C#语言实现的数据结构探索与.NET框架结合

需积分: 50 5 下载量 23 浏览量 更新于2024-07-31 收藏 1.66MB PDF 举报
"数据结构(C#语言版)是针对C#编程语言讲解数据结构的一本教材,旨在填补C#语言数据结构教材在国内的空缺。本书由作者在面对C#和.NET Framework快速发展的情况下编写,虽然可能不包含最新的技术版本,但仍然具有一定的教学价值。全书共8章,涵盖了数据结构的基础知识、线性表、栈和队列、串和数组、树型结构、图结构、排序和查找算法,并结合.NET Framework的相关数据结构和算法进行讲解,强调了C#语言与.NET平台的结合应用。" 在深入探讨数据结构(C#语言版)的知识点之前,我们先理解一下数据结构和算法的基本概念。数据结构是指组织、存储和管理数据的方式,它能够有效地支持各种操作,如插入、删除、查找等。常见的数据结构有数组、链表、栈、队列、树和图等。而算法则是解决问题或执行任务的精确步骤,是编程的核心组成部分。 本书的第一章主要介绍了这些基础知识,包括数据结构的基本类型和C#语言的基础知识,为后续章节的学习打下基础。从第二章开始,作者逐一深入讲解了各类数据结构: 1. 线性表:线性表是最基础的数据结构之一,包括顺序表和链表两种形式。C#中的ArrayList和LinkedList类就是对线性表的实现。 2. 栈和队列:栈是后进先出(LIFO)的数据结构,队列是先进先出(FIFO)的数据结构。在.NET Framework中,Stack和Queue类提供了栈和队列的功能。 3. 串和数组:字符串(串)是字符的有序集合,C#中的string类型是常用的数据结构。数组是相同类型元素的固定大小的集合,C#提供了多种数组类型,如单一维度的int[]和多维的int[,]等。 4. 树型结构:包括二叉树、平衡树(如AVL树和红黑树)等,C#中的TreeView控件可以用来显示和操作树形数据。 5. 图结构:图是由顶点和边构成的数据结构,广泛应用于网络和关系模型中。C#中没有内置的图类,但可以通过自定义类实现。 接下来的第七章和第八章,作者探讨了排序和查找算法,这是任何编程领域都至关重要的部分。排序算法如冒泡排序、选择排序、插入排序、快速排序、归并排序等,C#中的Array类提供了Sort方法来实现排序。查找算法包括线性查找、二分查找、哈希查找等,C#中的Dictionary和HashSet类提供了高效的查找功能。 本书的一大特色是将数据结构与C#语言和.NET Framework相结合,这使得读者不仅能够学习到数据结构的理论知识,还能了解到如何在实际的.NET开发环境中运用这些知识。虽然书中可能不涉及最新的.NET版本,但对于学习C#语言和数据结构的基本概念来说,依然是一本有价值的参考书。
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第1章绪论...........................................................................................................................1 1.1 数据结构...................................................................................................................1 1.1.1 学习数据结构的必要性...................................................................................1 1.1.2 基本概念和术语...............................................................................................1 1.2 算法...........................................................................................................................4 1.2.1算法的特性............................................................................................................4 1.2.2算法的评价标准....................................................................................................5 1.2.3算法的时间复杂度................................................................................................6 1.3 数学预备知识...........................................................................................................7 1.3.1 集合...................................................................................................................7 1.3.2 常用的数学术语...............................................................................................8 1.3.3 对数...................................................................................................................8 1.3.4 递归...................................................................................................................9 1.4 C#预备知识.............................................................................................................10 1.4.1 接口.................................................................................................................10 1.4.2 泛型编程.........................................................................................................13 本章小结................................................................................................................................20 习题一....................................................................................................................................20 第2章线性表.....................................................................................................................22 2.1 线性表的逻辑结构.........................................................................................................22 2.1.1 线性表的定义.....................................................................................................22 2.1.2 线性表的基本操作.............................................................................................22 2.2 顺序表.............................................................................................................................24 2.2.1 顺序表的定义.....................................................................................................24 2.2.2 顺序表的基本操作实现.....................................................................................29 2.2.3 顺序表应用举例.................................................................................................35 2.3 单链表.............................................................................................................................38 2.3.1 单链表的定义.....................................................................................................39 2.3.2 单链表的基本操作实现.....................................................................................46 2.3.3 单链表应用举例.................................................................................................56 2.4 其他链表.........................................................................................................................61 2.4.1 双向链表.............................................................................................................61 2.4.2循环链表..............................................................................................................64 2.5 C#中的线性表.................................................................................................................64 本章小结................................................................................................................................67 习题二....................................................................................................................................67 第3章栈和队列.................................................................................................................69 3.1 栈....................................................................................................................................69 3.1.1 栈的定义及基本运算.........................................................................................69 3.1.2 栈的存储和运算实现.........................................................................................70 3.1.3 栈的应用举例.....................................................................................................82 3.1.4 C#中的栈.............................................................................................................87 3.2 队列................................................................................................................................87 3.2.1队列的定义及基本运算......................................................................................87 数据结构(C#语言版) 目录 II 3.2.2 队列的存储和运算实现.....................................................................................89 3.2.3 队列的应用举例...............................................................................................103 3.2.4 C# 中的队列.....................................................................................................104 本章小结...............................................................................................................................105 习题三..................................................................................................................................105 第4章串和数组...............................................................................................................106 4.1 串..................................................................................................................................106 4.1.1 串的基本概念...................................................................................................106 4.1.2 串的存储及类定义...........................................................................................106 4.1.3 串的基本操作的实现.......................................................................................111 4.1.4 C#中的串...........................................................................................................115 4.2 数组...............................................................................................................................117 4.2.1 数组的逻辑结构...............................................................................................117 4.2.2 数组的内存映象...............................................................................................118 4.2.3 C#中的数组.......................................................................................................119 本章小结...............................................................................................................................121 习题四..................................................................................................................................121 第5章树和二叉树...........................................................................................................123 5.1 树..................................................................................................................................123 5.1.1 树的定义...........................................................................................................123 5.1.2 树的相关术语...................................................................................................124 5.1.3 树的逻辑表示...................................................................................................125 5.1.4 树的基本操作...................................................................................................126 5.2 二叉树...........................................................................................................................126 5.2.1 二叉树的定义...................................................................................................127 5.2.2 二叉树的性质...................................................................................................128 5.2.3 二叉树的存储结构...........................................................................................129 5.2.4二叉链表存储结构的类实现............................................................................132 5.2.5 二叉树的遍历...................................................................................................137 5.3 树与森林.......................................................................................................................141 5.3.2 树、森林与二叉树的转换...............................................................................144 5.3.3 树和森林的遍历...............................................................................................147 5.4哈夫曼树........................................................................................................................147 5.4.1哈夫曼树的基本概念........................................................................................147 5.4.2哈夫曼树类的实现............................................................................................149 5.4.3哈夫曼编码........................................................................................................153 5.5 应用举例...............................................................................................................154 5.6 C#中的树...............................................................................................................157 本章小结...............................................................................................................................158 习题五..................................................................................................................................159 第6章图...........................................................................................................................161 6.1 图的基本概念................................................................................................................161 6.1.1 图的定义.............................................................................................................161 6.1.2 图的基本术语...................................................................................................161 数据结构(C#语言版) 目录 III 6.1.3 图的基本操作...................................................................................................165 6.2 图的存储结构...............................................................................................................166 6.2.1邻接矩阵............................................................................................................167 6.2.2 邻接表...............................................................................................................172 6.3 图的遍历.......................................................................................................................185 6.3.1 深度优先遍历...................................................................................................185 6.3.2 广度优先遍历...................................................................................................188 6.4 图的应用.......................................................................................................................189 6.4.1 最小生成树.......................................................................................................189 6.4.2 最短路径...........................................................................................................199 6.4.3 拓扑排序...........................................................................................................207 本章小结...............................................................................................................................210 习题六..................................................................................................................................210 第7章排序.......................................................................................................................213 7.1 基本概念.......................................................................................................................213 7.2 简单排序方法...............................................................................................................214 7.2.1 直接插入排序...................................................................................................214 7.2.2 冒泡排序...........................................................................................................216 7.2.3 简单选择排序...................................................................................................217 7.3 快速排序.......................................................................................................................219 7.4 堆排序...........................................................................................................................222 7.5 归并排序.......................................................................................................................230 7.6 基数排序.......................................................................................................................232 7.6.1 多关键码排序...................................................................................................232 7.6.2 链式基数排序...................................................................................................233 7.7 各种排序方法的比较与讨论.......................................................................................235 7.8 C#中排序方法...............................................................................................................235 本章小结...............................................................................................................................236 习题七..................................................................................................................................236 第8章查找.......................................................................................................................238 8.1 基本概念和术语............................................................................................................238 8.2 静态查找表...................................................................................................................238 8.2.1 顺序查找...........................................................................................................238 8.2.2 有序表的折半查找...........................................................................................239 8.2.3 索引查找...........................................................................................................242 8.3 动态查找表...................................................................................................................243 8.4 哈希表...........................................................................................................................252 8.4.1 哈希表的基本概念...........................................................................................252 8.4.2 常用的哈希函数构造方法...............................................................................253 8.4.3 处理冲突的方法...............................................................................................254 8.5 C#中的查找方法...........................................................................................................256 本章小结...............................................................................................................................256 习题八..................................................................................................................................256 参考文献......................................................................................................................................25