最近晚上在家里看Algorithems,4th Edition,我买的英文版,觉得这本书写的比较浅显易懂,而且“图码并茂”,趁着这次机会打算好好学习做做笔记,这样也会印象深刻,这也是写这一系列文章的原因。另外普林斯顿大学在Coursera 上也有这本书同步的公开课,还有另外一门算法分析课,这门课程的作者也是这本书的作者,两门课都挺不错的。
计算机程序离不开算法和数据结构,本文简单介绍栈(Stack)和队列(Queue)的实现,.NET中与之相关的数据结构,典型应用等,希望能加深自己对这两个简单数据结构的理解。
1. 基本概念
概念很简单,栈 (Stack)是一种后进先出(last in first off,LIFO)的数据结构,而队列(Queue)则是一种先进先出 (fisrt in first out,FIFO)的结构,如下图:
2. 实现
现在来看如何实现以上的两个数据结构。在动手之前,Framework Design Guidelines这本书告诉我们,在设计API或者实体类的时候,应当围绕场景编写API规格说明书。
1.1 Stack的实现
栈是一种后进先出的数据结构,对于Stack 我们希望至少要对外提供以下几个方法:
要实现这些功能,我们有两中方法,数组和链表,先看链表实现:
栈的链表实现:
我们首先定义一个内部类来保存每个链表的节点,该节点包括当前的值以及指向下一个的值,然后建立一个节点保存位于栈顶的值以及记录栈的元素个数;
class Node { public T Item{get;set;} public Node Next { get; set; } } private Node first = null; private int number = 0;
现在来实现Push方法,即向栈顶压入一个元素,首先保存原先的位于栈顶的元素,然后新建一个新的栈顶元素,然后将该元素的下一个指向原先的栈顶元素。整个Pop过程如下:
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