C#中的基本数据结构
我想知道人们如何在C#中实现下列数据结构而不使用基类库实现:
以及人们可以想到的任何其他基础数据结构!
我很好奇,因为我想提高对这些数据结构的理解,并且很高兴看到C#版本,而非Internet上的典型C示例!
有关于这个主题的一系列MSDN文章。 但是,我自己并没有真正阅读过这些文字。 我相信.NET的集合框架有一个破损的界面,不能很好地扩展。
还有C5,我现在正在研究一个libray。
由于上面提到的原因,我已经有了一个项目来实现我自己的.NET集合库,但是在第一个基准测试中发现,即使是一个简单的,非线程安全的泛型Vector
实现比本地List<T>
。 由于我已经注意到不会产生任何低效的IL代码,这意味着.NET不适合(但是)编写内置数据结构的内置替代品,并且.NET框架必须使用一些后置代码 - 了解优化内建集合类的知识。
这是一个通用的二叉搜索树。 我没有做的唯一的事情是实现IEnumerable <T>,所以你可以使用枚举器遍历树。 但是,这应该是相当直接的。
特别感谢Scott Mitchel为他的BSTTree文章,我用它作为删除方法的参考。
节点类:
class BSTNode<T> where T : IComparable<T>
{
private BSTNode<T> _left = null;
private BSTNode<T> _right = null;
private T _value = default(T);
public T Value
{
get { return this._value; }
set { this._value = value; }
}
public BSTNode<T> Left
{
get { return _left; }
set { this._left = value; }
}
public BSTNode<T> Right
{
get { return _right; }
set { this._right = value; }
}
}
而实际的树类:
class BinarySearchTree<T> where T : IComparable<T>
{
private BSTNode<T> _root = null;
private int _count = 0;
public virtual void Clear()
{
_root = null;
_count = 0;
}
public virtual int Count
{
get { return _count; }
}
public virtual void Add(T value)
{
BSTNode<T> newNode = new BSTNode<T>();
int compareResult = 0;
newNode.Value = value;
if (_root == null)
{
this._count++;
_root = newNode;
}
else
{
BSTNode<T> current = _root;
BSTNode<T> parent = null;
while (current != null)
{
compareResult = current.Value.CompareTo(newNode.Value);
if (compareResult > 0)
{
parent = current;
current = current.Left;
}
else if (compareResult < 0)
{
parent = current;
current = current.Right;
}
else
{
// Node already exists
throw new ArgumentException("Duplicate nodes are not allowed.");
}
}
this._count++;
compareResult = parent.Value.CompareTo(newNode.Value);
if (compareResult > 0)
{
parent.Left = newNode;
}
else
{
parent.Right = newNode;
}
}
}
public virtual BSTNode<T> FindByValue(T value)
{
BSTNode<T> current = this._root;
if (current == null)
return null; // Tree is empty.
else
{
while (current != null)
{
int result = current.Value.CompareTo(value);
if (result == 0)
{
// Found the corrent Node.
return current;
}
else if (result > 0)
{
current = current.Left;
}
else
{
current = current.Right;
}
}
return null;
}
}
public virtual void Delete(T value)
{
BSTNode<T> current = this._root;
BSTNode<T> parent = null;
int result = current.Value.CompareTo(value);
while (result != 0 && current != null)
{
if (result > 0)
{
parent = current;
current = current.Left;
}
else if (result < 0)
{
parent = current;
current = current.Right;
}
result = current.Value.CompareTo(value);
}
if (current == null)
throw new ArgumentException("Cannot find item to delete.");
if (current.Right == null)
{
if (parent == null)
this._root = current.Left;
else
{
result = parent.Value.CompareTo(current.Value);
if (result > 0)
{
parent.Left = current.Left;
}
else if (result < 0)
{
parent.Right = current.Left;
}
}
}
else if (current.Right.Left == null)
{
if (parent == null)
this._root = current.Right;
else
{
result = parent.Value.CompareTo(current.Value);
if (result > 0)
{
parent.Left = current.Right;
}
else if (result < 0)
{
parent.Right = current.Right;
}
}
}
else
{
BSTNode<T> furthestLeft = current.Right.Left;
BSTNode<T> furthestLeftParent = current.Right;
while (furthestLeft.Left != null)
{
furthestLeftParent = furthestLeft;
furthestLeft = furthestLeft.Left;
}
furthestLeftParent.Left = furthestLeft.Right;
furthestLeft.Left = current.Left;
furthestLeft.Right = current.Right;
if (parent != null)
{
result = parent.Value.CompareTo(current.Value);
if (result > 0)
{
parent.Left = furthestLeft;
}
else if (result < 0)
{
parent.Right = furthestLeft;
}
}
else
{
this._root = furthestLeft;
}
}
this._count--;
}
}
}
我会为你提到的数据结构推荐两个资源:首先,有.NET Framework源代码(可以在ScottGu的博客上找到这些信息)。
另一个有用的资源是在Codeplex上找到的Wintellect的Power Collections。
希望这可以帮助!
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