C#數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之順序表(SeqList)實(shí)例詳解

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本文實(shí)例講述了C#數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之順序表(SeqList)實(shí)現(xiàn)方法。分享給大家供大家參考，具體如下：

線性結(jié)構(gòu)(Linear Stucture)是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(Data Structure)中最基本的結(jié)構(gòu)，其特征用圖形表示如下：

即：每個(gè)元素前面有且只有一個(gè)元素(稱為“前驅(qū)”)，同樣后面有且只有一個(gè)元素(稱為"后繼")--注：起始元素的前驅(qū)認(rèn)為是空，末尾元素的后繼認(rèn)為也是空，這樣在概念上就不沖突了。

線性表(List)是線性結(jié)構(gòu)的一種典型實(shí)現(xiàn)，它又可以分為：順序表(SeqList)和鏈表(LinkList)二大類.

順序表（SeqList）的基本特征為：元素在內(nèi)部存儲(chǔ)時(shí)是一個(gè)接一個(gè)在存儲(chǔ)單元中按順序存儲(chǔ)的，所以只要知道"起始元素的存儲(chǔ)地址"--稱為順序表的基地址(Base Address)以及順序表中任何元素的位置(即它是第幾個(gè)元素)，就能直接定位到該元素的地址，從而直接訪問(wèn)到該元素的值。也就是說(shuō)存儲(chǔ)/讀取每個(gè)元素所用的時(shí)間是相同的，即所謂的“隨機(jī)存取”

C#語(yǔ)言中數(shù)組(Array)在內(nèi)存中占用的就是一組連續(xù)的存儲(chǔ)區(qū)域，所以用數(shù)組來(lái)實(shí)現(xiàn)順序表再適用不過(guò)。

先來(lái)定義線性表的通用接口IListDS.cs(注：DS為DataStructure的縮寫)

namespace 線性表
{
  public interface IListDS<T>
  {
    //取得線性表的實(shí)際元素個(gè)數(shù)
    int Count();
    //清空線性表
    void Clear();
    //判斷線性表是否為空
    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);
    //刪除索引i處的元素
    T RemoveAt(int i);
    //獲得索引位置i處的元素
    T GetItemAt(int i);
    //返回元素value的索引
    int IndexOf(T value);
    //反轉(zhuǎn)線性表的所有元素
    void Reverse();
  }
}

順序表(SeqList)的實(shí)現(xiàn)：

using System;
using System.Text;
namespace 線性表
{
  /// <summary>
  /// 順序表
  /// </summary>
  /// <typeparam name="T"></typeparam>
  public class SeqList<T> : IListDS<T>
  {
    private int maxsize;
    private T[] data;
    private int last;
    //類索引器
    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;
      }
    }
    //最后一個(gè)元素的下標(biāo)
    public int Last
    {
      get { return last; }
    }
    //最大容量
    public int Maxsize
    {
      get { return this.maxsize; }
      set { this.maxsize = value; }
    }
    //構(gòu)造函數(shù)
    public SeqList(int size)
    {
      data = new T[size];
      maxsize = size;
      last = -1;
    }
    //返回鏈表的實(shí)際長(zhǎng)度
    public int Count()
    {
      return last + 1;
    }
    //清空
    public void Clear()
    {
      last = -1;
    }
    //是否空
    public bool IsEmpty()
    {
      return last == -1;
    }
    //是否滿
    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>
    /// 刪除元素
    /// </summary>
    /// <param name="i">要?jiǎng)h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>
    /// 獲取第幾個(gè)位置的元素
    /// </summary>
    /// <param name="i">第幾個(gè)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>
    /// 定位元素的下標(biāo)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>
    /// 元素反轉(zhuǎn)
    /// </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('，');
    }
  }
}

測(cè)試代碼片段：

Console.WriteLine("順序表測(cè)試開始...");
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

順序表的優(yōu)點(diǎn)：讀取元素時(shí)可直接定位，所以在某些操作(比如將順序表元素反轉(zhuǎn)合圍)中，不需要完全遍歷，循環(huán)次數(shù)(即時(shí)間復(fù)雜度)相對(duì)完全遍歷而言能減少一半。

順序表的優(yōu)點(diǎn)：插入/刪除元素，因?yàn)橐３制漤樞蛐?，所以后續(xù)元素需要移動(dòng)，增加了時(shí)間開銷。

最后指出：.Net命名空間System.Collections.Generic中的List<T>就是一個(gè)內(nèi)置的順序表.

希望本文所述對(duì)大家C#程序設(shè)計(jì)有所幫助。

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