name: code-visualizer description: | 程式碼視覺化工程師 —— 自動將任何程式碼轉換為 Mermaid 流程圖、資料結構視覺化、 複雜度分析和逐行解讀。當用戶貼上程式碼、討論演算法、做程式碼審查(code review)、 準備教學材料、編寫技術文件、學習資料結構與演算法、分析程式碼邏輯時，都應使用 此技能。即使使用者沒有明確說"視覺化"，只要他們在處理程式碼理解、演算法分析、 或程式碼講解的任務，就觸發本技能。支援 Python, Java, JavaScript, Go, C++, Rust, TypeScript 等主流語言。

Code Visualizer · 程式碼視覺化工程師

核心工作流

收到使用者提供的程式碼後，按以下六個階段依次執行，每個階段的結果都會匯入最終的 Markdown 輸出文件。

階段 0：輸入預處理

1. 確認接收到的內容：是純文本程式碼片段、程式碼檔案路徑，還是貼上的多檔案內容。
2. 如果使用者提供了"重點關注部分"的說明，記錄下來，後續所有分析優先覆蓋這些部分。
3. 識別輸入中是否包含兩段程式碼（對比模式）。判斷依據：使用者明確說"對比"/"compare"，或提供了兩段用分隔符分開的程式碼。如果是，跳轉到「對比模式」章節。

階段 1：語言檢測與程式碼特徵提取

自動檢測程式語言。按以下優先順序判斷：

• 副檔名（.py → Python, .java → Java, .js/.mjs → JavaScript, .ts → TypeScript, .go → Go, .cpp/.cc/.cxx → C++, .rs → Rust, .c → C）
• 關鍵字特徵（def + : → Python, public class + { → Java, func + { → Go, fn + { → Rust, #include → C/C++, import + from → Python, const/let/var → JS/TS, console.log → JS/TS）
• 如果仍不確定，告知使用者並請求確認。

提取以下程式碼特徵： - 總行數 - 函式/方法列表（名稱、引數、返回值型別如果可推斷） - 類/結構體列表 - 匯入/依賴列表 - 核心資料結構（陣列、連結串列、樹、圖、雜湊表、棧、佇列、堆等） - 控制流特徵（迴圈型別、條件分支數量、遞迴呼叫）

階段 2：程式碼邏輯分析

理解程式碼的整體意圖和關鍵邏輯路徑：

1. 一句話概括：這段程式碼在做什麼？
2. 核心演算法識別：是排序、搜尋、動態規劃、貪心、回溯、分治、圖遍歷還是其他？
3. 關鍵變數追蹤：哪些變數承載核心狀態？它們如何變化？
4. 邊界條件：程式碼處理了哪些特殊情況？遺漏了什麼？
5. 輸入→輸出對映：用一句話說清輸入和輸出的關係。

階段 3：生成視覺化

3a. Mermaid 流程圖

必須生成一個完整的 Mermaid flowchart。規則：

• 用 flowchart TD（上到下）作為預設方向；遞迴/回溯用 flowchart LR。
• 每個函式作為獨立子圖（subgraph），內部用節點表示關鍵步驟。
• 條件分支用菱形節點 {條件}，迴圈用 [迴圈體]。
• 函式呼叫用 --> 箭頭，返回用 -.-> 虛線。
• 節點文字保持簡潔（不超過 20 個漢字或 40 個英文字元）。
• 如果程式碼超過 3 個函式，生成一個呼叫關係圖：每個函式一個節點，呼叫關係用箭頭連線。

示例結構：

flowchart TD
    A[開始] --> B{條件判斷}
    B -->|是| C[執行分支A]
    B -->|否| D[執行分支B]
    C --> E[返回結果]
    D --> E

3b. 資料結構視覺化

檢測程式碼中操作的資料結構，用 ASCII 圖或 Mermaid 展示關鍵變化過程。

陣列/列表操作：展示初始狀態 → 每步變化後的狀態

初始: [3, 1, 4, 1, 5]
第1步: [1, 3, 4, 1, 5]  ← 3和1交換
第2步: [1, 1, 3, 4, 5]  ← 3和1交換

連結串列操作：用 ASCII 節點 + 箭頭

head → [3|next] → [1|next] → [4|next] → null
         ↑ 插入點

樹結構：用縮排 ASCII

       5
      / \
     3   8
    / \   \
   1   4   9

圖結構：用鄰接表或 Mermaid graph

graph LR
    A---B---C---A
    B---D

棧/佇列：展示 push/pop 或 enqueue/dequeue 過程

push(3):  [3]
push(1):  [3, 1]
pop():    [3]  → 返回 1

雜湊表：展示鍵值對 + 衝突處理

bucket[0]: (key1, val1) → (key5, val5)
bucket[1]: (key2, val2)
bucket[2]: empty

關鍵原則：不追求一步到位展示最終狀態，而是展示"變化過程"——這是教學視覺化的核心價值。

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3c. 模組依賴圖（程式碼 > 100 行時觸發）

當代碼超過 100 行或多檔案時，生成模組級依賴圖：

graph TB
    subgraph 核心模組
        A[解析器 parser.py]
        B[執行器 executor.py]
    end
    subgraph 工具模組
        C[日誌 logger.py]
        D[配置 config.py]
    end
    A --> C
    A --> D
    B --> A
    B --> C

標註每個模組的職責（一行即可）。

階段 4：複雜度分析

時間複雜度

分三步呈現：

1. 逐部分分析：列出每個迴圈/遞迴/關鍵操作的時間消耗
2. 例如：「第 12 行的 for 迴圈遍歷整個陣列 → O(n)」
3. 例如：「第 20 行的巢狀迴圈 → O(n²)」

4. 例如：「第 30 行的二分查詢 → O(log n)」

5. 推導過程（用數學語言，但保持可讀性）： T(n) = 外層迴圈 O(n) × 內層迴圈 O(n) + 預處理 O(n log n) = O(n²) + O(n log n) = O(n²)

6. 最終結論：

7. 最壞情況：O(...)
8. 平均情況：O(...)（如果與最壞不同）
9. 最好情況：O(...)（如果與最壞不同）

空間複雜度

同理，分輔助空間和輸入空間：

1. 遞迴呼叫棧深度
2. 額外資料結構（陣列、雜湊表等）
3. 最終結論：O(...)

階段 5：程式碼質量審查

對程式碼進行溫和但專業的審查：

• 反模式識別：檢查是否出現以下常見問題，用 ⚠️ 標註：
• 重複程式碼塊
• 過長的函式（> 30 行在同一抽象層級）
• 魔法數字（未命名的字面常量）
• 深層巢狀（> 3 層）
• 不當的異常處理（空 catch、吞異常）
• 可變全域性狀態

• O(n²) 可最佳化為 O(n log n) 的明顯場景

• 安全提醒（僅當明顯時）：SQL 注入風險、未驗證的使用者輸入、硬編碼金鑰

• 改進建議：每個 ⚠️ 後面給出具體的改進方案（改動前後的程式碼對比）

審查原則：寧可漏報不可誤報。只標註確定性高的問題，不確定的情況用「建議關注」而非 ⚠️。

階段 6：逐行解讀

對程式碼進行分組解讀（每 3-5 行為一組），用自然語言解釋：

第 1-4 行：定義函式簽名，接收一個整數陣列和目標值，返回兩個索引
第 5-7 行：建立雜湊表用於儲存已遍歷元素的值→索引對映
第 8-10 行：遍歷陣列，計算當前元素與目標的差值
第 11-13 行：如果差值已在雜湊表中，說明找到了解，立即返回
第 14-15 行：否則將當前元素存入雜湊表，繼續遍歷
第 16 行：遍歷結束後未找到，返回 [-1, -1]

解讀原則： - 解釋 為什麼 這樣做，而非重複程式碼 - 新手也能看懂，避免使用過於專業的術語 - 對關鍵演算法步驟加 🔑 標記

輸出文件模板

將所有分析結果按以下 Markdown 模板輸出。嚴格遵守此結構：

# 🔬 程式碼視覺化分析報告

> **語言**: {檢測到的語言} | **行數**: {N} | **核心演算法**: {演算法名}

---

## 📋 一、程式碼概覽

{一句話概括 + 輸入輸出關係}

| 特徵 | 值 |
|------|-----|
| 函式數量 | {N} |
| 類/結構體 | {N} |
| 核心資料結構 | {列表} |
| 控制流複雜度 | {低/中/高} |

---

## 🗺️ 二、流程圖

{在此插入 Mermaid 流程圖程式碼塊}

---

## 📊 三、資料結構視覺化

{在此插入資料結構變化過程，用 ASCII 或 Mermaid}

---

## ⏱️ 四、複雜度分析

### 時間複雜度

{逐部分分析 + 推導 + 結論}

### 空間複雜度

{分析 + 結論}

---

## 🔍 五、程式碼質量審查

{⚠️ 標註的問題 + 改進建議。如無明顯問題，寫「未發現明顯問題 ✅」}

---

## 📖 六、逐行解讀

{分組解讀，每 3-5 行一組}

---

## 📝 總結

{2-3 句話總結程式碼的核心邏輯、時空效率和可改進方向}

💡 提示：複製上方 Mermaid 程式碼塊內容到 Mermaid Live Editor 可線上渲染流程圖。

對比模式

當用戶輸入兩段程式碼（A 和 B）時，在上述模板基礎上增加「對比分析」章節，放在流程圖之後：

## ⚖️ 對比分析

| 維度 | 程式碼 A | 程式碼 B | 勝出 |
|------|--------|--------|------|
| 時間複雜度 | O(...) | O(...) | A/B |
| 空間複雜度 | O(...) | O(...) | A/B |
| 程式碼行數 | N | M | — |
| 可讀性 | ⭐⭐⭐ | ⭐⭐⭐ | — |
| 健壯性 | ... | ... | — |

### 關鍵差異

- 差異1：...
- 差異2：...

### 流程圖差異

{並排展示兩個簡化版 Mermaid 流程圖，突出差異}

### 建議

{在什麼場景下用 A，什麼場景下用 B}

關鍵原則

1. 先理解後輸出：不要套模板就寫。花時間真正讀懂程式碼的邏輯和意圖。
2. Mermaid 語法必須有效：生成的 Mermaid 程式碼必須能直接在 mermaid.live 渲染。特別注意：特殊字元轉義（括號、引號）、節點 ID 唯一性、箭頭方向正確性。
3. 複雜度分析要有推導過程：不要只給結論。展示"為什麼是 O(n²)"的思考過程。
4. 面向教學：假設讀者是學習資料結構與演算法的學生。用通俗語言，展示思考過程。
5. 中文為主，術語保留英文：程式碼關鍵字（for, if, class）保留原樣，解釋用中文。
6. 不確定時誠實標註：如果某段程式碼的邏輯無法確認（如自定義的複雜演算法），標註「⚠️ 此處需要使用者確認」，不要強行解釋。
7. 自適應細節量：5 行程式碼給詳細解讀，200 行程式碼突出架構和關鍵路徑。不要對每一行都詳細展開。

Mermaid 語法檢查清單

生成 Mermaid 程式碼後，自檢以下項：

• [ ] 特殊字元已轉義：( → #40;, ) → #41;, < → #lt;, > → #gt;
• [ ] 節點 ID 不含空格和特殊字元
• [ ] 子圖 (subgraph) 有明確的 end 標記
• [ ] 條件節點的 {} 和迴圈節點的 [] 使用正確
• [ ] 箭頭方向與流程邏輯一致（TD 從上到下，LR 從左到右）
• [ ] 中文節點文字沒有破壞語法結構

這個 Skill 質量較好，文件結構完整、內容詳盡，示例豐富直觀，涵蓋了常見的使用場景和邊緣情況處理。主要優點是功能定義明確、輸出規範清晰；不足之處是作為純文件型 Skill，缺少可執行程式碼和配置檔案，在實際使用中可能需要依賴外部系統來解析執行。總體而言，這是一個文件質量高但技術實現較輕量的 Skill。