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C#数据结构之顺序表(SeqList)实例详解

本文实例讲述了C#数据结构之顺序表(SeqList)实现方法。分享给大家供大家参考,具体如下:

线性结构 (Linear Stucture)是数据结构(Data Structure)中最基本的结构,其特征用图形表示如下:

即:每个元素前面有且只有一个元素(称为[前驱]),同样后面有且只有一个元素(称为"后继")--注:起始元素的前驱认为是空,末尾元素的后继认为也是空,这样在概念上就不冲突了。

线性表(List)是线性结构的一种典型实现,它又可以分为:顺序表(SeqList)和链表(LinkList)二大类.

顺序表(SeqList)的基本特征为:元素在内部存储时是一个接一个在存储单元中按顺序存储的,所以只要知道"起始元素的存储地址"--称为顺序表的基地址(Base Address)以及顺序表中任何元素的位置(即它是第几个元素),就能直接定位到该元素的地址,从而直接访问到该元素的值。也就是说存储/读取每个元素所用的时间是相同的,即所谓的[ 随机存取 ]

C#语言中数组(Array)在内存中占用的就是一组连续的存储区域,所以用数组来实现顺序表再适用不过。

先来定义线性表的通用接口IListDS.cs(注:DS为DataStructure的缩写)

?

namespace 线性表

{

   public interface IListDS<T>

   {

     //取得线性表的实际元素个数

     int Count();

     //清空线性表

     void Clear();

     //判断线性表是否为空

     bool IsEmpty();

     //(在末端)追加元素

     void Append(T item);

     //在位置i[前面]插入元素item

     void InsertBefore(T item, int i);

     //在位置i[后面]插入元素item

     void InsertAfter(T item, int i);

     //删除索引i处的元素

     T RemoveAt( int i);

     //获得索引位置i处的元素

     T GetItemAt( int i);

     //返回元素value的索引

     int IndexOf(T value);

     //反转线性表的所有元素

     void Reverse();

   }

}

顺序表(SeqList)的实现:

?

using System;

using System.Text;

namespace 线性表

{

   /// <summary>

   /// 顺序表

   /// </summary>

   /// <typeparam name="T"></typeparam>

   public class SeqList<T> : IListDS<T>

   {

     private int maxsize;

     private T[] data;

     private int last;

     //类索引器

     public T this [ int index]

     {

       get

       {

         return this .GetItemAt(index);

       }

       set

       {

         if (index < 0 || index > last + 1)

         {

           Console.WriteLine( "Position is error" );

           return ;

         }

         data[index] = value;

       }

     }

     //最后一个元素的下标

     public int Last

     {

       get { return last; }

     }

     //最大容量

     public int Maxsize

     {

       get { return this .maxsize; }

       set { this .maxsize = value; }

     }

     //构造函数

     public SeqList( int size)

     {

       data = new T[size];

       maxsize = size;

       last = -1;

     }

     //返回链表的实际长度

     public int Count()

     {

       return last + 1;

     }

     //清空

     public void Clear()

     {

       last = -1;

     }

     //是否空

     public bool IsEmpty()

     {

       return last == -1;

     }

     //是否满

     public bool IsFull()

     {

       return last == maxsize - 1;

     }

     //(在最后位置)追加元素

     public void Append(T item)

     {

       if (IsFull())

       {

         Console.WriteLine( "List is full" );

         return ;

       }

       data[++last] = item;

     }

     /// <summary>

     ///前插

     /// </summary>

     /// <param name="item">要插入的元素</param>

     /// <param name="i">要插入的位置索引</param>

     public void InsertBefore(T item, int i)

     {

       if (IsFull())

       {

         Console.WriteLine( "List is full" );

         return ;

       }

       if (i < 0 || i > last + 1)

       {

         Console.WriteLine( "Position is error" );

         return ;

       }

       if (i == last + 1)

       {

         data[last + 1] = item;

       }

       else

       {

         //位置i及i以后的元素,全部后移

         for ( int j = last; j >= i; j--)

         {

           data[j + 1] = data[j];

         }

         data[i] = item;

       }

       ++last;

     }

     /// <summary>

     /// 后插

     /// </summary>

     /// <param name="item"></param>

     /// <param name="i"></param>

     public void InsertAfter(T item, int i)

     {

       if (IsFull())

       {

         Console.WriteLine( "List is full" );

         return ;

       }

       if (i < 0 || i > last)

       {

         Console.WriteLine( "Position is error" );

         return ;

       }

       if (i == last)

       {

         data[last + 1] = item;

       }

       else

       {

         //位置i以后的元素(不含位置i),全部后移

         for ( int j = last; j > i; j--)

         {

           data[j + 1] = data[j];

         }

         data[i+1] = item;

       }

       ++last;

     }

     /// <summary>

     /// 删除元素

     /// </summary>

     /// <param name="i">要删除的元素索引</param>

     /// <returns></returns>

     public T RemoveAt( int i)

     {

       T tmp = default (T);

       if (IsEmpty())

       {

         Console.WriteLine( "List is empty" );

         return tmp;

       }

       if (i < 0 || i > last)

       {

         Console.WriteLine( "Position is error!" );

         return tmp;

       }

       if (i == last)

       {

         tmp = data[last];

       }

       else

       {

         tmp = data[i];

         //位置i以及i以后的元素前移

         for ( int j = i; j <= last; j++)

         {

           data[j] = data[j + 1];

         }

       }

       --last;

       return tmp;

     }

     /// <summary>

     /// 获取第几个位置的元素

     /// </summary>

     /// <param name="i">第几个位置</param>

     /// <returns></returns>

     public T GetItemAt( int i)

     {

       if (IsEmpty() || (i < 0) || (i > last))

       {

         Console.WriteLine( "List is empty or Position is error!" );

         return default (T);

       }

       return data[i];

     }

     /// <summary>

     /// 定位元素的下标索引

     /// </summary>

     /// <param name="value"></param>

     /// <returns></returns>

     public int IndexOf(T value)

     {

       if (IsEmpty())

       {

         Console.WriteLine( "List is Empty!" );

         return -1;

       }

       int i = 0;

       for (i = 0; i <= last; i++)

       {

         if (value.Equals(data[i]))

         {

           break ;

         }

       }

       if (i > last)

       {

         return -1;

       }

       return i;

     }

     /// <summary>

     /// 元素反转

     /// </summary>

     public void Reverse()

     {

       T tmp = default (T);

       for ( int i = 0; i <= last / 2; i++)

       {

         tmp = data[i];

         data[i] = data[last-i];

         data[last-i] = tmp;

       }

     }

     public override string ToString()

     {

       StringBuilder sb = new StringBuilder();

       for ( int i = 0; i <= last; i++)

       {

         sb.Append(data[i].ToString() + "," );

       }

       return sb.ToString().TrimEnd( ',' );

     }

   }

}

测试代码片段:

?

Console.WriteLine( "顺序表测试开始..." );

SeqList< string > seq = new SeqList< string >(10);

seq.Append( "x" );

seq.InsertBefore( "w" , 0);

seq.InsertBefore( "v" , 0);

seq.Append( "y" );

seq.InsertBefore( "z" , seq.Count());

Console.WriteLine(seq.Count()); //5

Console.WriteLine(seq.ToString()); //v,w,x,y,z

Console.WriteLine(seq[1]); //w

Console.WriteLine(seq[0]); //v

Console.WriteLine(seq[4]); //z

Console.WriteLine(seq.IndexOf( "z" )); //4

Console.WriteLine(seq.RemoveAt(2)); //x

Console.WriteLine(seq.ToString()); //v,w,y,z

seq.InsertBefore( "x" , 2);     

Console.WriteLine(seq.ToString()); //v,w,x,y,z

Console.WriteLine(seq.GetItemAt(2)); //x

seq.Reverse();

Console.WriteLine(seq.ToString()); //z,y,x,w,v

seq.InsertAfter( "z_1" , 0);

seq.InsertAfter( "y_1" , 2);

seq.InsertAfter( "v_1" , seq.Count()-1);

Console.WriteLine(seq.ToString()); //z,z_1,y,y_1,x,w,v,v_1

顺序表的优点:读取元素时可直接定位,所以在某些操作(比如将顺序表元素反转合围)中,不需要完全遍历,循环次数(即时间复杂度)相对完全遍历而言能减少一半。

顺序表的优点:插入/删除元素,因为要保持其顺序性,所以后续元素需要移动,增加了时间开销。

最后指出:.Net命名空间System.Collections.Generic中的List<T>就是一个内置的顺序表.

希望本文所述对大家C#程序设计有所帮助。

dy("nrwz");

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