C#之数据结构(上)

数据结构

一般将数据结构分为两大类:

 线性数据结构和非线性数据结构。

 线性数据结构有:

 线性表、栈、队列、串、数组和文件;

 非线性数据结构有:

 散列表、树和图。

线性表

线性表的逻辑结构是n个数据元素的有限序列:

(a1, a2 ,a3,…an)

n为线性表的长度(n≥0),n=0的表称为空表。

数据元素呈线性关系。必存在唯一的称为“第一个”的数据元素;必存在唯一的称为“最后一个”的数据元素;除第一个元素外,每个元素都有且只有一个前驱元素; 除最后一个元素外,每个元素都有且只有一个后继元素。

所有数据元素在同一个线性表中必须是相同的数据类型。


如图

线性表按其存储结构可分为顺序表和链表。用顺序存储结构存储的线性表称为顺序表;用链式存储结构存储的线性表称为链表。

将线性表中的数据元素依次存放在某个存储区域中,所形成的表称为顺序表。一维数组就是用顺序方式存储的线性表。



栈(Stack)也是一种特殊的线性表,是一种后进先出(LIFO)的结构。

栈是限定仅在表尾进行插入和删除运算的线性表,表尾称为栈顶(top),表头称为栈底(bottom)。

栈的物理存储可以用顺序存储结构,也可以用链式存储结构。



队列(Queue)是限定所有的插入只能在表的一端进行,而所有的删除都在表的另一端进行的线性表。

表中允许插入的一端称为队尾(Rear),允许删除的一端称为队头(Front)。

队列的操作是按先进先出(FIFO)的原则进行的。

队列的物理存储可以用顺序存储结构,也可以用链式存储结构。


队列

C#中的集合类


Array


数组为数据结构中的顺序表

MyArray[0], MyArray[1], MyArray[2]…………MyArray[6]

MyArray [0] = 1

提供对数组的相关操作

Array是抽象的基类,提供 CreateInstance 方法来创建数组

Array obj = Array.CreateInstance(typeof(string),10);

Array obj1 = Array.CreateInstance(typeof(string),2,3,4);

数组的局限性:

元素个数固定,且必须在创建数组时知道元素个数

元素类型必须相同

只能通过索引访问数组元素

举几个例子:

使用Array对两个数组进行合并操作:


向数组中追加数据对象,若位置不足,请扩容后追加


使用Array判断一个数组是否在另外一个数组中


写一个方法传入一个数组,要求先反转数组,然后对数组进行排序,显示每个阶段的结果


ArrayList

特点:

有序的对象列表 顺序结构.

ArrayList 很类似数组.

ArrayList 类没有固定大小;可以根据需要不断增长.

默认大小为16个元素,当添加第17个元素时会自动扩展到32个.

可以显式地指定其容量.

可以存储不同类型的元素, 因为所有ArrayList中的元素都是对象(System.Object).

ArrayList 的方法:

Add(object) 把一个对象添加到 ArrayList 的末尾.

Insert(index,object) 在指定位置插入一个对象.

Remove(object) 移除一个对象.

RemoveAt(index) 移除一个对象.

Clear() 移除所有元素.

Sort 对ArrayList 中的元素进行排序.

例子:

实现对列表(ArrayList或者List<T>)的增删改查功能


如何将10对象随机存入列表中



队列

特点:

先进先出的对象集合

特殊的顺序表

队列(Queue)

对象按照先进先出,先来先服务的原则

对象按顺序存储在默认大小为32的缓冲区中;当缓冲区空间不足时,按增长因子(2.0)创建一个新的缓冲区,并将现有对象拷贝到新缓冲区中(开销大)

Queue的方法:

Enqueue  入队 进队

Dequeue   出队 离队

Peek    查看队头

Clear  清除队列

Contains  询问是否包含

Count 队列中的元素个数

例子

如何用队列实现约瑟夫环?

        ///约瑟夫环:假设有n个人坐成一圈,从某个人开始报数,数到m的人出圈,

        ///接着从出圈的下一个人开始重新报数,数到m的人再次出圈,如此反复,直到所有人都出圈,请列出出圈顺序。


栈:先进后出(后进先出)的对象集合 特殊的顺序表

栈(Stack)

后进先出,最后插入的对象位于栈的顶端

Stack的方法:

Push 压栈 进栈 入栈

Pop 出栈 弹栈

Peek  查看栈顶

Clear  清空堆栈

Contains  是否包含

Count 栈内元素个数

例子:

/// 用栈实现加法式子的运算

        ///1+2+3+4

        ///+ *混合的怎么运算?



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