feat: add solution and documentation for LeetCode 2620. Counter

JavaScript/2620. Counter/Claude Code Sonnet 4.5/Counter_TS.ipynb

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+{
+ "cells": [
+  {
+   "cell_type": "markdown",
+   "id": "9b8b80fb",
+   "metadata": {},
+   "source": [
+    "# TypeScript Counter 問題の完全解析\n",
+    "\n",
+    "## 1. 問題の分析\n",
+    "\n",
+    "### 競技プログラミング視点での分析\n",
+    "- **実行速度最優先**: クロージャーを利用した O(1) の定数時間アクセス\n",
+    "- **メモリ使用量**: 単一の数値変数のみを保持 (O(1) 空間)\n",
+    "- **最適化ポイント**: プリミティブ型の直接操作、不要なオブジェクト生成の回避\n",
+    "\n",
+    "### 業務開発視点での分析\n",
+    "- **型安全性**: 引数と戻り値の厳密な型定義が必要\n",
+    "- **保守性**: クロージャーの仕組みを明確にドキュメント化\n",
+    "- **エラーハンドリング**: 制約条件 (-1000 ≤ n ≤ 1000) のバリデーション\n",
+    "- **予測可能性**: Pure function ではなく状態を持つが、副作用は限定的\n",
+    "\n",
+    "### TypeScript特有の考慮点\n",
+    "- **型推論の活用**: 戻り値の型を明示的に定義\n",
+    "- **ジェネリクス**: この問題では不要（number型固定）\n",
+    "- **型ガード**: 入力値の範囲検証\n",
+    "- **クロージャー型定義**: 関数型の明示的な型注釈\n",
+    "\n",
+    "## 2. アルゴリズムアプローチ比較\n",
+    "\n",
+    "| アプローチ | 時間計算量 | 空間計算量 | TS実装コスト | 型安全性 | 可読性 | 備考 |\n",
+    "|---------|----------|----------|------------|---------|--------|------|\n",
+    "| クロージャー + 後置インクリメント | O(1) | O(1) | 低 | 高 | 高 | 最もシンプル、LeetCodeの想定解 |\n",
+    "| クロージャー + 前置インクリメント | O(1) | O(1) | 低 | 高 | 中 | 初回呼び出し時の処理が複雑化 |\n",
+    "| オブジェクト指向 (class) | O(1) | O(1) | 中 | 高 | 中 | 過剰設計、LeetCode形式に不適 |\n",
+    "| Generator関数 | O(1) | O(1) | 中 | 中 | 低 | 呼び出し形式が異なる |\n",
+    "\n",
+    "## 3. 選択したアルゴリズムと理由\n",
+    "\n",
+    "### 選択したアプローチ\n",
+    "**クロージャー + 後置インクリメント (n++) 方式**\n",
+    "\n",
+    "### 理由\n",
+    "\n",
+    "#### 計算量的な優位性\n",
+    "- 時間計算量: O(1) - 各呼び出しで定数時間\n",
+    "- 空間計算量: O(1) - 単一の数値変数のみ\n",
+    "- インクリメント演算は CPU レベルで最適化済み\n",
+    "\n",
+    "#### TypeScript環境での型安全性\n",
+    "- 引数 `n: number` の厳密な型定義\n",
+    "- 戻り値の関数型を明示: `() => number`\n",
+    "- コンパイル時に型不一致を検出可能\n",
+    "\n",
+    "#### 保守性・可読性の観点\n",
+    "- クロージャーパターンは JavaScript/TypeScript の標準的なイディオム\n",
+    "- 後置インクリメント (`n++`) により「現在値を返してから増加」が自明\n",
+    "- コード量が最小で理解しやすい\n",
+    "\n",
+    "### TypeScript特有の最適化ポイント\n",
+    "- **厳密な型定義**: strict mode でのコンパイル時検証\n",
+    "- **readonly 不要**: クロージャー内の変数は外部から直接アクセス不可\n",
+    "- **型推論の活用**: 内部変数 `n` の型は自動推論される\n",
+    "\n",
+    "## 4. 実装コード\n",
+    "\n",
+    "```typescript\n",
+    "/**\n",
+    " * カウンター関数を生成する\n",
+    " * 初回呼び出し時は初期値nを返し、以降呼び出すたびに1ずつ増加した値を返す\n",
+    " * \n",
+    " * @param n - カウンターの初期値 (-1000 <= n <= 1000)\n",
+    " * @returns 呼び出すたびにインクリメントされる値を返す関数\n",
+    " * @throws {RangeError} nが制約範囲外の場合\n",
+    " * @complexity Time: O(1), Space: O(1)\n",
+    " * \n",
+    " * @example\n",
+    " * const counter = createCounter(10);\n",
+    " * counter(); // 10\n",
+    " * counter(); // 11\n",
+    " * counter(); // 12\n",
+    " */\n",
+    "function createCounter(n: number): () => number {\n",
+    "    // 入力検証: 制約条件のチェック\n",
+    "    if (n < -1000 || n > 1000) {\n",
+    "        throw new RangeError('Initial value must be between -1000 and 1000');\n",
+    "    }\n",
+    "    \n",
+    "    // 型ガード: number型の確認\n",
+    "    if (typeof n !== 'number' || !Number.isFinite(n)) {\n",
+    "        throw new TypeError('Initial value must be a finite number');\n",
+    "    }\n",
+    "    \n",
+    "    /**\n",
+    "     * クロージャーによるカウンター実装\n",
+    "     * 外部スコープの変数nを保持し、呼び出すたびにインクリメント\n",
+    "     * \n",
+    "     * @returns 現在のカウント値（呼び出し後に内部状態が+1される）\n",
+    "     */\n",
+    "    return function(): number {\n",
+    "        // 後置インクリメント: 現在値を返した後にnを+1\n",
+    "        // この演算子により「返却」→「増加」の順序が保証される\n",
+    "        return n++;\n",
+    "    };\n",
+    "}\n",
+    "\n",
+    "// LeetCode形式のエクスポート（互換性のため）\n",
+    "const createCounterLeetCode = createCounter;\n",
+    "\n",
+    "/**\n",
+    " * 使用例とテストケース\n",
+    " */\n",
+    "// Example 1\n",
+    "const counter1 = createCounter(10);\n",
+    "console.assert(counter1() === 10, 'First call should return 10');\n",
+    "console.assert(counter1() === 11, 'Second call should return 11');\n",
+    "console.assert(counter1() === 12, 'Third call should return 12');\n",
+    "\n",
+    "// Example 2\n",
+    "const counter2 = createCounter(-2);\n",
+    "console.assert(counter2() === -2, 'First call should return -2');\n",
+    "console.assert(counter2() === -1, 'Second call should return -1');\n",
+    "console.assert(counter2() === 0, 'Third call should return 0');\n",
+    "console.assert(counter2() === 1, 'Fourth call should return 1');\n",
+    "console.assert(counter2() === 2, 'Fifth call should return 2');\n",
+    "\n",
+    "// エッジケース\n",
+    "const counterMin = createCounter(-1000);\n",
+    "console.assert(counterMin() === -1000, 'Minimum value test');\n",
+    "\n",
+    "const counterMax = createCounter(1000);\n",
+    "console.assert(counterMax() === 1000, 'Maximum value test');\n",
+    "```\n",
+    "\n",
+    "## LeetCode提出用フォーマット\n",
+    "\n",
+    "```typescript\n",
+    "// Analyze Complexity\n",
+    "// Runtime 43 ms\n",
+    "// Beats 57.94%\n",
+    "// Memory 53.82 MB\n",
+    "// Beats 89.21%\n",
+    "\n",
+    "/**\n",
+    " * @param {number} n\n",
+    " * @return {Function} counter\n",
+    " */\n",
+    "function createCounter(n: number): () => number {\n",
+    "    return function(): number {\n",
+    "        return n++;\n",
+    "    };\n",
+    "}\n",
+    "\n",
+    "/** \n",
+    " * const counter = createCounter(10)\n",
+    " * counter() // 10\n",
+    " * counter() // 11\n",
+    " * counter() // 12\n",
+    " */\n",
+    "```\n",
+    "\n",
+    "## TypeScript固有の最適化観点\n",
+    "\n",
+    "### 型安全性の活用\n",
+    "\n",
+    "1. **コンパイル時エラー防止**\n",
+    "   - `n: number` により文字列や他の型の混入を防止\n",
+    "   - `() => number` により戻り値の型不一致を検出\n",
+    "   - strict モードで `null`/`undefined` の混入を防止\n",
+    "\n",
+    "2. **実行時型検証**\n",
+    "   ```typescript\n",
+    "   if (typeof n !== 'number' || !Number.isFinite(n)) {\n",
+    "       throw new TypeError('Invalid input type');\n",
+    "   }\n",
+    "   ```\n",
+    "\n",
+    "3. **型推論の活用**\n",
+    "   - クロージャー内の `n` は自動的に `number` 型と推論される\n",
+    "   - 明示的な型注釈が不要で冗長性を削減\n",
+    "\n",
+    "### パフォーマンス最適化\n",
+    "\n",
+    "1. **プリミティブ型の直接操作**\n",
+    "   - オブジェクト生成のオーバーヘッドなし\n",
+    "   - 後置インクリメント演算子は CPU レベルで最適化\n",
+    "\n",
+    "2. **クロージャーの効率的利用**\n",
+    "   - 変数 `n` はヒープではなくクロージャースコープに保持\n",
+    "   - ガベージコレクションの対象が最小化\n",
+    "\n",
+    "3. **不要な処理の排除**\n",
+    "   - 条件分岐なし\n",
+    "   - 配列やオブジェクトの生成なし\n",
+    "\n",
+    "### 保守性と開発効率\n",
+    "\n",
+    "- **IntelliSense サポート**: 関数の型情報が IDE で自動表示\n",
+    "- **リファクタリング安全性**: 型定義により変更影響範囲を把握\n",
+    "- **自己文書化**: JSDoc コメントと型定義でドキュメント不要\n",
+    "- **テスト容易性**: Pure な入出力で単体テストが簡単\n",
+    "\n",
+    "この実装は、LeetCode の制約条件を満たしつつ、TypeScript の型安全性を最大限活用した最適解となっています。"
+   ]
+  }
+ ],
+ "metadata": {
+  "language_info": {
+   "name": "python"
+  }
+ },
+ "nbformat": 4,
+ "nbformat_minor": 5
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