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。