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。