C# 資料結構 線性表（順序表 鏈表 IList 數組）

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線性表

 

 

線性表是最簡單、最基本、最常用的資料結構。資料元素 1 對 1的關係，這種關係是位置關係。

 

 

特點

 

 

（1）第一個元素和最後一個元素前後是沒有資料元素，線性表中剩下的元素是近鄰的，前後都有元素。

（2）線性表中的元素是有限的（List），線性表中的資料類型一致。

（3）線性表表示方法 L={a1,a2,a3,a4…….an},L=(D,R)

（4）每一個元素都有前驅和後繼，第一個元素只有後繼，最後一個元素只有前驅。

 

 

執行個體

 

 

例如：1～100的整數是一個線性表

{“zhangsan”, “lisi”, “wangwu”}

……

 

 

A.順序表

 

 

所有的操作都是根據建立線上性結構的基礎之上進行的,線性表介面表示如下：

 

 

 

 

public interface IListDS<T>

{

int GetLength(); //求長度

void Clear();//清空線性表

bool IsEmpty();//判斷是否為空白

void Append(T item);//追加元素

void Insert(T item,int i);//插入元素

T Delete(int i);//刪除元素

T GetElem(int i);//擷取元素

int Locate(T value);//尋找元素

void Reverse();//倒置

}

 

 

 

 

 

操作

 

 

1.插入操作：

 

 

 

 

 

 

30在插入之前資料表沒有什麼變化，當30資料出入到第i個位置後，後面的資料需要向後移動，那麼插入的

資料越靠前，所需要移動的次數越多，如果i=0 那麼需要向後移動 n 個位置，如果插入到最後一個，那麼

順序表就不需要移動，如果插入的資料的位置i的機率為Pi，那麼需要移動的位置次數為n/2,在順序表中移動

其中一半的資料，那麼插入操作的時間複雜度為0(n)。

 

 

 

2.刪除操作：順序表刪除操作和插入操作一致，時間都是浪費在移動資料上，時間複雜度也為0（n）

 

 

3.讀取操作：直接讀取到順序表中的數值 比如 IListDS[i]元素,那麼時間複雜度為 0(1) 只需要取一次即可。

 

 

4.尋找操作：尋找需要找到資料位元置i，然後判斷數值是否一致，這個類似於插入和刪除，時間複雜度：0（n）

 

 

5.倒置操作：倒置操作只需要把前後對比 把第i個元素和第n-i個元素交換即可，時間複雜度也為:0(n)

 

 

 

 

B.單鏈表

 

 

對比順序表，邏輯相同的資料在物理地址上也相同，在順序表上尋找一個位置上的資料非常方便，這是順序表的

優勢所在，那麼問題來了，在順序表插入或者刪除一個資料時候往往需要移動剩下的資料，那麼這樣會影響效率

，接下來學習一下線性表的另外一個儲存結構----鏈式儲存（Linked Strorage）,這樣的線性表叫做（Linked

List），對單鏈表的操作也不需要移動其他資料元素，但也失去順序表可隨機儲存的優點。

 

 

 

 

 

 

 

 

從兩張圖我們可以看到單鏈表的結構和順序表的一個差異

單鏈表實現的方法：

 

 

 

 

pulic class LinkedList<T>:IListDS<T>

{

Pulic Node<T> Head;//屬性

pulic LinkedList();//構造器

pulic GetLength();//擷取長度

pulic Clear();//清空

pulic bool IsEmpty();//判斷是否為空白

pulic void Append(T item);//追加

pulic void Insert(T item,int i);//i位置插入

pulic void Delete(T item);//刪除元素

pulic T GetElem(int i);//擷取單鏈表第i個元素

pulic int i Location(T item);//尋找位置

pulic void Reserver();//倒置

}

 

 

 

操作

 

 

1.擷取長度

 

 

單鏈表和順序表的長度過去方法不一致，因為單鏈表是連續的順序空間，而單鏈表

從頭引用頭開始，一個節點一個節點的便利，直到表的末尾。那麼問題來了：剛剛介紹單鏈表物理空間不也是

連續的嗎？這個筆者個人理解，初始化資料是物理連續，而新插入的資料不會按照物理地址排列，所以所單鏈

表還是要便利整個內容來計算長度,時間複雜度為 0(n)。

 

 

 

2.清空操作

 

 

清空操作是指將單鏈表所有的節點使得單鏈表為空白，此時頭引用head為null.清空單鏈表的演算法實現如下：

 

 

 

pulic void Clear()

{

head=null;

}

 

 

 

需要注意的是，單鏈表清空後，原來節點所佔用的空間不會一直保留，而由記憶體回收行程進行回收和順序表不一樣

的是，順序表是連續的空間，數組分配的空間仍然保留。

 

 

 

3.附加操作

 

 

附加操作，是要便利單鏈表中所有的元素，然後在鏈表的尾部添加元素，時間複雜度為：0(n);

線性表的順序儲存和鏈式儲存各有優缺點，線性表如何儲存取決於使 用的場合。如果不需要經常線上性表中進行

插入和刪除，只是進行尋找，那麼， 線性表應該順序儲存；如果線性表需要經常插入和刪除，而不經常進行尋找

，則 線性表應該鏈式儲存。

 

 

 

 

 

C 結合單向鏈表，肯定也有有雙向鏈表，雙向鏈表也是有上面的基本操作，然後思考相關的問題：時間複雜度問題。

 

D 迴圈列表：迴圈鏈表是在單鏈表和雙向鏈表的基礎上頭尾相連Last.Next=>Header.Head

 

 

 

 

C#中的線性表

 

 

說道C# 線性表那就是List，在1.1中提供了非泛型介面 IList,介面中的項是object，非泛型IList是從ICollection

介面繼承而來,是所有線性表的介面，用了這麼長時間的List才發現IList是線性結構，IList分為三類：唯讀，大

小不可變，大小可變的。

 

 

唯讀IList：不能被修改，插入或者刪除。

 

大小不變的IList：不能在表中插入或刪除，但是可以修改表中的項。

 

大小可變的ILIST: 可以操作，可以插入或者刪除

 

 

非泛型的IList介面聲明如下：

 

 

 

 

interface IList:ICollenciton,IEnumberable

{

//共有屬性

bool IsFiexedSize{get;} //唯讀，如果IList有固定大小

bool IsReadOnly{get;} //唯讀 ，如果ILIST是唯讀

object this[T index] {get;set;} //索引器 得到某個類型

int add(object value);

void clear();

int indexof(object value);

bool contains(ojbject value);

void insert(index,object value);

void remove();

void removeat();

}

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.NET 架構中一些集合實現了IList介面，如ArrayList，ListDictionary,StringCollection,String Dictionary.

 

 

 

.NET 線性表中順序儲存採用的是數組，而鏈式的儲存方式則是：IList介面。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

未完待續…….

 

 

 

 

C# 資料結構 線性表（順序表 鏈表 IList 數組）