C#之資料結構（上）

摘要： 資料結構 一般將資料結構分為兩大類： 線性資料結構和非線性資料結構。 線性資料結構有: 線性表、棧、佇列、串、陣列和檔案； 非線性資料結構有: 散列表、樹和圖。 線性表 線性表的邏輯結構是n個數據元素的有限序列: (a1, a2 ,a3,…an) n為...

資料結構

一般將資料結構分為兩大類：

線性資料結構和非線性資料結構。

線性資料結構有:

線性表、棧、佇列、串、陣列和檔案；

非線性資料結構有:

散列表、樹和圖。

線性表

線性表的邏輯結構是n個數據元素的有限序列:

(a1, a2 ,a3,…an)

n為線性表的長度(n≥0)，n=0的表稱為空表。

資料元素呈線性關係。必存在唯一的稱為“第一個”的資料元素；必存在唯一的稱為“最後一個”的資料元素；除第一個元素外，每個元素都有且只有一個前驅元素； 除最後一個元素外，每個元素都有且只有一個後繼元素。

所有資料元素在同一個線性表中必須是相同的資料型別。

線性表按其儲存結構可分為順序表和連結串列。用順序儲存結構儲存的線性表稱為順序表；用鏈式儲存結構儲存的線性表稱為連結串列。

將線性表中的資料元素依次存放在某個儲存區域中,所形成的表稱為順序表。一維陣列就是用順序方式儲存的線性表。

棧(Stack)也是一種特殊的線性表，是一種後進先出(LIFO)的結構。

棧是限定僅在表尾進行插入和刪除運算的線性表，表尾稱為棧頂(top)，表頭稱為棧底(bottom)。

棧的物理儲存可以用順序儲存結構，也可以用鏈式儲存結構。

佇列(Queue)是限定所有的插入只能在表的一端進行，而所有的刪除都在表的另一端進行的線性表。

表中允許插入的一端稱為隊尾(Rear)，允許刪除的一端稱為隊頭(Front)。

佇列的操作是按先進先出(FIFO)的原則進行的。

佇列的物理儲存可以用順序儲存結構，也可以用鏈式儲存結構。

C#中的集合類

Array

陣列為資料結構中的順序表

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

MyArray [0] = 1

提供對陣列的相關操作

Array是抽象的基類，提供 CreateInstance 方法來建立陣列

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

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

陣列的侷限性：

元素個數固定，且必須在建立陣列時知道元素個數

元素型別必須相同

只能通過索引訪問陣列元素

舉幾個例子：

使用Array對兩個陣列進行合併操作：

向陣列中追加資料物件，若位置不足，請擴容後追加

使用Array判斷一個數組是否在另外一個數組中

寫一個方法傳入一個數組，要求先反轉陣列，然後對陣列進行排序，顯示每個階段的結果

ArrayList

有序的物件列表 順序結構.

ArrayList 很類似陣列.

ArrayList 類沒有固定大小；可以根據需要不斷增長.

預設大小為16個元素，當新增第17個元素時會自動擴充套件到32個.

可以顯式地指定其容量.

可以儲存不同型別的元素， 因為所有ArrayList中的元素都是物件(System.Object).

ArrayList 的方法：

Add(object) 把一個物件新增到 ArrayList 的末尾.

Insert(index,object) 在指定位置插入一個物件.

Remove(object) 移除一個物件.

RemoveAt(index) 移除一個物件.

Clear() 移除所有元素.

Sort 對ArrayList 中的元素進行排序.

例子：

實現對列表（ArrayList或者List<T>）的增刪改查功能

如何將10物件隨機存入列表中

佇列

先進先出的物件集合

特殊的順序表

佇列(Queue)

物件按照先進先出，先來先服務的原則

物件按順序儲存在預設大小為32的緩衝區中；當緩衝區空間不足時，按增長因子(2.0)建立一個新的緩衝區，並將現有物件拷貝到新緩衝區中(開銷大)

Queue的方法：

Enqueue  入隊 進隊

Dequeue   出隊 離隊

Peek    檢視隊頭

Clear  清除佇列

Contains  詢問是否包含

Count 佇列中的元素個數

如何用佇列實現約瑟夫環？

///約瑟夫環：假設有n個人坐成一圈，從某個人開始報數，數到m的人出圈，

///接著從出圈的下一個人開始重新報數，數到m的人再次出圈，如此反覆，直到所有人都出圈，請列出出圈順序。

棧：先進後出(後進先出)的物件集合 特殊的順序表

棧(Stack)

後進先出，最後插入的物件位於棧的頂端

Stack的方法：

Push 壓棧 進棧 入棧

Pop 出棧 彈棧

Peek  檢視棧頂

Clear  清空堆疊

Contains  是否包含

Count 棧內元素個數

例子：

/// 用棧實現加法式子的運算

///1+2+3+4

///+ *混合的怎麼運算？