C#中的基础数据结构

时间:2008-09-07 10:54:11

标签: c# .net data-structures

我想知道人们如何在不使用基类库实现的情况下在C#中实现以下数据结构: -

  • 链接列表
  • 哈希表
  • 二进制搜索树
  • 红黑树
  • B树
  • 二项式堆
  • Fibonacci Heap

以及人们可以想到的任何其他基本数据结构!

我很好奇,因为我希望提高对这些数据结构的理解,很高兴看到C#版本而不是互联网上的典型C示例!

5 个答案:

答案 0 :(得分:9)

这个主题有一系列MSDN articles。但是,我自己并没有真正阅读过该文本。我相信.NET的集合框架有一个破坏的界面,无法很好地扩展。

还有C5,我正在调查的图书。

由于上面提到的原因,我已经有了为.NET实现我自己的集合库的项目,但是在第一个基准测试显示即使是一个简单的,非线程安全的泛型{{1实现比本机Vector慢。由于我已经注意不要生成任何效率低下的IL代码,这意味着.NET不适合(还)用于编写内部数据结构的替换,并且.NET框架必须使用一些后面的 - -scenes知识来优化内置集合类。

答案 1 :(得分:4)

这是一个通用的二进制搜索树。我唯一没做的就是实现IEnumerable< T>所以你可以使用枚举器遍历树。然而,这应该是相当直接的。

特别感谢Scott Mitchel的BSTTree文章,我将其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; }
        }        
    }

实际的Tree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--;
        }
    }
}

答案 2 :(得分:2)

我建议你提到的数据结构有两个资源: 首先,有.NET Framework源代码(可以在ScottGu的博客here上找到信息)。

另一个有用的资源是在Codeplex here上找到的Wintellect的Power Collections。

希望这有帮助!

答案 3 :(得分:2)

NGenerics

“提供未在标准.NET框架中实现的通用数据结构和算法的类库。”

答案 4 :(得分:0)

查看转子2(http://research.microsoft.com/sscli/)或使用反射器(http://www.red-gate.com/products/reflector/),看看微软是如何做到的!