(c[1], 0, 255)) + ',' + Math.round(clamp(c[2], 0, 255)) + ',' + clamp(a, 0, 1).toFixed(3) + ')';
}
// 값 하나의 색 — 작은 값은 하늘색, 큰 값은 분홍. 정렬이 되면 색이 매끈한 띠가 된다
function barColor(v, n) { return mix(WATER, ROSE, (v - 1) / Math.max(1, n - 1)); }
// 색상환 색 — 색 자체가 값이라 채도를 살린다(파스텔 변환 대상이 아닌 기능색)
function hueColor(h) {
const s = 0.62;
const l = 0.74;
const q = l < 0.5 ? l * (1 + s) : l + s - l * s;
const p = 2 * l - q;
function ch(t) {
let u = t;
if (u < 0) {
u += 1;
}
if (u > 1) {
u -= 1;
}
if (u < 1 / 6) {
return p + (q - p) * 6 * u;
}
if (u < 1 / 2) {
return q;
}
if (u < 2 / 3) {
return p + (q - p) * (2 / 3 - u) * 6;
}
return p;
}
return [ch(h + 1 / 3) * 255, ch(h) * 255, ch(h - 1 / 3) * 255];
}
// ── 걸음 목록 — 정렬을 실제로 돌려 얻은 비교·교환·쓰기 기록. 화면과 계수기는 이 목록에서만 나온다 ──
const CMP = 0;
const SWP = 1;
const SET = 2;
const MOV = 3;
const FIX = 4;
const LIFT = 5;
const SHF = 6;
const DROP = 7;
const PIV = 8;
const SPLIT = 9;
const MRG = 10;
const DRP = 11;
const TAK = 12;
const PASS = 13;
const TICK = 14;
const PHASE = 15;
function mk(k, a, b, i = -1, j = -1, lo = -1, hi = -1, v = 0) {
return { k: k, a: a, b: b, i: i, j: j, lo: lo, hi: hi, v: v };
}
function swapAt(a, i, j) { const t = a[i]; a[i] = a[j]; a[j] = t; }
// 시간을 쓰지 않는 표식 걸음 — 비교도 이동도 아니다
function isMeta(k) { return k === FIX || k === SPLIT || k === MRG || k === PASS || k === PHASE || k === PIV; }
// 거품 — 이웃 둘을 비교해 앞이 크면 맞바꾼다. 한 바퀴마다 가장 큰 값이 끝에 놓인다
function bubbleSteps(v0) {
const a = v0.slice();
const out = [];
let end = a.length - 1;
while (end > 0) {
let swapped = false;
for (let i = 0; i < end; i += 1) {
out.push(mk(CMP, i, i + 1, -1, -1, 0, end));
if (a[i] > a[i + 1]) {
swapAt(a, i, i + 1);
out.push(mk(SWP, i, i + 1, -1, -1, 0, end));
swapped = true;
}
}
out.push(mk(FIX, end, 0));
if (swapped) {
end -= 1;
}
else {
// 한 바퀴 동안 맞바꿈이 없으면 앞쪽도 이미 정렬된 것
for (let k = end - 1; k >= 0; k -= 1) {
out.push(mk(FIX, k, 0));
}
end = 0;
}
}
out.push(mk(FIX, 0, 0));
return out;
}
// 삽입 — i 번째를 들어 올리고(LIFT), 왼쪽이 더 크면 한 칸씩 오른쪽으로 민 뒤(SHF) 빈 틈에 내린다(DROP)
function insertionSteps(v0) {
const a = v0.slice();
const out = [];
for (let i = 1; i < a.length; i += 1) {
out.push(mk(LIFT, i, 0, -1, -1, 0, i));
const key = a[i];
let j = i;
while (j > 0) {
out.push(mk(CMP, j - 1, i, -1, -1, 0, i));
if (a[j - 1] > key) {
a[j] = a[j - 1];
out.push(mk(SHF, j - 1, j, -1, -1, 0, i));
j -= 1;
}
else {
break;
}
}
a[j] = key;
out.push(mk(DROP, j, 0, -1, -1, 0, i));
}
return out;
}
// 병합 — 위에서 반씩 갈라 내려 보내고(SPLIT), 아래에서부터 두 줄의 앞을 비교해 작은 쪽을 위층에 쓴다(SET). i 필드가 층 번호
function mergeSteps(v0) {
const n = v0.length;
const out = [];
function deep(lo, hi, lv) {
if (hi - lo < 2) {
return lv;
}
const mid = (lo + hi) >> 1;
return Math.max(deep(lo, mid, lv + 1), deep(mid, hi, lv + 1));
}
const depth = deep(0, n, 0);
const lv = [];
for (let l = 0; l <= depth; l += 1) {
lv.push(v0.slice());
}
for (let l = 0; l < depth; l += 1) {
out.push(mk(SPLIT, l, 0, l));
}
function sort(lo, hi, l) {
if (hi - lo < 2) {
return;
}
const mid = (lo + hi) >> 1;
sort(lo, mid, l + 1);
sort(mid, hi, l + 1);
out.push(mk(MRG, lo, hi, l, -1, lo, hi));
const src = lv[l + 1];
const dst = lv[l];
let ii = lo;
let jj = mid;
let p = lo;
while (ii < mid && jj < hi) {
out.push(mk(CMP, ii, jj, l, -1, lo, hi));
if (src[ii] <= src[jj]) {
dst[p] = src[ii];
out.push(mk(SET, p, ii, l, -1, lo, hi, src[ii]));
ii += 1;
}
else {
dst[p] = src[jj];
out.push(mk(SET, p, jj, l, -1, lo, hi, src[jj]));
jj += 1;
}
p += 1;
}
while (ii < mid) {
dst[p] = src[ii];
out.push(mk(SET, p, ii, l, -1, lo, hi, src[ii]));
ii += 1;
p += 1;
}
while (jj < hi) {
dst[p] = src[jj];
out.push(mk(SET, p, jj, l, -1, lo, hi, src[jj]));
jj += 1;
p += 1;
}
}
sort(0, n, 0);
return out;
}
// 퀵 — 구간 맨 앞을 기준으로 세우고(PIV), 왼쪽 포인터는 큰 값을 찾고 오른쪽 포인터는 작은 값을 찾아 맞바꾼다. 만나면 기준을 내려놓는다
function quickSteps(v0) {
const a = v0.slice();
const out = [];
function qs(lo, hi) {
if (lo > hi) {
return;
}
if (lo === hi) {
out.push(mk(FIX, lo, 0, -1, -1, lo, hi));
return;
}
const p = a[lo];
let i = lo + 1;
let j = hi;
out.push(mk(PIV, lo, 0, i, j, lo, hi));
for (;;) {
while (i <= j) {
out.push(mk(CMP, i, lo, i, j, lo, hi));
if (a[i] <= p) {
i += 1;
}
else {
break;
}
}
while (i <= j) {
out.push(mk(CMP, j, lo, i, j, lo, hi));
if (a[j] > p) {
j -= 1;
}
else {
break;
}
}
if (i < j) {
swapAt(a, i, j);
out.push(mk(SWP, i, j, i, j, lo, hi));
i += 1;
j -= 1;
}
else {
break;
}
}
if (j > lo) {
swapAt(a, lo, j);
out.push(mk(SWP, lo, j, j, j, lo, hi));
}
out.push(mk(FIX, j, 0, -1, -1, lo, hi));
qs(lo, j - 1);
qs(j + 1, hi);
}
qs(0, a.length - 1);
return out;
}
// 힙 — 배열을 이진 트리로 읽는다(자식은 2i+1·2i+2). 먼저 힙을 세우고, 최댓값을 맨 끝으로 빼내며 다시 내려 보낸다. hi 필드가 힙 크기
function heapSteps(v0) {
const a = v0.slice();
const out = [];
function sift(start, size) {
let root = start;
for (;;) {
let child = 2 * root + 1;
if (child >= size) {
break;
}
if (child + 1 < size) {
out.push(mk(CMP, child, child + 1, -1, -1, root, size));
if (a[child + 1] > a[child]) {
child += 1;
}
}
out.push(mk(CMP, root, child, -1, -1, root, size));
if (a[root] < a[child]) {
swapAt(a, root, child);
out.push(mk(SWP, root, child, -1, -1, root, size));
root = child;
}
else {
break;
}
}
}
const n = a.length;
for (let s = (n >> 1) - 1; s >= 0; s -= 1) {
sift(s, n);
}
out.push(mk(PHASE, 1, 0));
for (let end = n - 1; end > 0; end -= 1) {
swapAt(a, 0, end);
out.push(mk(SWP, 0, end, -1, -1, 0, end + 1));
out.push(mk(FIX, end, 0));
sift(0, end);
}
out.push(mk(FIX, 0, 0));
return out;
}
// 선택 — 남은 구간에서 가장 작은 값을 찾아(CMP 로 훑는다) 맨 앞과 맞바꾼다. lo 필드가 구간 시작
function selectionSteps(v0) {
const a = v0.slice();
const out = [];
for (let i = 0; i < a.length - 1; i += 1) {
let m = i;
for (let j = i + 1; j < a.length; j += 1) {
out.push(mk(CMP, j, m, -1, -1, i, a.length));
if (a[j] < a[m]) {
m = j;
}
}
if (m !== i) {
swapAt(a, i, m);
out.push(mk(SWP, i, m, -1, -1, i, a.length));
}
out.push(mk(FIX, i, 0));
}
out.push(mk(FIX, a.length - 1, 0));
return out;
}
// 기수 — 자리 숫자(일·십·백)마다 통 열 개에 붓고(DRP) 0번 통부터 차례로 꺼낸다(TAK). 값끼리 비교하지 않는다
function radixSteps(v0, digits) {
let row = v0.slice();
const out = [];
let place = 1;
for (let pass = 0; pass < digits; pass += 1) {
out.push(mk(PASS, pass, 0, pass));
const buckets = [];
for (let d = 0; d < 10; d += 1) {
buckets.push([]);
}
for (let s = 0; s < row.length; s += 1) {
const d = Math.floor(row[s] / place) % 10;
buckets[d].push(row[s]);
out.push(mk(DRP, s, d, pass, -1, -1, -1, row[s]));
}
const next = [];
for (let d = 0; d < 10; d += 1) {
for (const x of buckets[d]) {
out.push(mk(TAK, next.length, d, pass, -1, -1, -1, x));
next.push(x);
}
}
row = next;
place *= 10;
}
return out;
}
// 혼합 — 짧은 구간(RUN 칸)은 삽입으로 정렬하고, 정렬된 구간 둘을 병합으로 합친다. 이동은 MOV(from → to) 한 걸음
function hybridSteps(v0, run) {
const a = v0.slice();
const out = [];
const n = a.length;
function move(from, to, lo, hi) {
const x = a.splice(from, 1)[0];
a.splice(to, 0, x);
out.push(mk(MOV, from, to, -1, -1, lo, hi));
}
for (let lo = 0; lo < n; lo += run) {
const hi = Math.min(lo + run, n);
for (let i = lo + 1; i < hi; i += 1) {
let p = i;
while (p > lo) {
out.push(mk(CMP, p - 1, i, -1, -1, lo, hi));
if (a[p - 1] > a[i]) {
p -= 1;
}
else {
break;
}
}
if (p < i) {
move(i, p, lo, hi);
}
}
}
for (let w = run; w < n; w *= 2) {
for (let lo = 0; lo + w < n; lo += 2 * w) {
let mid = lo + w;
const hi = Math.min(lo + 2 * w, n);
let i = lo;
let j = mid;
while (i < mid && j < hi) {
out.push(mk(CMP, i, j, -1, -1, lo, hi));
if (a[i] <= a[j]) {
i += 1;
}
else {
move(j, i, lo, hi);
i += 1;
mid += 1;
j += 1;
}
}
}
}
out.push(mk(FIX, 0, 0));
return out;
}
// 걸음 목록에서 비교 횟수와 이동 횟수(교환·밀기·쓰기) 를 센다
function countOf(steps) {
let c = 0;
let m = 0;
for (const s of steps) {
if (s.k === CMP) {
c += 1;
}
else if (s.k === SWP || s.k === SET || s.k === MOV || s.k === SHF) {
m += 1;
}
}
return { c: c, m: m };
}
function applyLane(L, s) {
if (s.k === SWP) {
swapAt(L.a, s.a, s.b);
}
else if (s.k === SET) {
L.a[s.a] = s.v;
}
else if (s.k === SHF) {
L.a[s.b] = L.a[s.a];
}
else if (s.k === LIFT) {
L.key = L.a[s.a];
}
else if (s.k === DROP) {
L.a[s.a] = L.key;
}
else if (s.k === MOV) {
const x = L.a.splice(s.a, 1)[0];
L.a.splice(s.b, 0, x);
}
}
function isSorted(a) {
for (let i = 1; i < a.length; i += 1) {
if (a[i - 1] > a[i]) {
return false;
}
}
return true;
}
const canvasEl = root.querySelector('[data-role="canvas"]');
const padEl = root.querySelector('[data-role="pad"]');
const pauseEl = root.querySelector('[data-role="pause"]');
const statusEl = root.querySelector('[data-role="status"]');
const stepEl = root.querySelector('[data-role="step"]');
const doneEl = root.querySelector('[data-role="done"]');
const ctxRaw = canvasEl ? canvasEl.getContext('2d') : null;
if (!canvasEl || !ctxRaw || !pauseEl || !padEl || !stepEl || !doneEl) {
return;
}
const cv = canvasEl;
const ctx = ctxRaw;
const pauseBtn = pauseEl;
const stepBtn = stepEl;
const doneP = doneEl;
const pad = padEl;
// 외부 웹폰트는 부르지 않는다 — 기기에 있는 글꼴 목록만
const FONT_STACK = 'system-ui, -apple-system, "Segoe UI", "Noto Sans KR", sans-serif';
let dpr = 1;
function fitCanvas() {
// 배율은 2 에서 자른다 — 배율 3 기기에서 화소가 2.25배로 늘지 않게
dpr = Math.min(window.devicePixelRatio || 1, 2);
cv.width = Math.round(W * dpr);
cv.height = Math.round(H * dpr);
ctx.setTransform(dpr, 0, 0, dpr, 0, 0);
}
function skyFill(top, bot) {
const g = ctx.createLinearGradient(0, 0, 0, H);
g.addColorStop(0, rgba(top, 1));
g.addColorStop(1, rgba(bot, 1));
ctx.fillStyle = g;
ctx.fillRect(0, 0, W, H);
}
function disc(x, y, r, c, a) {
if (r <= 0.2 || a <= 0) {
return;
}
ctx.beginPath();
ctx.arc(x, y, r, 0, TAU);
ctx.fillStyle = rgba(c, a);
ctx.fill();
}
function ring(x, y, r, width, c, a) {
if (r <= 0.2 || a <= 0) {
return;
}
ctx.beginPath();
ctx.arc(x, y, r, 0, TAU);
ctx.lineWidth = width;
ctx.strokeStyle = rgba(c, a);
ctx.stroke();
}
function seg(x1, y1, x2, y2, width, c, a) {
if (a <= 0) {
return;
}
ctx.beginPath();
ctx.moveTo(x1, y1);
ctx.lineTo(x2, y2);
ctx.lineWidth = width;
ctx.lineCap = 'round';
ctx.strokeStyle = rgba(c, a);
ctx.stroke();
}
function box(x, y, w, h, r, c, a) {
if (w <= 0.2 || h <= 0.2 || a <= 0) {
return;
}
ctx.beginPath();
ctx.roundRect(x, y, w, h, Math.max(0, Math.min(r, w / 2, h / 2)));
ctx.fillStyle = rgba(c, a);
ctx.fill();
}
function text(s, x, y, c, a, px, weight, align) {
ctx.font = weight + ' ' + px + 'px ' + FONT_STACK;
ctx.textAlign = align;
ctx.textBaseline = 'middle';
ctx.fillStyle = rgba(c, a);
ctx.fillText(s, x, y);
}
// 글자 이름표 — 바탕 알약 위에 글자
function tag(s, x, y, bg, fg, px, align) {
ctx.font = '700 ' + px + 'px ' + FONT_STACK;
const w = ctx.measureText(s).width + px * 1.1;
const left = align === 'center' ? x - w / 2 : (align === 'right' ? x - w : x);
box(left, y - px * 0.82, w, px * 1.64, px * 0.82, bg, 0.92);
text(s, left + w / 2, y + 0.5, fg, 1, px, 700, 'center');
}
// 장면 시계(초) — 장면 계산이 고치고 화면 쪽이 읽는다
let sceneT = 0;
function newSp(x) { return { x: x, v: 0 }; }
// 목표로 당기는 힘 w²·(목표−x) 와 속도를 깎는 힘 2·z·w·v. 한 프레임을 네 토막으로 적분해 큰 dt 에서도 터지지 않는다
function spr(s, target, dt, w, z) {
const h = dt / 4;
for (let k = 0; k < 4; k += 1) {
s.v += (w * w * (target - s.x) - 2 * z * w * s.v) * h;
s.x += s.v * h;
}
}
// 정렬이 끝난 뒤 완성 장면을 보여 주는 시간(초). 지나면 다음 판이 처음부터 시작
const HOLD_S = 1.6;
// 걸음 재생기 — 걸음 목록 한 줄을 시간표대로 적용한다. 계수기는 적용한 걸음에서만 센다
let steps = [];
let at = 0;
let acc = 0;
let cmpN = 0;
let movN = 0;
let holdT = 0;
let lap = 0;
function countStep(s) {
if (s.k === CMP) {
cmpN += 1;
}
else if (s.k === SWP || s.k === SET || s.k === MOV || s.k === SHF) {
movN += 1;
}
}
function isDone() { return at >= steps.length; }
// 지금 걸음의 진행(0~1) — 걸음이 끝나면 1
function stepFrac() { return at < steps.length ? clamp(acc / stepDur(steps[at]), 0, 1) : 1; }
function runOne() {
const s = steps[at];
countStep(s);
applyOne(s);
at += 1;
}
function runTo(n) {
while (at < n && at < steps.length) {
runOne();
}
}
// 판 시작 — 첫 판(lap 0)은 START_FRAC 만큼 앞의 걸음을 미리 적용해 정렬 중간에서 보여 준다
function begin() {
sceneT = 0;
at = 0;
acc = 0;
cmpN = 0;
movN = 0;
holdT = 0;
build();
if (lap === 0) {
runTo(Math.floor(steps.length * START_FRAC));
}
snap();
}
function advance(dt) {
sceneT += dt;
if (at < steps.length) {
acc += dt;
while (at < steps.length && acc >= stepDur(steps[at])) {
acc -= stepDur(steps[at]);
runOne();
}
}
else {
holdT += dt;
if (holdT >= HOLD_S) {
lap += 1;
begin();
}
}
update(dt);
}
let shownStatus = '';
function pushStatus(s) {
if (!statusEl || s === shownStatus) {
return;
}
shownStatus = s;
statusEl.textContent = s;
}
// ── 05 이진 트리 위에서 큰 값을 내려 보내는 힙 정렬 ───────────────────────────
// 값 개수 — 15 개면 트리가 꽉 찬 네 층(1·2·4·8 개)
const COUNT = 15;
// 걸음 길이(ms) — 비교, 맞바꿈, 최댓값 확정, 힙을 다 세운 뒤의 쉼
const STEP_MS = 85;
const SWAP_MS = 260;
const FIX_MS = 190;
const PHASE_MS = 380;
const SEED = 4935;
const START_FRAC = 0.45;
const SPRING_W = 24;
const SPRING_Z = 0.6;
const NODE_R = 11;
const BAR_BASE = 286;
let vals = [];
let row = [];
let tx = [];
let ty = [];
let bx = [];
let na = [];
let fixedPos = [];
let phase = 0;
let hotA = -1;
let hotB = -1;
// 위치 p 의 트리 좌표 — 층 l 은 2^l 개 칸으로 폭을 똑같이 나눈다
function treeX(p) {
const l = Math.floor(Math.log2(p + 1));
const k = p + 1 - Math.pow(2, l);
return (W / Math.pow(2, l)) * (k + 0.5);
}
function treeY(p) { return 64 + Math.floor(Math.log2(p + 1)) * 34; }
function barX(p) { return 21 + p * 29.5 + 12; }
function barH(v) { return 8 + (v / COUNT) * 54; }
function build() {
vals = shuffled(COUNT, SEED + lap * 7);
row = [];
tx = [];
ty = [];
bx = [];
na = [];
fixedPos = [];
for (let i = 0; i < COUNT; i += 1) {
row.push(i);
tx.push(newSp(treeX(i)));
ty.push(newSp(treeY(i)));
bx.push(newSp(barX(i)));
na.push(newSp(1));
fixedPos.push(false);
}
steps = heapSteps(vals);
phase = 0;
hotA = -1;
hotB = -1;
}
function stepDur(s) {
if (s.k === SWP) {
return SWAP_MS / 1000;
}
if (s.k === FIX) {
return FIX_MS / 1000;
}
if (s.k === PHASE) {
return PHASE_MS / 1000;
}
return STEP_MS / 1000;
}
function applyOne(s) {
if (s.k === CMP) {
hotA = s.a;
hotB = s.b;
}
else if (s.k === SWP) {
swapAt(row, s.a, s.b);
hotA = s.a;
hotB = s.b;
}
else if (s.k === FIX) {
fixedPos[s.a] = true;
hotA = -1;
hotB = -1;
}
else if (s.k === PHASE) {
phase = s.a;
hotA = -1;
hotB = -1;
}
}
function snap() {
for (let p = 0; p < COUNT; p += 1) {
const id = row[p];
tx[id].x = treeX(p);
tx[id].v = 0;
ty[id].x = treeY(p);
ty[id].v = 0;
bx[id].x = barX(p);
bx[id].v = 0;
na[id].x = fixedPos[p] ? 0 : 1;
na[id].v = 0;
}
}
function update(dt) {
for (let p = 0; p < COUNT; p += 1) {
const id = row[p];
spr(tx[id], treeX(p), dt, SPRING_W, SPRING_Z);
spr(ty[id], treeY(p), dt, SPRING_W, SPRING_Z);
spr(bx[id], barX(p), dt, SPRING_W, SPRING_Z);
spr(na[id], fixedPos[p] ? 0 : 1, dt, 14, 1);
}
}
function draw() {
skyFill(BG_TOP, BG_BOT);
// 부모와 자식을 잇는 가지 — 힙에 남은 위치만
for (let p = 1; p < COUNT; p += 1) {
const q = (p - 1) >> 1;
const a = clamp(Math.min(na[row[p]].x, na[row[q]].x), 0, 1);
if (a < 0.02) {
continue;
}
seg(tx[row[q]].x, ty[row[q]].x, tx[row[p]].x, ty[row[p]].x, 2, LAV, 0.7 * a);
}
// 트리 노드와 같은 값의 막대를 잇는 선
for (let p = 0; p < COUNT; p += 1) {
const id = row[p];
const a = clamp(na[id].x, 0, 1);
if (a < 0.02) {
continue;
}
seg(tx[id].x, ty[id].x + NODE_R, bx[id].x, BAR_BASE - barH(vals[id]), 1.2, INK, 0.12 * a);
}
box(10, BAR_BASE + 3, W - 20, 5, 2.5, LAV, 0.5);
for (let p = 0; p < COUNT; p += 1) {
const id = row[p];
const h = barH(vals[id]);
let c = barColor(vals[id], COUNT);
if (fixedPos[p]) {
c = mix(c, MINT, 0.88);
}
if (p === hotA || p === hotB) {
c = mix(c, BUTTER, 0.75);
}
box(bx[id].x - 12, BAR_BASE - h, 24, h, 4, c, 1);
if (p === hotA || p === hotB) {
ctx.lineWidth = 2;
ctx.strokeStyle = rgba(INK, 0.85);
ctx.beginPath();
ctx.roundRect(bx[id].x - 12, BAR_BASE - h, 24, h, 4);
ctx.stroke();
}
text(String(vals[id]), bx[id].x, BAR_BASE - h + 10, INK, 0.8, 10, 700, 'center');
}
for (let p = 0; p < COUNT; p += 1) {
const id = row[p];
const a = clamp(na[id].x, 0, 1);
if (a < 0.02) {
continue;
}
const hot = p === hotA || p === hotB;
disc(tx[id].x, ty[id].x, NODE_R, hot ? mix(barColor(vals[id], COUNT), BUTTER, 0.75) : barColor(vals[id], COUNT), a);
if (hot) {
ring(tx[id].x, ty[id].x, NODE_R, 2, INK, 0.85 * a);
}
text(String(vals[id]), tx[id].x, ty[id].x + 0.5, INK, 0.85 * a, 10, 700, 'center');
}
}
function statusText() {
if (isDone()) {
return '정렬 완료 — 비교 {c}회 · 교환 {s}회'.replace('{c}', String(cmpN)).replace('{s}', String(movN));
}
return '{p} — 비교 {c}회 · 교환 {s}회'.replace('{p}', phase === 0 ? '힙 세우기' : '최댓값 꺼내기').replace('{c}', String(cmpN)).replace('{s}', String(movN));
}
let paused = false;
const reduceQuery = window.matchMedia('(prefers-reduced-motion: reduce)');
// 페이지를 연 채 움직임 줄이기 설정을 바꿔도 change 리스너가 다시 읽는다
let still = reduceQuery.matches;
// 자동 시연 표시 — 사람이 처음 손대면 떼고 상태 줄을 polite 로 켠다
let demo = root.classList.contains('is-demo');
const off = new AbortController();
function wake() {
if (!demo) {
return;
}
demo = false;
root.classList.remove('is-demo');
if (statusEl) {
statusEl.setAttribute('aria-live', 'polite');
}
}
// 한 판이 끝났음을 스크린리더에 한 번만 알린다 — 판이 되풀이돼도 다시 읽지 않는다
let doneSaid = false;
function checkDone() {
if (isDone() && !doneSaid) {
doneSaid = true;
doneP.textContent = statusText();
}
}
// 한 프레임에 넘기는 시간 상한(초) — 오래 숨었다 돌아온 첫 프레임도 50ms 까지만 계산에 넣는다
const DT_MAX = 0.05;
// 한 걸음 버튼 뒤 스프링이 자리 잡도록 미리 흘려보내는 시간
const SETTLE_FRAMES = 14;
const SETTLE_DT = 0.04;
function showNow() {
draw();
pushStatus(statusText());
checkDone();
}
let rafId = 0;
let lastTs = -1;
function frame(ts) {
if (still || paused) {
rafId = 0;
return;
}
if (lastTs < 0) {
lastTs = ts;
}
const dt = Math.min((ts - lastTs) / 1000, DT_MAX);
lastTs = ts;
if (dt > 0) {
advance(dt);
}
showNow();
rafId = window.requestAnimationFrame(frame);
}
function startLoop() {
if (rafId) {
return;
}
// 멈췄던 사이의 시간을 첫 프레임 dt 로 넘기지 않는다
lastTs = -1;
rafId = window.requestAnimationFrame(frame);
}
function stopLoop() {
if (rafId) {
window.cancelAnimationFrame(rafId);
rafId = 0;
}
}
// 움직임 줄이기 — 루프 없이 정렬이 끝난 막대 한 장
function showRest() {
stopLoop();
lap = 0;
begin();
runTo(steps.length);
snap();
showNow();
}
function play() {
begin();
showNow();
if (!paused) {
startLoop();
}
}
function togglePause() {
paused = !paused;
pauseBtn.setAttribute('aria-pressed', paused ? 'true' : 'false');
wake();
if (paused) {
stopLoop();
}
else if (!still) {
startLoop();
}
}
// 한 걸음 — 멈춘 채 걸음 목록을 하나만 적용한다. 끝난 판이면 다음 판을 처음부터 연다
function stepOnce() {
wake();
if (!paused) {
paused = true;
pauseBtn.setAttribute('aria-pressed', 'true');
stopLoop();
}
if (isDone()) {
doneSaid = false;
lap += 1;
begin();
}
else {
runOne();
acc = 0;
}
for (let k = 0; k < SETTLE_FRAMES; k += 1) {
update(SETTLE_DT);
}
showNow();
}
pauseBtn.addEventListener('click', togglePause, { signal: off.signal });
stepBtn.addEventListener('click', stepOnce, { signal: off.signal });
// 키보드 — 무대에 포커스가 있을 때만. Enter·Space 는 일시정지, 오른쪽 방향키는 한 걸음
pad.addEventListener('keydown', function (e) {
if (e.altKey || e.ctrlKey || e.metaKey) {
return;
}
if (e.key === 'Enter' || e.key === ' ') {
e.preventDefault();
togglePause();
}
else if (e.key === 'ArrowRight') {
e.preventDefault();
stepOnce();
}
}, { signal: off.signal });
// 탭이 숨으면 멈추고, 돌아오면 시계를 다시 맞춰 시작 — 숨은 동안의 몇 초가 한 프레임에 몰리지 않게
document.addEventListener('visibilitychange', function () {
if (document.hidden) {
stopLoop();
}
else if (!paused && !still) {
startLoop();
}
}, { signal: off.signal });
// 설정이 바뀌면 — 켜지면 정렬 끝난 한 장, 꺼지면 다시 움직인다
reduceQuery.addEventListener('change', function () {
still = reduceQuery.matches;
if (still) {
showRest();
}
else {
lap = 0;
play();
}
}, { signal: off.signal });
window.addEventListener('resize', function () {
fitCanvas();
draw();
}, { signal: off.signal });
fitCanvas();
if (still) {
showRest();
}
else {
play();
}
return function () {
stopLoop();
off.abort();
};
})();// HeapTreeSiftDown - 같은 항목 vanilla index.html 의 React 판. 같은 계산을 useEffect 안에서 돌린다
import { useEffect, useRef } from "react";
import styles from "./HeapTreeSiftDown.module.scss";
const cx = (s: string): string => s.split(" ").map((n) => styles[n] ?? n).join(" ");
export default function HeapTreeSiftDown() {
const rootRef = useRef<HTMLDivElement | null>(null);
useEffect(() => {
const rootEl = rootRef.current;
if (!rootEl) return;
const root: HTMLElement = rootEl;
type RGB = [number, number, number];
// 무대 좌표 — 캔버스 안 계산은 늘 480×300. 화면에 보이는 크기와 상관없다
const W = 480;
const H = 300;
const TAU = Math.PI * 2;
function clamp(v: number, lo: number, hi: number): number { return v < lo ? lo : (v > hi ? hi : v); }
function lerp(a: number, b: number, k: number): number { return a + (b - a) * k; }
function ease(x: number): number { const c = clamp(x, 0, 1); return c * c * (3 - 2 * c); }
// 시드 고정 난수 — 선형 합동 생성기(곱 1664525, 더함 1013904223). 같은 시드면 같은 배열
function seeded(seed: number): () => number {
let s = (seed >>> 0) || 1;
return function (): number {
s = (Math.imul(s, 1664525) + 1013904223) >>> 0;
return s / 4294967296;
};
}
// 1 부터 n 까지를 한 번씩 담아 섞는다 — 같은 값이 두 번 나오지 않아 막대 높이가 모두 다르다
function shuffled(n: number, seed: number): number[] {
const rng = seeded(seed);
const a: number[] = [];
for (let i = 0; i < n; i += 1) { a.push(i + 1); }
for (let i = n - 1; i > 0; i -= 1) {
const j = Math.floor(rng() * (i + 1));
const t = a[i]; a[i] = a[j]; a[j] = t;
}
return a;
}
// 파스텔 팔레트 — 바탕은 연한 라벤더 크림, 막대는 하늘색에서 분홍으로 가는 값 그라디언트
const BG_TOP: RGB = [248, 244, 252];
const BG_BOT: RGB = [228, 234, 250];
const WATER: RGB = [168, 206, 244];
const ROSE: RGB = [240, 150, 176];
const MINT: RGB = [150, 214, 190];
const BUTTER: RGB = [250, 224, 140];
const LAV: RGB = [188, 172, 236];
const INK: RGB = [40, 36, 54];
const PAPER: RGB = [250, 246, 240];
const NIGHT_TOP: RGB = [38, 44, 86];
const NIGHT_BOT: RGB = [78, 88, 140];
const DAWN_TOP: RGB = [176, 196, 240];
const DAWN_BOT: RGB = [252, 218, 200];
function mix(a: RGB, b: RGB, k: number): RGB { return [lerp(a[0], b[0], k), lerp(a[1], b[1], k), lerp(a[2], b[2], k)]; }
function rgba(c: RGB, a: number): string {
return 'rgba(' + Math.round(clamp(c[0], 0, 255)) + ',' + Math.round(clamp(c[1], 0, 255)) + ',' + Math.round(clamp(c[2], 0, 255)) + ',' + clamp(a, 0, 1).toFixed(3) + ')';
}
// 값 하나의 색 — 작은 값은 하늘색, 큰 값은 분홍. 정렬이 되면 색이 매끈한 띠가 된다
function barColor(v: number, n: number): RGB { return mix(WATER, ROSE, (v - 1) / Math.max(1, n - 1)); }
// 색상환 색 — 색 자체가 값이라 채도를 살린다(파스텔 변환 대상이 아닌 기능색)
function hueColor(h: number): RGB {
const s = 0.62;
const l = 0.74;
const q = l < 0.5 ? l * (1 + s) : l + s - l * s;
const p = 2 * l - q;
function ch(t: number): number {
let u = t;
if (u < 0) { u += 1; }
if (u > 1) { u -= 1; }
if (u < 1 / 6) { return p + (q - p) * 6 * u; }
if (u < 1 / 2) { return q; }
if (u < 2 / 3) { return p + (q - p) * (2 / 3 - u) * 6; }
return p;
}
return [ch(h + 1 / 3) * 255, ch(h) * 255, ch(h - 1 / 3) * 255];
}
// ── 걸음 목록 — 정렬을 실제로 돌려 얻은 비교·교환·쓰기 기록. 화면과 계수기는 이 목록에서만 나온다 ──
const CMP = 0;
const SWP = 1;
const SET = 2;
const MOV = 3;
const FIX = 4;
const LIFT = 5;
const SHF = 6;
const DROP = 7;
const PIV = 8;
const SPLIT = 9;
const MRG = 10;
const DRP = 11;
const TAK = 12;
const PASS = 13;
const TICK = 14;
const PHASE = 15;
type Step = { k: number; a: number; b: number; i: number; j: number; lo: number; hi: number; v: number };
function mk(k: number, a: number, b: number, i: number = -1, j: number = -1, lo: number = -1, hi: number = -1, v: number = 0): Step {
return { k: k, a: a, b: b, i: i, j: j, lo: lo, hi: hi, v: v };
}
function swapAt(a: number[], i: number, j: number): void { const t = a[i]; a[i] = a[j]; a[j] = t; }
// 시간을 쓰지 않는 표식 걸음 — 비교도 이동도 아니다
function isMeta(k: number): boolean { return k === FIX || k === SPLIT || k === MRG || k === PASS || k === PHASE || k === PIV; }
// 거품 — 이웃 둘을 비교해 앞이 크면 맞바꾼다. 한 바퀴마다 가장 큰 값이 끝에 놓인다
function bubbleSteps(v0: number[]): Step[] {
const a = v0.slice();
const out: Step[] = [];
let end = a.length - 1;
while (end > 0) {
let swapped = false;
for (let i = 0; i < end; i += 1) {
out.push(mk(CMP, i, i + 1, -1, -1, 0, end));
if (a[i] > a[i + 1]) {
swapAt(a, i, i + 1);
out.push(mk(SWP, i, i + 1, -1, -1, 0, end));
swapped = true;
}
}
out.push(mk(FIX, end, 0));
if (swapped) {
end -= 1;
} else {
// 한 바퀴 동안 맞바꿈이 없으면 앞쪽도 이미 정렬된 것
for (let k = end - 1; k >= 0; k -= 1) { out.push(mk(FIX, k, 0)); }
end = 0;
}
}
out.push(mk(FIX, 0, 0));
return out;
}
// 삽입 — i 번째를 들어 올리고(LIFT), 왼쪽이 더 크면 한 칸씩 오른쪽으로 민 뒤(SHF) 빈 틈에 내린다(DROP)
function insertionSteps(v0: number[]): Step[] {
const a = v0.slice();
const out: Step[] = [];
for (let i = 1; i < a.length; i += 1) {
out.push(mk(LIFT, i, 0, -1, -1, 0, i));
const key = a[i];
let j = i;
while (j > 0) {
out.push(mk(CMP, j - 1, i, -1, -1, 0, i));
if (a[j - 1] > key) {
a[j] = a[j - 1];
out.push(mk(SHF, j - 1, j, -1, -1, 0, i));
j -= 1;
} else {
break;
}
}
a[j] = key;
out.push(mk(DROP, j, 0, -1, -1, 0, i));
}
return out;
}
// 병합 — 위에서 반씩 갈라 내려 보내고(SPLIT), 아래에서부터 두 줄의 앞을 비교해 작은 쪽을 위층에 쓴다(SET). i 필드가 층 번호
function mergeSteps(v0: number[]): Step[] {
const n = v0.length;
const out: Step[] = [];
function deep(lo: number, hi: number, lv: number): number {
if (hi - lo < 2) { return lv; }
const mid = (lo + hi) >> 1;
return Math.max(deep(lo, mid, lv + 1), deep(mid, hi, lv + 1));
}
const depth = deep(0, n, 0);
const lv: number[][] = [];
for (let l = 0; l <= depth; l += 1) { lv.push(v0.slice()); }
for (let l = 0; l < depth; l += 1) { out.push(mk(SPLIT, l, 0, l)); }
function sort(lo: number, hi: number, l: number): void {
if (hi - lo < 2) { return; }
const mid = (lo + hi) >> 1;
sort(lo, mid, l + 1);
sort(mid, hi, l + 1);
out.push(mk(MRG, lo, hi, l, -1, lo, hi));
const src = lv[l + 1];
const dst = lv[l];
let ii = lo;
let jj = mid;
let p = lo;
while (ii < mid && jj < hi) {
out.push(mk(CMP, ii, jj, l, -1, lo, hi));
if (src[ii] <= src[jj]) {
dst[p] = src[ii];
out.push(mk(SET, p, ii, l, -1, lo, hi, src[ii]));
ii += 1;
} else {
dst[p] = src[jj];
out.push(mk(SET, p, jj, l, -1, lo, hi, src[jj]));
jj += 1;
}
p += 1;
}
while (ii < mid) { dst[p] = src[ii]; out.push(mk(SET, p, ii, l, -1, lo, hi, src[ii])); ii += 1; p += 1; }
while (jj < hi) { dst[p] = src[jj]; out.push(mk(SET, p, jj, l, -1, lo, hi, src[jj])); jj += 1; p += 1; }
}
sort(0, n, 0);
return out;
}
// 퀵 — 구간 맨 앞을 기준으로 세우고(PIV), 왼쪽 포인터는 큰 값을 찾고 오른쪽 포인터는 작은 값을 찾아 맞바꾼다. 만나면 기준을 내려놓는다
function quickSteps(v0: number[]): Step[] {
const a = v0.slice();
const out: Step[] = [];
function qs(lo: number, hi: number): void {
if (lo > hi) { return; }
if (lo === hi) { out.push(mk(FIX, lo, 0, -1, -1, lo, hi)); return; }
const p = a[lo];
let i = lo + 1;
let j = hi;
out.push(mk(PIV, lo, 0, i, j, lo, hi));
for (;;) {
while (i <= j) {
out.push(mk(CMP, i, lo, i, j, lo, hi));
if (a[i] <= p) { i += 1; } else { break; }
}
while (i <= j) {
out.push(mk(CMP, j, lo, i, j, lo, hi));
if (a[j] > p) { j -= 1; } else { break; }
}
if (i < j) {
swapAt(a, i, j);
out.push(mk(SWP, i, j, i, j, lo, hi));
i += 1;
j -= 1;
} else {
break;
}
}
if (j > lo) {
swapAt(a, lo, j);
out.push(mk(SWP, lo, j, j, j, lo, hi));
}
out.push(mk(FIX, j, 0, -1, -1, lo, hi));
qs(lo, j - 1);
qs(j + 1, hi);
}
qs(0, a.length - 1);
return out;
}
// 힙 — 배열을 이진 트리로 읽는다(자식은 2i+1·2i+2). 먼저 힙을 세우고, 최댓값을 맨 끝으로 빼내며 다시 내려 보낸다. hi 필드가 힙 크기
function heapSteps(v0: number[]): Step[] {
const a = v0.slice();
const out: Step[] = [];
function sift(start: number, size: number): void {
let root = start;
for (;;) {
let child = 2 * root + 1;
if (child >= size) { break; }
if (child + 1 < size) {
out.push(mk(CMP, child, child + 1, -1, -1, root, size));
if (a[child + 1] > a[child]) { child += 1; }
}
out.push(mk(CMP, root, child, -1, -1, root, size));
if (a[root] < a[child]) {
swapAt(a, root, child);
out.push(mk(SWP, root, child, -1, -1, root, size));
root = child;
} else {
break;
}
}
}
const n = a.length;
for (let s = (n >> 1) - 1; s >= 0; s -= 1) { sift(s, n); }
out.push(mk(PHASE, 1, 0));
for (let end = n - 1; end > 0; end -= 1) {
swapAt(a, 0, end);
out.push(mk(SWP, 0, end, -1, -1, 0, end + 1));
out.push(mk(FIX, end, 0));
sift(0, end);
}
out.push(mk(FIX, 0, 0));
return out;
}
// 선택 — 남은 구간에서 가장 작은 값을 찾아(CMP 로 훑는다) 맨 앞과 맞바꾼다. lo 필드가 구간 시작
function selectionSteps(v0: number[]): Step[] {
const a = v0.slice();
const out: Step[] = [];
for (let i = 0; i < a.length - 1; i += 1) {
let m = i;
for (let j = i + 1; j < a.length; j += 1) {
out.push(mk(CMP, j, m, -1, -1, i, a.length));
if (a[j] < a[m]) { m = j; }
}
if (m !== i) {
swapAt(a, i, m);
out.push(mk(SWP, i, m, -1, -1, i, a.length));
}
out.push(mk(FIX, i, 0));
}
out.push(mk(FIX, a.length - 1, 0));
return out;
}
// 기수 — 자리 숫자(일·십·백)마다 통 열 개에 붓고(DRP) 0번 통부터 차례로 꺼낸다(TAK). 값끼리 비교하지 않는다
function radixSteps(v0: number[], digits: number): Step[] {
let row = v0.slice();
const out: Step[] = [];
let place = 1;
for (let pass = 0; pass < digits; pass += 1) {
out.push(mk(PASS, pass, 0, pass));
const buckets: number[][] = [];
for (let d = 0; d < 10; d += 1) { buckets.push([]); }
for (let s = 0; s < row.length; s += 1) {
const d = Math.floor(row[s] / place) % 10;
buckets[d].push(row[s]);
out.push(mk(DRP, s, d, pass, -1, -1, -1, row[s]));
}
const next: number[] = [];
for (let d = 0; d < 10; d += 1) {
for (const x of buckets[d]) {
out.push(mk(TAK, next.length, d, pass, -1, -1, -1, x));
next.push(x);
}
}
row = next;
place *= 10;
}
return out;
}
// 혼합 — 짧은 구간(RUN 칸)은 삽입으로 정렬하고, 정렬된 구간 둘을 병합으로 합친다. 이동은 MOV(from → to) 한 걸음
function hybridSteps(v0: number[], run: number): Step[] {
const a = v0.slice();
const out: Step[] = [];
const n = a.length;
function move(from: number, to: number, lo: number, hi: number): void {
const x = a.splice(from, 1)[0];
a.splice(to, 0, x);
out.push(mk(MOV, from, to, -1, -1, lo, hi));
}
for (let lo = 0; lo < n; lo += run) {
const hi = Math.min(lo + run, n);
for (let i = lo + 1; i < hi; i += 1) {
let p = i;
while (p > lo) {
out.push(mk(CMP, p - 1, i, -1, -1, lo, hi));
if (a[p - 1] > a[i]) { p -= 1; } else { break; }
}
if (p < i) { move(i, p, lo, hi); }
}
}
for (let w = run; w < n; w *= 2) {
for (let lo = 0; lo + w < n; lo += 2 * w) {
let mid = lo + w;
const hi = Math.min(lo + 2 * w, n);
let i = lo;
let j = mid;
while (i < mid && j < hi) {
out.push(mk(CMP, i, j, -1, -1, lo, hi));
if (a[i] <= a[j]) {
i += 1;
} else {
move(j, i, lo, hi);
i += 1;
mid += 1;
j += 1;
}
}
}
}
out.push(mk(FIX, 0, 0));
return out;
}
// 걸음 목록에서 비교 횟수와 이동 횟수(교환·밀기·쓰기) 를 센다
function countOf(steps: Step[]): { c: number; m: number } {
let c = 0;
let m = 0;
for (const s of steps) {
if (s.k === CMP) { c += 1; } else if (s.k === SWP || s.k === SET || s.k === MOV || s.k === SHF) { m += 1; }
}
return { c: c, m: m };
}
// 값 배열 하나에 걸음을 그대로 적용한다 — 같은 걸음 목록이 막대 열을 되살린다
type Lane = { a: number[]; key: number };
function applyLane(L: Lane, s: Step): void {
if (s.k === SWP) { swapAt(L.a, s.a, s.b); } else if (s.k === SET) { L.a[s.a] = s.v; } else if (s.k === SHF) { L.a[s.b] = L.a[s.a]; } else if (s.k === LIFT) { L.key = L.a[s.a]; } else if (s.k === DROP) { L.a[s.a] = L.key; } else if (s.k === MOV) {
const x = L.a.splice(s.a, 1)[0];
L.a.splice(s.b, 0, x);
}
}
function isSorted(a: number[]): boolean {
for (let i = 1; i < a.length; i += 1) { if (a[i - 1] > a[i]) { return false; } }
return true;
}
const canvasEl = root.querySelector('[data-role="canvas"]') as HTMLCanvasElement | null;
const padEl = root.querySelector('[data-role="pad"]') as HTMLElement | null;
const pauseEl = root.querySelector('[data-role="pause"]') as HTMLButtonElement | null;
const statusEl = root.querySelector('[data-role="status"]') as HTMLElement | null;
const stepEl = root.querySelector('[data-role="step"]') as HTMLButtonElement | null;
const doneEl = root.querySelector('[data-role="done"]') as HTMLElement | null;
const ctxRaw = canvasEl ? canvasEl.getContext('2d') : null;
if (!canvasEl || !ctxRaw || !pauseEl || !padEl || !stepEl || !doneEl) { return; }
const cv: HTMLCanvasElement = canvasEl;
const ctx: CanvasRenderingContext2D = ctxRaw;
const pauseBtn: HTMLButtonElement = pauseEl;
const stepBtn: HTMLButtonElement = stepEl;
const doneP: HTMLElement = doneEl;
const pad: HTMLElement = padEl;
// 외부 웹폰트는 부르지 않는다 — 기기에 있는 글꼴 목록만
const FONT_STACK = 'system-ui, -apple-system, "Segoe UI", "Noto Sans KR", sans-serif';
let dpr = 1;
function fitCanvas(): void {
// 배율은 2 에서 자른다 — 배율 3 기기에서 화소가 2.25배로 늘지 않게
dpr = Math.min(window.devicePixelRatio || 1, 2);
cv.width = Math.round(W * dpr);
cv.height = Math.round(H * dpr);
ctx.setTransform(dpr, 0, 0, dpr, 0, 0);
}
function skyFill(top: RGB, bot: RGB): void {
const g = ctx.createLinearGradient(0, 0, 0, H);
g.addColorStop(0, rgba(top, 1));
g.addColorStop(1, rgba(bot, 1));
ctx.fillStyle = g;
ctx.fillRect(0, 0, W, H);
}
function disc(x: number, y: number, r: number, c: RGB, a: number): void {
if (r <= 0.2 || a <= 0) { return; }
ctx.beginPath();
ctx.arc(x, y, r, 0, TAU);
ctx.fillStyle = rgba(c, a);
ctx.fill();
}
function ring(x: number, y: number, r: number, width: number, c: RGB, a: number): void {
if (r <= 0.2 || a <= 0) { return; }
ctx.beginPath();
ctx.arc(x, y, r, 0, TAU);
ctx.lineWidth = width;
ctx.strokeStyle = rgba(c, a);
ctx.stroke();
}
function seg(x1: number, y1: number, x2: number, y2: number, width: number, c: RGB, a: number): void {
if (a <= 0) { return; }
ctx.beginPath();
ctx.moveTo(x1, y1);
ctx.lineTo(x2, y2);
ctx.lineWidth = width;
ctx.lineCap = 'round';
ctx.strokeStyle = rgba(c, a);
ctx.stroke();
}
function box(x: number, y: number, w: number, h: number, r: number, c: RGB, a: number): void {
if (w <= 0.2 || h <= 0.2 || a <= 0) { return; }
ctx.beginPath();
ctx.roundRect(x, y, w, h, Math.max(0, Math.min(r, w / 2, h / 2)));
ctx.fillStyle = rgba(c, a);
ctx.fill();
}
function text(s: string, x: number, y: number, c: RGB, a: number, px: number, weight: number, align: CanvasTextAlign): void {
ctx.font = weight + ' ' + px + 'px ' + FONT_STACK;
ctx.textAlign = align;
ctx.textBaseline = 'middle';
ctx.fillStyle = rgba(c, a);
ctx.fillText(s, x, y);
}
// 글자 이름표 — 바탕 알약 위에 글자
function tag(s: string, x: number, y: number, bg: RGB, fg: RGB, px: number, align: CanvasTextAlign): void {
ctx.font = '700 ' + px + 'px ' + FONT_STACK;
const w = ctx.measureText(s).width + px * 1.1;
const left = align === 'center' ? x - w / 2 : (align === 'right' ? x - w : x);
box(left, y - px * 0.82, w, px * 1.64, px * 0.82, bg, 0.92);
text(s, left + w / 2, y + 0.5, fg, 1, px, 700, 'center');
}
// 장면 시계(초) — 장면 계산이 고치고 화면 쪽이 읽는다
let sceneT = 0;
// 스프링 한 개 — x 는 지금 값, v 는 속도
type Sp = { x: number; v: number };
function newSp(x: number): Sp { return { x: x, v: 0 }; }
// 목표로 당기는 힘 w²·(목표−x) 와 속도를 깎는 힘 2·z·w·v. 한 프레임을 네 토막으로 적분해 큰 dt 에서도 터지지 않는다
function spr(s: Sp, target: number, dt: number, w: number, z: number): void {
const h = dt / 4;
for (let k = 0; k < 4; k += 1) {
s.v += (w * w * (target - s.x) - 2 * z * w * s.v) * h;
s.x += s.v * h;
}
}
// 정렬이 끝난 뒤 완성 장면을 보여 주는 시간(초). 지나면 다음 판이 처음부터 시작
const HOLD_S = 1.6;
// 걸음 재생기 — 걸음 목록 한 줄을 시간표대로 적용한다. 계수기는 적용한 걸음에서만 센다
let steps: Step[] = [];
let at = 0;
let acc = 0;
let cmpN = 0;
let movN = 0;
let holdT = 0;
let lap = 0;
function countStep(s: Step): void {
if (s.k === CMP) { cmpN += 1; } else if (s.k === SWP || s.k === SET || s.k === MOV || s.k === SHF) { movN += 1; }
}
function isDone(): boolean { return at >= steps.length; }
// 지금 걸음의 진행(0~1) — 걸음이 끝나면 1
function stepFrac(): number { return at < steps.length ? clamp(acc / stepDur(steps[at]), 0, 1) : 1; }
function runOne(): void {
const s = steps[at];
countStep(s);
applyOne(s);
at += 1;
}
function runTo(n: number): void {
while (at < n && at < steps.length) { runOne(); }
}
// 판 시작 — 첫 판(lap 0)은 START_FRAC 만큼 앞의 걸음을 미리 적용해 정렬 중간에서 보여 준다
function begin(): void {
sceneT = 0;
at = 0;
acc = 0;
cmpN = 0;
movN = 0;
holdT = 0;
build();
if (lap === 0) { runTo(Math.floor(steps.length * START_FRAC)); }
snap();
}
function advance(dt: number): void {
sceneT += dt;
if (at < steps.length) {
acc += dt;
while (at < steps.length && acc >= stepDur(steps[at])) {
acc -= stepDur(steps[at]);
runOne();
}
} else {
holdT += dt;
if (holdT >= HOLD_S) { lap += 1; begin(); }
}
update(dt);
}
let shownStatus = '';
function pushStatus(s: string): void {
if (!statusEl || s === shownStatus) { return; }
shownStatus = s;
statusEl.textContent = s;
}
// ── 05 이진 트리 위에서 큰 값을 내려 보내는 힙 정렬 ───────────────────────────
// 값 개수 — 15 개면 트리가 꽉 찬 네 층(1·2·4·8 개)
const COUNT = 15;
// 걸음 길이(ms) — 비교, 맞바꿈, 최댓값 확정, 힙을 다 세운 뒤의 쉼
const STEP_MS = 85;
const SWAP_MS = 260;
const FIX_MS = 190;
const PHASE_MS = 380;
const SEED = 4935;
const START_FRAC = 0.45;
const SPRING_W = 24;
const SPRING_Z = 0.6;
const NODE_R = 11;
const BAR_BASE = 286;
let vals: number[] = [];
let row: number[] = [];
let tx: Sp[] = [];
let ty: Sp[] = [];
let bx: Sp[] = [];
let na: Sp[] = [];
let fixedPos: boolean[] = [];
let phase = 0;
let hotA = -1;
let hotB = -1;
// 위치 p 의 트리 좌표 — 층 l 은 2^l 개 칸으로 폭을 똑같이 나눈다
function treeX(p: number): number {
const l = Math.floor(Math.log2(p + 1));
const k = p + 1 - Math.pow(2, l);
return (W / Math.pow(2, l)) * (k + 0.5);
}
function treeY(p: number): number { return 64 + Math.floor(Math.log2(p + 1)) * 34; }
function barX(p: number): number { return 21 + p * 29.5 + 12; }
function barH(v: number): number { return 8 + (v / COUNT) * 54; }
function build(): void {
vals = shuffled(COUNT, SEED + lap * 7);
row = [];
tx = [];
ty = [];
bx = [];
na = [];
fixedPos = [];
for (let i = 0; i < COUNT; i += 1) {
row.push(i);
tx.push(newSp(treeX(i)));
ty.push(newSp(treeY(i)));
bx.push(newSp(barX(i)));
na.push(newSp(1));
fixedPos.push(false);
}
steps = heapSteps(vals);
phase = 0;
hotA = -1;
hotB = -1;
}
function stepDur(s: Step): number {
if (s.k === SWP) { return SWAP_MS / 1000; }
if (s.k === FIX) { return FIX_MS / 1000; }
if (s.k === PHASE) { return PHASE_MS / 1000; }
return STEP_MS / 1000;
}
function applyOne(s: Step): void {
if (s.k === CMP) {
hotA = s.a;
hotB = s.b;
} else if (s.k === SWP) {
swapAt(row, s.a, s.b);
hotA = s.a;
hotB = s.b;
} else if (s.k === FIX) {
fixedPos[s.a] = true;
hotA = -1;
hotB = -1;
} else if (s.k === PHASE) {
phase = s.a;
hotA = -1;
hotB = -1;
}
}
function snap(): void {
for (let p = 0; p < COUNT; p += 1) {
const id = row[p];
tx[id].x = treeX(p); tx[id].v = 0;
ty[id].x = treeY(p); ty[id].v = 0;
bx[id].x = barX(p); bx[id].v = 0;
na[id].x = fixedPos[p] ? 0 : 1; na[id].v = 0;
}
}
function update(dt: number): void {
for (let p = 0; p < COUNT; p += 1) {
const id = row[p];
spr(tx[id], treeX(p), dt, SPRING_W, SPRING_Z);
spr(ty[id], treeY(p), dt, SPRING_W, SPRING_Z);
spr(bx[id], barX(p), dt, SPRING_W, SPRING_Z);
spr(na[id], fixedPos[p] ? 0 : 1, dt, 14, 1);
}
}
function draw(): void {
skyFill(BG_TOP, BG_BOT);
// 부모와 자식을 잇는 가지 — 힙에 남은 위치만
for (let p = 1; p < COUNT; p += 1) {
const q = (p - 1) >> 1;
const a = clamp(Math.min(na[row[p]].x, na[row[q]].x), 0, 1);
if (a < 0.02) { continue; }
seg(tx[row[q]].x, ty[row[q]].x, tx[row[p]].x, ty[row[p]].x, 2, LAV, 0.7 * a);
}
// 트리 노드와 같은 값의 막대를 잇는 선
for (let p = 0; p < COUNT; p += 1) {
const id = row[p];
const a = clamp(na[id].x, 0, 1);
if (a < 0.02) { continue; }
seg(tx[id].x, ty[id].x + NODE_R, bx[id].x, BAR_BASE - barH(vals[id]), 1.2, INK, 0.12 * a);
}
box(10, BAR_BASE + 3, W - 20, 5, 2.5, LAV, 0.5);
for (let p = 0; p < COUNT; p += 1) {
const id = row[p];
const h = barH(vals[id]);
let c = barColor(vals[id], COUNT);
if (fixedPos[p]) { c = mix(c, MINT, 0.88); }
if (p === hotA || p === hotB) { c = mix(c, BUTTER, 0.75); }
box(bx[id].x - 12, BAR_BASE - h, 24, h, 4, c, 1);
if (p === hotA || p === hotB) {
ctx.lineWidth = 2;
ctx.strokeStyle = rgba(INK, 0.85);
ctx.beginPath();
ctx.roundRect(bx[id].x - 12, BAR_BASE - h, 24, h, 4);
ctx.stroke();
}
text(String(vals[id]), bx[id].x, BAR_BASE - h + 10, INK, 0.8, 10, 700, 'center');
}
for (let p = 0; p < COUNT; p += 1) {
const id = row[p];
const a = clamp(na[id].x, 0, 1);
if (a < 0.02) { continue; }
const hot = p === hotA || p === hotB;
disc(tx[id].x, ty[id].x, NODE_R, hot ? mix(barColor(vals[id], COUNT), BUTTER, 0.75) : barColor(vals[id], COUNT), a);
if (hot) { ring(tx[id].x, ty[id].x, NODE_R, 2, INK, 0.85 * a); }
text(String(vals[id]), tx[id].x, ty[id].x + 0.5, INK, 0.85 * a, 10, 700, 'center');
}
}
function statusText(): string {
if (isDone()) { return '정렬 완료 — 비교 {c}회 · 교환 {s}회'.replace('{c}', String(cmpN)).replace('{s}', String(movN)); }
return '{p} — 비교 {c}회 · 교환 {s}회'.replace('{p}', phase === 0 ? '힙 세우기' : '최댓값 꺼내기').replace('{c}', String(cmpN)).replace('{s}', String(movN));
}
let paused = false;
const reduceQuery = window.matchMedia('(prefers-reduced-motion: reduce)');
// 페이지를 연 채 움직임 줄이기 설정을 바꿔도 change 리스너가 다시 읽는다
let still = reduceQuery.matches;
// 자동 시연 표시 — 사람이 처음 손대면 떼고 상태 줄을 polite 로 켠다
let demo = root.classList.contains('is-demo');
const off = new AbortController();
function wake(): void {
if (!demo) { return; }
demo = false;
root.classList.remove('is-demo');
if (statusEl) { statusEl.setAttribute('aria-live', 'polite'); }
}
// 한 판이 끝났음을 스크린리더에 한 번만 알린다 — 판이 되풀이돼도 다시 읽지 않는다
let doneSaid = false;
function checkDone(): void {
if (isDone() && !doneSaid) {
doneSaid = true;
doneP.textContent = statusText();
}
}
// 한 프레임에 넘기는 시간 상한(초) — 오래 숨었다 돌아온 첫 프레임도 50ms 까지만 계산에 넣는다
const DT_MAX = 0.05;
// 한 걸음 버튼 뒤 스프링이 자리 잡도록 미리 흘려보내는 시간
const SETTLE_FRAMES = 14;
const SETTLE_DT = 0.04;
function showNow(): void {
draw();
pushStatus(statusText());
checkDone();
}
let rafId = 0;
let lastTs = -1;
function frame(ts: number): void {
if (still || paused) { rafId = 0; return; }
if (lastTs < 0) { lastTs = ts; }
const dt = Math.min((ts - lastTs) / 1000, DT_MAX);
lastTs = ts;
if (dt > 0) { advance(dt); }
showNow();
rafId = window.requestAnimationFrame(frame);
}
function startLoop(): void {
if (rafId) { return; }
// 멈췄던 사이의 시간을 첫 프레임 dt 로 넘기지 않는다
lastTs = -1;
rafId = window.requestAnimationFrame(frame);
}
function stopLoop(): void {
if (rafId) { window.cancelAnimationFrame(rafId); rafId = 0; }
}
// 움직임 줄이기 — 루프 없이 정렬이 끝난 막대 한 장
function showRest(): void {
stopLoop();
lap = 0;
begin();
runTo(steps.length);
snap();
showNow();
}
function play(): void {
begin();
showNow();
if (!paused) { startLoop(); }
}
function togglePause(): void {
paused = !paused;
pauseBtn.setAttribute('aria-pressed', paused ? 'true' : 'false');
wake();
if (paused) { stopLoop(); } else if (!still) { startLoop(); }
}
// 한 걸음 — 멈춘 채 걸음 목록을 하나만 적용한다. 끝난 판이면 다음 판을 처음부터 연다
function stepOnce(): void {
wake();
if (!paused) {
paused = true;
pauseBtn.setAttribute('aria-pressed', 'true');
stopLoop();
}
if (isDone()) {
doneSaid = false;
lap += 1;
begin();
} else {
runOne();
acc = 0;
}
for (let k = 0; k < SETTLE_FRAMES; k += 1) { update(SETTLE_DT); }
showNow();
}
pauseBtn.addEventListener('click', togglePause, { signal: off.signal });
stepBtn.addEventListener('click', stepOnce, { signal: off.signal });
// 키보드 — 무대에 포커스가 있을 때만. Enter·Space 는 일시정지, 오른쪽 방향키는 한 걸음
pad.addEventListener('keydown', function (e: KeyboardEvent): void {
if (e.altKey || e.ctrlKey || e.metaKey) { return; }
if (e.key === 'Enter' || e.key === ' ') {
e.preventDefault();
togglePause();
} else if (e.key === 'ArrowRight') {
e.preventDefault();
stepOnce();
}
}, { signal: off.signal });
// 탭이 숨으면 멈추고, 돌아오면 시계를 다시 맞춰 시작 — 숨은 동안의 몇 초가 한 프레임에 몰리지 않게
document.addEventListener('visibilitychange', function (): void {
if (document.hidden) { stopLoop(); } else if (!paused && !still) { startLoop(); }
}, { signal: off.signal });
// 설정이 바뀌면 — 켜지면 정렬 끝난 한 장, 꺼지면 다시 움직인다
reduceQuery.addEventListener('change', function (): void {
still = reduceQuery.matches;
if (still) { showRest(); } else { lap = 0; play(); }
}, { signal: off.signal });
window.addEventListener('resize', function (): void {
fitCanvas();
draw();
}, { signal: off.signal });
fitCanvas();
if (still) { showRest(); } else { play(); }
return function (): void {
stopLoop();
off.abort();
};
}, []);
return (
<div className={cx("vj") + " is-demo"} ref={rootRef}>
<div className={cx("vj__pad")} data-role="pad" tabIndex={0} role="application" aria-label={'정렬 시연 무대 — 누른 뒤 Enter 로 일시정지, 오른쪽 방향키로 한 걸음'}>
<canvas className={cx("vj__canvas")} data-role="canvas" width={480} height={300} role="img" aria-label={'열다섯 개 값을 위에는 이진 트리, 아래에는 막대 열로 같이 그리고 같은 값을 선으로 이어, 큰 값을 부모 자리로 올려 힙을 세운 뒤 맨 위 최댓값을 맨 끝 막대와 맞바꿔 빼내고 새 꼭대기를 두 자식 중 큰 쪽으로 내려 보내는 힙 정렬'}></canvas>
</div>
<p className={cx("vj__status")} data-role="status" aria-live="off">{'정렬 시연'}</p>
<div className={cx("vj__ctrl")}>
<button className={cx("vj__pause")} data-role="pause" type="button" aria-pressed="false">{'일시정지'}</button>
<button className={cx("vj__step")} data-role="step" type="button">{'한 걸음'}</button>
</div>
<p className={cx("vj__done")} data-role="done" role="status" aria-live="polite"></p>
</div>
);
}05 이진 트리 위에서 큰 값을 내려 보내는 힙 정렬 — 측정 누적면적 11.944% · 움직인 프레임 22/23GODRICH 원작 · zip 에 SCSS·React 포함 · 정렬 알고리즘 시각화 9종 — 맞바꾸는 막대부터 색상환 원형 정렬까지
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정렬 알고리즘 시각화 9종 — 맞바꾸는 막대부터 색상환 원형 정렬까지정렬은 코드로 읽으면 외워지지 않고 움직임으로 보면 이해된다. 04번은 기준 막대를 세워 양쪽으로 쓸어 나누고, 07번은 같은 배열로 네 알고리즘의 비교 횟수를 겨루며, 06번은 색 조각을 색상환 순서로 돌려 세운다 이 글의 데모 전부 보기
