Counter - クロージャーによる状態管理

アルゴリズム概要

ステップバイステップ解説

TypeScript実装

/**
 * カウンター関数を生成する高階関数
 *
 * @param n - カウンターの初期値 (-1000 <= n <= 1000)
 * @returns 呼び出すたびにインクリメントされる値を返す関数
 * @throws {RangeError} n が制約範囲外の場合
 * @throws {TypeError} n が有限数でない場合
 *
 * @complexity
 * - Time: O(1) for creation and each call
 * - Space: O(1) per counter instance
 *
 * @example
 * const counter = createCounter(10);
 * counter(); // 10
 * counter(); // 11
 * counter(); // 12
 */
function createCounter(n: number): () => number {
    // 入力検証: 制約条件チェック
    if (n < -1000 || n > 1000) {
        throw new RangeError(
            `Initial value ${n} is out of bounds [-1000, 1000]`
        );
    }

    // 型ガード: number型の確認
    if (typeof n !== 'number' || !Number.isFinite(n)) {
        throw new TypeError(
            'Initial value must be a finite number'
        );
    }

    /**
     * カウンター関数（クロージャー）
     *
     * クロージャースコープ内の変数 n を保持し、
     * 呼び出すたびに現在値を返してから1増加させる
     *
     * @returns 現在のカウント値
     *
     * @invariant n は常に整数値を保持
     * @invariant k回目の呼び出しは (初期値 + k - 1) を返す
     */
    return function(): number {
        // 後置インクリメント演算子:
        // 1. 現在の n の値を評価（返却用）
        // 2. n に 1 を加算（次回呼び出し用）
        // 3. ステップ1の値を return
        return n++;
    };
}

// LeetCode 最小提出版
function createCounter(n: number): () => number {
    return function(): number {
        return n++;
    };
}

フローチャート

フローの説明：
1. 入力検証: n が制約範囲内かチェック（-1000 ≤ n ≤ 1000）
2. エラー処理: 範囲外の場合は RangeError をスロー
3. クロージャー作成: 変数 n をレキシカルスコープに保持した内部関数を生成
4. 関数返却: カウンター関数を呼び出し元に返す
5. counter() 呼び出し: クロージャー内の n にアクセス
6. 後置インクリメント: 現在の n を評価してから 1 を加算
7. 値を返却: 元の n の値を返す
8. ループバック: 次回呼び出し時は更新された n で再度実行

計算量分析