[#0166] feat(leetcode): add README, unit test and C# solution

2025-09-24 11:18:08 +08:00
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+++ b/problems/0166-fraction-to-recurring-decimal/0166-fraction-to-recurring-decimal.sln
@@ -0,0 +1,30 @@
+Microsoft Visual Studio Solution File, Format Version 12.00
+# Visual Studio Version 17
+VisualStudioVersion = 17.5.2.0
+MinimumVisualStudioVersion = 10.0.40219.1
+Project("{FAE04EC0-301F-11D3-BF4B-00C04F79EFBC}") = "csharp", "csharp\csharp.csproj", "{CF022C7B-CAF3-706D-67E1-FB93518229B7}"
+EndProject
+Project("{FAE04EC0-301F-11D3-BF4B-00C04F79EFBC}") = "TestProject", "test\TestProject.csproj", "{C670389A-9CE7-B456-51E5-A79D56E199CF}"
+EndProject
+Global
+	GlobalSection(SolutionConfigurationPlatforms) = preSolution
+		Debug|Any CPU = Debug|Any CPU
+		Release|Any CPU = Release|Any CPU
+	EndGlobalSection
+	GlobalSection(ProjectConfigurationPlatforms) = postSolution
+		{CF022C7B-CAF3-706D-67E1-FB93518229B7}.Debug|Any CPU.ActiveCfg = Debug|Any CPU
+		{CF022C7B-CAF3-706D-67E1-FB93518229B7}.Debug|Any CPU.Build.0 = Debug|Any CPU
+		{CF022C7B-CAF3-706D-67E1-FB93518229B7}.Release|Any CPU.ActiveCfg = Release|Any CPU
+		{CF022C7B-CAF3-706D-67E1-FB93518229B7}.Release|Any CPU.Build.0 = Release|Any CPU
+		{C670389A-9CE7-B456-51E5-A79D56E199CF}.Debug|Any CPU.ActiveCfg = Debug|Any CPU
+		{C670389A-9CE7-B456-51E5-A79D56E199CF}.Debug|Any CPU.Build.0 = Debug|Any CPU
+		{C670389A-9CE7-B456-51E5-A79D56E199CF}.Release|Any CPU.ActiveCfg = Release|Any CPU
+		{C670389A-9CE7-B456-51E5-A79D56E199CF}.Release|Any CPU.Build.0 = Release|Any CPU
+	EndGlobalSection
+	GlobalSection(SolutionProperties) = preSolution
+		HideSolutionNode = FALSE
+	EndGlobalSection
+	GlobalSection(ExtensibilityGlobals) = postSolution
+		SolutionGuid = {C5790EDA-C36F-4FC3-877D-C7E20837E160}
+	EndGlobalSection
+EndGlobal
--- a/problems/0166-fraction-to-recurring-decimal/README.md
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@@ -2,90 +2,79 @@

 ## 題目資訊
 - **難度**: Medium
- **標籤**: 
+- **標籤**: Hash Table, Math, Simulation
 - **題目連結**: https://leetcode.com/problems/fraction-to-recurring-decimal/
 - **練習日期**: 2025-09-24
- **目標複雜度**: 時間 O(?)、空間 O(?)
+- **目標複雜度**: 時間 O(L)、空間 O(L)（L 為輸出字串長度，最多 10^4）

 ## 題目描述
-> 在這裡貼上題目的完整描述（或重點）
+Given two integers representing the `numerator` and `denominator` of a fraction, return *the fraction* in string format.
+
+If the fractional part is repeating, enclose the repeating part in parentheses.
+
+If multiple answers are possible, return **any of them**.
+
+It is **guaranteed** that the length of the answer string is less than `10^4` for all the given inputs.

 ## 先備條件與限制
- 輸入限制：n ∈ [?, ?]、值域 ∈ [?, ?]
- 回傳/輸出格式：...
- 其他：是否允許排序/就地修改
+- 輸入限制：`-2^31 <= numerator, denominator <= 2^31 - 1`，且 denominator ≠ 0
+- 回傳/輸出格式：回傳十進位字串；有限小數直接輸出，小數有循環時用括號標記循環段
+- 其他：允許使用 64-bit 以避免在取絕對值時溢位

 ## 解題思路

 ### 初步分析
- 類型：雙指針 / 滑動視窗 / 排序 / DP / 貪心 / 圖論 ...
- 關鍵觀察：
- 複雜度目標理由：
+- 類型：數學 / 模擬 / 哈希
+- 關鍵觀察：整數除法僅靠餘數決定下一個小數位；相同餘數必定導致循環，位置可透過哈希表還原
+- 複雜度目標理由：每個餘數最多處理一次，因此時間與空間成正比於輸出長度 L

 ### 解法比較
-1. 解法A（基準/暴力）：
-   - 思路：
-   - 正確性：
-   - 複雜度：O(?) / O(?)
-2. 解法B（優化）：
-   - 思路：
-   - 正確性：
-   - 複雜度：O(?) / O(?)
+1. 解法A：餘數位置哈希
+   - 思路：先處理正負號並計算整數部分；對小數部分反覆以 10 乘上餘數取商，並在 map 中紀錄餘數首次出現的索引，一旦重複即可插入括號
+   - 正確性：每個可能的餘數介於 0 與 |denominator|-1，重複時即代表循環節開始，未重複則最後餘數為 0（有限小數）
+   - 複雜度：時間 O(L) / 空間 O(L)

-### 乾跑（Dry Run）
- 範例：...
+## 實作細節
+- 先處理 `numerator == 0` 直接回傳 "0"
+- 判斷結果正負號，使用 `long`/`long long` 取絕對值避免 `INT_MIN` 無法轉正的問題
+- `integer_part = abs_num / abs_den` 直接加入結果，小數部分以餘數 `remainder = abs_num % abs_den` 開始
+- 使用字典 `remainder -> index` 紀錄餘數在結果字串中的位置；迴圈內：餘數乘 10，取下一位商並更新餘數
+- 若餘數為 0，表示小數結束，不需括號；若餘數再度出現，在對應索引插入 `(`，在結尾加 `)`

-## 實作細節與 API 設計
-
-### C# 方法簽名（示意）
-```csharp
-public class Solution {
-    // TODO: 根據題意調整簽名
-    public int Solve(int[] nums) {
-        return 0;
-    }
-}
-```
-
-### Go 方法簽名（示意）
-```go
-func solve(nums []int) int {
-    return 0
-}
-```
-
-### 常見陷阱
- 邊界：空/單一/極值/全相等
- 去重：排序後跳重複、集合
- 溢位：使用 64-bit
+## 常見陷阱
+- 處理負數：符號只出現一次，判斷後用 64-bit 絕對值繼續運算避免 `--6...` 之類錯誤
+- `INT_MIN / -1` 可能溢位：需先轉成 64-bit 再做除法與取餘數
+- 餘數 map 要記錄的是「餘數出現時的輸出索引」，找到重複時要在該位置插入 `(`
+- 每回合先檢查餘數是否重複再乘 10，避免多插一位或落掉循環起點
+- `numerator` 為 0 時無小數部分，直接回傳 "0"

 ## 測試案例

 ### 範例輸入輸出
 ```
-Input: ...
-Output: ...
-Explanation: ...
+Input: numerator = 4, denominator = 333
+Output: "0.(012)"
 ```

 ### 邊界清單
- [ ] 空陣列/空字串
- [ ] 單一元素 / 全相同
- [ ] 含負數/0/大數
- [ ] 去重
- [ ] 大資料壓力
+- `numerator = 1, denominator = 2` → `"0.5"`（有限小數）
+- `numerator = 1, denominator = 6` → `"0.1(6)"`（循環節不從第一位開始）
+- `numerator = -50, denominator = 8` → `"-6.25"`（負數與有限小數）
+- `numerator = 0, denominator = 5` → `"0"`（整數結果）
+- `numerator = 1, denominator = 7` → `"0.(142857)"`（較長的循環節）

 ## 複雜度分析
- 最壞：時間 O(?)、空間 O(?)
+- 最壞：時間 O(L)、空間 O(L)
+- L 為輸出字串長度，等同於需要處理的餘數數量上限（題目保證 < 10^4）

 ## 相關題目 / Follow-up
- 
+- 與任一進位制的循環小數檢測（如 base conversion）類似，可類比餘數循環檢測技巧

 ## 學習筆記
- 今天學到：
- 卡住與修正：
- 待優化：
+- 今天學到：餘數 → 索引的哈希表能精準標記循環段，搭配 `StringBuilder.Insert` 可快速加括號
+- 卡住與修正：`int.MinValue` 轉正時會拋例外，改用 `long` 做完整流程（含乘 10 與取餘）就穩定
+- 另外注意：符號在輸出開頭先處理，整數和小數部分都用正數運算可避免重複符號
+- 待優化：可以先行預估非循環長度以減少插入成本，但對此題影響不大

 ---
-**總結**：這題的核心在於 ______，適合練習 ______。
-
+**總結**：這題的核心在於以餘數哈希判斷循環節，適合練習小數表示與溢位處理。
--- a/problems/0166-fraction-to-recurring-decimal/csharp/Program.cs
+++ b/problems/0166-fraction-to-recurring-decimal/csharp/Program.cs
@@ -5,20 +5,64 @@
 using System;
 using System.Collections.Generic;
 using System.Linq;
+using System.Text;

-public class Solution {
-    // TODO: 根據題意調整簽名
-    public int Solve(int[] nums) {
-        // 實作解法
-        return 0;
+public class Solution
+{
+    public string FractionToDecimal(int numerator, int denominator)
+    {
+        if (numerator == 0) return "0";
+
+        long num = numerator;
+        long den = denominator;
+
+        StringBuilder result = new StringBuilder();
+        bool isNegative = (num < 0) ^ (den < 0);
+        if (isNegative) result.Append('-');
+
+        num = Math.Abs(num);
+        den = Math.Abs(den);
+
+        long integerPart = num / den;
+        result.Append(integerPart);
+
+        long remainder = num % den;
+        if (remainder == 0) return result.ToString();
+
+        result.Append('.');
+        result.Append(CalculateDecimalPart(remainder, den));
+
+        return result.ToString();
+    }
+
+    private string CalculateDecimalPart(long remainder, long denominator)
+    {
+        StringBuilder decimalBuilder = new StringBuilder();
+        Dictionary<long, int> remainderMap = new Dictionary<long, int>();
+
+        while (remainder != 0)
+        {
+            if (remainderMap.TryGetValue(remainder, out int repeatIndex))
+            {
+                decimalBuilder.Insert(repeatIndex, '(');
+                decimalBuilder.Append(')');
+                break;
+            }
+
+            remainderMap[remainder] = decimalBuilder.Length;
+            remainder *= 10;
+            long digit = remainder / denominator;
+            decimalBuilder.Append(digit);
+            remainder %= denominator;
+        }
+
+        return decimalBuilder.ToString();
    }
 }

 public class Program {
    public static void Main() {
        var s = new Solution();
-        // TODO: 可加入簡單輸入/輸出測試
-        Console.WriteLine("Hello LeetCode 166!");
+        
    }
 }
-
--- a/problems/0166-fraction-to-recurring-decimal/test/SolutionTests.cs
+++ b/problems/0166-fraction-to-recurring-decimal/test/SolutionTests.cs
@@ -5,20 +5,23 @@ using Xunit;
 public class SolutionTests {
    private readonly Solution _s = new Solution();

-    [Fact]
-    public void Example1() {
-        // TODO: Arrange
-        // var input = new int[] { };
-        // var expected = 0;
-        // Act
-        // var got = _s.Solve(input);
-        // Assert.Equal(expected, got);
-        Assert.True(true);
+    [Theory]
+    [InlineData(4, 333, "0.(012)")]
+    [InlineData(1, 2, "0.5")]
+    [InlineData(1, 6, "0.1(6)")]
+    [InlineData(-50, 8, "-6.25")]
+    [InlineData(0, 5, "0")]
+    [InlineData(1, 7, "0.(142857)")]
+    public void FractionToDecimal_BasicAndRepeatingScenarios(int numerator, int denominator, string expected) {
+        var actual = _s.FractionToDecimal(numerator, denominator);
+
+        Assert.Equal(expected, actual);
    }

    [Fact]
-    public void EdgeCases() {
-        Assert.True(true);
+    public void FractionToDecimal_DenominatorOne_ReturnsIntegerString() {
+        var actual = _s.FractionToDecimal(2, 1);
+
+        Assert.Equal("2", actual);
    }
 }
-