C# 資料結構 基礎 論述

標籤：

 

 

問題：

資訊世界中，電腦是加工處理的資訊的載體，在這個過程中面臨著三個問題：

1.如何方便高效的組織資料

2.如何在電腦中儲存資料（記憶體和外存）

3.如何對儲存的資料進行高效的操作

 

目的：

我們都知道，我們都會表述一件事，老闆交代你一件事情，你要陳述給你的員工，讓他們明白你的意思,有些人可能簡要的幾句話

就把事情表達清楚，可是有的人說了一大堆才明白他說什麼，這個比喻不太恰當，同樣在面對同一個程式的時候我們就可以出現兩

種程式：有的人寫出來的程式效率很高，有的人卻用複雜的方法來解決一個簡單的問題。

簡而言之目的有三個：

1.形成自己資料結構知識庫

2.提高程式設計水平

3.提供者設計者的基本技能

 

 

 

基本概念和術語

1.資料（Data）：能被電腦識別的資訊的載體，數值資料，聲音，文字等等

2.資料元素（Data Element）和資料項目（Data Item）DE：資料的實體 DI：資料的屬性 最常見的是資料表的一條記錄（使用者） 和

欄位（使用者名稱，密碼，性別等等）

3.資料對象（Data Object）性質相同的資料元素的集合 例如：{0,1,2,3,4} , {a,b,c,d} , {使用者A，使用者B，使用者C….}

4.資料類型（Data Type）int,string等等

 

5.資料結構(Data Structure) 在資料集合的基礎上組織起來的有關係資料結構，通常有四類節本資料結構：A集合 B線性結構 C樹形結

構 D 網狀結構或者圖形結構

 

 

A Set   B Linear Structure      C Tree Structure     D Graphic Structure

資料結構記做 DS（Data Structure） 是一個二元組 DS=（D，R） D是有限的資料元素集合 R 是元素之間關係

 

 

通過例子理解後三種資料結構：

 

B 線性資料結構 學生資訊表

一行：資料元素 列：資料項目  元素與元素的關係：1對1

 

 

 

 

C 樹形結構 家譜

 

 

 

 

這個不多解釋。節點：資料元素  關係：一對多 或者 多對一

 

 

D 圖形結構

 

 

 

 

圖形結構：交通圖 元素：城市 關係多對多

 

資料結構

包括資料的邏輯結構和資料的物理結構，物理結構也叫儲存結構，我們討論資料結構的目的是為了在電腦中實

現對它的操作，還要在電腦表示和儲存，資料存放區結構分為：順序儲存結構和鏈式儲存結構，順序儲存結構：是把相鄰

資料存放區在物理上相同儲存單元中，在C#中用數組來實現順序儲存，最常見的是 數組；鏈式儲存，Node+Reference

Domain 在.net 中記憶體棧區和堆區，棧順序儲存，對應的對象在堆中，則指向了堆中的地址。

 

演算法

演算法與資料結構關係非常密切。

演算法的特性：1有窮性  2確定性  3輸出和輸出 4能行性

評定標準：1正確性  2可讀性 3健壯性  4已耗用時間（時間複雜度Time Complexity）  5佔用空間（空間複雜度Space Complexity）

影響效能因素：1.硬體條件  2.實現電腦的語言（語言越進階 效率越低） 3程式設計語言的編譯器和解譯器 4 作業系統

 

演算法的時間複雜度

演算法是由控制結構和原操作構成的，其執行的時間取決於二者的綜合效果。為了便於比較同一問題的不同演算法，通常把演算法中基本操作

重複執行的次數（頻度）作為演算法的時間複雜度。T(n)=0(f(n)),如果一個演算法沒有迴圈語句，那麼演算法中的節本操作的執行頻率與問題

無關，記做0（1），也成為常數階，如果演算法只有一重迴圈納悶演算法執行頻率與問題規模N呈線性增大關係，記做 0（n），也叫線性階

常用的還有平方階乘0(n*n) 立方階0（n*n*n）等等

例 1：x=n;

y=0;

while(y<x)

{

y=y+1; // T(n) 時間複雜度

}

 這是一個一重迴圈，迴圈次數為N 時間複雜度為線性：記做T(n)=0(0)

例 2：for(i=1;i<n;i++)

{

  for(j=0;j<n;j++)

{

   A[i][j]=i*j; //T(n) 時間複雜度

}

}

雙重迴圈 外層迴圈的迴圈次數是 N 內層for迴圈次數為 N 時間複雜度 T(n)=0(n*n);

 

例3 ： x=n;

y=0;

while(x>=(y+1)*(y+1))

{

y=y+1; //T(n) 時間複雜度

}

 

一重迴圈 while 的迴圈次數為 根號 N 所以時間複雜度 T(n)=0(根號N)

 

例4 ：for(i=0;i<m;i++)

{

for(j=0;j<t;j++)

{

    for(k=0;k<n;k++)

    {

      c[i][j]=c[i][j]+a[i][k]*b[k][j];//T(n) 時間複雜度 被執行次數

    }

}

}

三重迴圈：時間複雜度 T(n)=0(m*t*j);

 

數學基本概念

想到演算法就不得不想到數學，集合標記法：窮舉法S={0,5,8,9} 描述法：S={x|x是偶數，且0<X<10};

集合的特點：確定性，互異性，無序性

1000個不同編碼需要多少位？⌈log21000⌉=10 位

10 位可以表示多少個不同的編碼？ 10 位可以產生 1024 個不同的可用編碼

經典的例子：折半演算法 打個不靠譜的比喻啊 網線壞了 不知道那個地方壞了 網線為100米（最大了）要查多

少次，才能找到故障點，使用折半演算法（也叫二分尋找法）log2 100 次

指數和對數是基本概念也是相互轉化的過程。

 

C# 知識點：介面 Icomparable,IEnumerable,IEnumberator,ICollection,IDictionary,IList

,裝箱拆箱,泛型

 

未完待續……

C# 資料結構 基礎 論述