cs-algorithms

cs-algorithms

目的

此技能为 OpenClaw 提供用于实现和分析计算机科学算法的工具，重点涵盖排序、搜索、图遍历、动态规划、贪心算法、回溯和 Big-O 复杂度分析。可用它生成代码片段、优化算法，或在回复中解释概念。

适用场景

在处理编码任务中的算法问题时使用此技能，例如优化大型数据集的搜索、解决网络中的图问题，或分析对性能要求较高的应用中的时间复杂度。也可用于教学类回复、代码审查，或用户询问特定算法（如用于路径查找的 BFS）时。

主要功能

• 排序：实现快速排序、归并排序或冒泡排序，并支持配置基准值或检查稳定性。
• 搜索：二分搜索、线性搜索，并可选择递归或迭代版本。
• 图遍历：用于路径查找的 BFS、DFS 和 A*，包括处理加权图。
• 动态规划：使用记忆化和制表法解决背包或最长公共子序列等问题。
• 贪心算法和回溯：在回溯约束下解决调度或子集和问题。
• Big-O 分析：计算并解释时间／空间复杂度，例如归并排序的 O(n log n)。
• 其他：处理边界情况，例如已排序数组或非连通图。

使用模式

要使用此技能，可通过 OpenClaw 的 API 或 CLI 调用，并指定算法类型和输入。务必传递必需参数，例如数据数组或图结构。例如，可将它与其他技能串联，并将结果输出到变量。通过在环境变量中设置 $OPENCLAW_API_KEY 进行身份验证后再调用。在代码中导入此技能并直接调用方法；在 CLI 中使用子命令快速执行。

常用命令／API

使用 OpenClaw CLI 直接运行，或使用 Python API 集成。身份验证需要将 $OPENCLAW_API_KEY 设置为环境变量。

• CLI 示例：openclaw run cs-algorithms --algorithm sort --input "[1,3,2]" --method quick 使用快速排序对数组进行排序。

• API 示例：

  import openclaw
  openclaw.set_api_key(os.environ['OPENCLAW_API_KEY'])
  sorted_array = openclaw.algorithms.sort([1,3,2], method='quick')
  

• 常用标志：

  • --algorithm [sort|search|bfs|...]：指定要运行的算法。
  • --input [JSON string]：提供输入数据，例如 JSON 格式的数组或图。
  • --config { "method": "quick", "depth": 5 }：用于指定递归深度等参数的 JSON 配置。

• API 端点：

  • openclaw.algorithms.sort(array, method='quick')：返回排序后的数组。
  • openclaw.algorithms.bfs(graph, start_node)：返回遍历过的节点。
  • 对于动态规划：openclaw.algorithms.dp_solve(problem='knapsack', items=[...], capacity=10)。

配置格式基于 JSON；对于图，请使用邻接表，例如 {"A": ["B", "C"]}。

集成说明

将 OpenClaw 添加为项目依赖项（例如，pip install openclaw）即可集成。在环境中使用 export OPENCLAW_API_KEY=your_key 设置身份验证。若要异步使用，请将 API 调用封装在异步函数中，例如 await openclaw.algorithms.bfs_async(graph)。确保验证输入（例如，数组必须是列表），并将输出作为 JSON 处理。如果与其他技能结合使用，请通过 OpenClaw 的输出管道传递结果，例如 openclaw run cs-algorithms --output var1 | openclaw run another-skill --input var1。

错误处理

常见错误包括输入无效（例如，为排序操作提供非数组输入）或身份验证失败。可通过 try-except 代码块捕获调用中的 InvalidInputError。对于 CLI，错误会返回非零退出码，并附带类似 "Error: Array must be a list" 的消息。在 API 中捕获异常：

try:
    result = openclaw.algorithms.sort([1, 'a'], method='quick')  # Type mismatch error
except openclaw.errors.InvalidInputError as e:
    print(f"Handle error: {e} - Ensure all elements are numbers")

调用前务必验证输入，例如使用 isinstance(array, list)。对于 Big-O 分析，如果无法计算复杂度（例如，存在无限循环），请通过设置超时来处理。

具体使用示例

1. 对数组排序：要对用户提供的列表排序，请使用：openclaw run cs-algorithms --algorithm sort --input "[5,2,9,1]" --method mergesort"。此命令会输出 [1,2,5,9]。代码示例：

   import openclaw
   openclaw.set_api_key(os.environ['OPENCLAW_API_KEY'])
   sorted_list = openclaw.algorithms.sort([5,2,9,1], method='mergesort')
   print(sorted_list)  # [1, 2, 5, 9]
   

   分析复杂度：添加 --analyze-complexity 标志可获得“O(n log n) 时间”。

2. 在图上执行 BFS：要遍历图，请运行：openclaw run cs-algorithms --algorithm bfs --input '{"A": ["B"], "B": ["C"]}' --start "A"。输出：["A", "B", "C"]。API 示例：

   graph = {"A": ["B"], "B": ["C"]}
   traversal = openclaw.algorithms.bfs(graph, "A")
   print(traversal)  # ['A', 'B', 'C']
   

   可用于 AI 响应中的路径查找。

图关系

• 相关集群：computer-science（算法主题的父集群）。
• 相关技能：data-structures（用于数组／图实现）、machine-learning（用于优化中的 A*）。
• 标签关联：“algorithms”关联优化技能；“sorting”和“searching”关联注重效率的工具；“complexity”关联性能分析技能。