Binärer Suchbaum in .Net 4.0
In diesem Artikel wird die Implementierung des binären Suchbaums oder BST in .Net 4.0 vorgestellt.
Verwendung von die Klasse SortedSet<T> zur Implementierung des binären Suchbaums in .Net 4.0
Ein binärer Suchbaum (BST), allgemein als geordneter oder sortierter Binärbaum bezeichnet, ist eine verwurzelte binäre Baumdatenstruktur. Jeder interne Knoten speichert einen Schlüssel, der größer ist als Schlüssel im linken Teilbaum und kleiner als die Schlüssel in seinem rechten.
Die Zeitkomplexität von Operationen auf dem binären Suchbaum ist direkt proportional zur Höhe des Baums. Die durchschnittliche Komplexitätsanalyse für Such-, Einfüge- und Löschoperationen erfordert O(log N) für n Knoten, während die Worst-Case-Operationen O(n) benötigen.
Weitere Diskussionen sind über diese binäre Suchbaumreferenz verfügbar.
Die Klasse SortedSet implementiert den binären Suchbaum im .net-Framework, .netcore, UWP und Xamarin. Es ist im System.Collections.Generic-Namespace enthalten.
Weitere Diskussionen über die Implementierung sind über diese Referenz verfügbar.
Ein selbstausgleichender Rot-Schwarz-Baum wird verwendet, um die Elemente in sortierter Reihenfolge zu halten und die Element-Teilmenge von Elementen in einem bestimmten Bereich zu erhalten oder das Min- oder Max-Element der Menge zu erhalten.
Eine vollständige Code-Implementierung für die Klasse SortedSet finden Sie über diese Referenz.
Unten ist das Code-Snippet von abgeleiteten Klassen der Klasse SortedSet.
public class SortedSet<T> : System.Collections.Generic.ICollection<T>,
System.Collections.Generic.IEnumerable<T>, System.Collections.Generic.IReadOnlyCollection<T>,
System.Collections.Generic.IReadOnlySet<T>, System.Collections.Generic.ISet<T>,
System.Collections.ICollection, System.Runtime.Serialization.IDeserializationCallback,
System.Runtime.Serialization.ISerializable
Verwendung der Klasse SortedSet zur Erstellung einer Menge sortierter Sammlungen
Wir verwenden das Schlüsselwort new, um eine Instanz eines sortierten Arrays zu erstellen. Unabhängig davon, wie die Elemente dem Array hinzugefügt werden, gibt die resultierende Menge immer eine Menge geordneter Arrays zurück, ohne dass Elemente wiederholt werden.
Nachfolgend finden Sie ein Codebeispiel.
// C# program to illustrate the
// use of SortedSet class to create
// a sorted set of elements
using System;
using System.Collections.Generic;
public class Example {
public static void Main() {
var elements = new SortedSet<int>() { 5, 9, 2, 11, 2, 1, 4, 1, 2 };
foreach (int element in elements) {
Console.Write(string.Format(" {0}", element));
}
}
}
// The example displays the following output:
// 1 2 4 5 9 11
Ausgabe:
1 2 4 5 9 11
Beachten Sie, dass alle Elemente in sortierter Reihenfolge ohne Wiederholung von 1 und 2 sind.
Element zur sortierten Sammlung hinzufügen
Dem sortierten Array können Elemente hinzugefügt werden, und der zurückgegebene Satz von Elementen ist immer sortiert.
Nachfolgend finden Sie ein Codebeispiel.
using System;
using System.Collections.Generic;
public
class Example {
public
static void Main() {
var elements = new SortedSet<int>(){5, 9, 2, 11, 2, 1, 4, 1, 2};
Console.WriteLine("Sorted Set of Elements before Adding new Elements");
foreach (int element in elements) {
Console.Write(string.Format(" {0}", element));
}
Console.WriteLine();
elements.Add(3);
elements.Add(100);
elements.Add(10);
elements.Add(67);
Console.WriteLine("Sorted Set of Elements after Adding new Elements");
foreach (int element in elements)
Console.Write(string.Format(" {0}", element));
}
}
// Sorted Set of Elements before Adding new Elements
// 1 2 4 5 9 11
// Sorted Set of Elements after Adding new Elements
// 1 2 3 4 5 9 10 11 67 100
Ausgabe:
Sorted Set of Elements before Adding new Elements
1 2 4 5 9 11
Sorted Set of Elements after Adding new Elements
1 2 3 4 5 9 10 11 67 100
Beachten Sie, dass das Endergebnis nach dem Hinzufügen verschiedener Zahlen in die sortierte Menge immer noch in sortierter Reihenfolge ist.
Verwendung von GetViewBetween zum Abrufen eines Bereichs von Elementen in einer sortierten Sammlung
Das GetViewBetween gibt eine Ansicht einer Teilmenge in einem SortedSet zurück. Es braucht zwei (2) Parameter.
Die unteren und oberen Werte geben dann eine Teilmengenansicht zurück, die nur die angegebenen Bereichswerte enthält. Dies ist nützlich, wenn Sie eine Reihe von Werten aus einer größeren Menge von Elementen erhalten.
Bei einem Satz gerader Zahlen von 1 bis 1000 sind wir beispielsweise nur an den ersten zehn geraden Zahlen interessiert. Die Klasse GetViewBetween kann verwendet werden, um solche Elemente abzurufen.
Weitere Diskussionen sind über diese Referenz verfügbar.
Nachfolgend finden Sie ein Codebeispiel.
using System;
using System.Collections.Generic;
public
class Example {
public
static void Main() {
var elements = new SortedSet<int>(){};
int counter = 0;
while (counter <= 1000) {
if (counter % 2 == 0) {
elements.Add(counter);
}
counter++;
}
Console.WriteLine("Even numbers between 1 and 1000");
foreach (int element in elements) {
Console.Write(string.Format(" {0}", element));
}
Console.WriteLine();
// foreach (int element in elements) {
// Console.Write(string.Format(" {0}", element)); }
var subSet = elements.GetViewBetween(1, 100);
Console.WriteLine();
Console.WriteLine("Even numbers between 1 and 100");
foreach (int element in subSet)
Console.Write(string.Format(" {0}", element));
Console.WriteLine();
var newSubSet = elements.GetViewBetween(1, 10);
Console.WriteLine();
Console.WriteLine("Even numbers between 1 and 10");
foreach (int element in newSubSet)
Console.Write(string.Format(" {0}", element));
}
}
Ausgabe:
Even numbers between 1 and 1000
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 62 64 66 68 70 72 74 76 78 80 82 84 86 88 90 92 94 96 98 100 102 104 106 108 110 112 114 116 118 120 122 124 126 128 130 132 134 136 138 140 142 144 146 148 150 152 154 156 158 160 162 164 166 168 170 172 174 176 178 180 182 184 186 188 190 192 194 196 198 200 202 204 206 208 210 212 214 216 218 220 222 224 226 228 230 232 234 236 238 240 242 244 246 248 250 252 254 256 258 260 262 264 266 268 270 272 274 276 278 280 282 284 286 288 290 292 294 296 298 300 302 304 306 308 310 312 314 316 318 320 322 324 326 328 330 332 334 336 338 340 342 344 346 348 350 352 354 356 358 360 362 364 366 368 370 372 374 376 378 380 382 384 386 388 390 392 394 396 398 400 402 404 406 408 410 412 414 416 418 420 422 424 426 428 430 432 434 436 438 440 442 444 446 448 450 452 454 456 458 460 462 464 466 468 470 472 474 476 478 480 482 484 486 488 490 492 494 496 498 500 502 504 506 508 510 512 514 516 518 520 522 524 526 528 530 532 534 536 538 540 542 544 546 548 550 552 554 556 558 560 562 564 566 568 570 572 574 576 578 580 582 584 586 588 590 592 594 596 598 600 602 604 606 608 610 612 614 616 618 620 622 624 626 628 630 632 634 636 638 640 642 644 646 648 650 652 654 656 658 660 662 664 666 668 670 672 674 676 678 680 682 684 686 688 690 692 694 696 698 700 702 704 706 708 710 712 714 716 718 720 722 724 726 728 730 732 734 736 738 740 742 744 746 748 750 752 754 756 758 760 762 764 766 768 770 772 774 776 778 780 782 784 786 788 790 792 794 796 798 800 802 804 806 808 810 812 814 816 818 820 822 824 826 828 830 832 834 836 838 840 842 844 846 848 850 852 854 856 858 860 862 864 866 868 870 872 874 876 878 880 882 884 886 888 890 892 894 896 898 900 902 904 906 908 910 912 914 916 918 920 922 924 926 928 930 932 934 936 938 940 942 944 946 948 950 952 954 956 958 960 962 964 966 968 970 972 974 976 978 980 982 984 986 988 990 992 994 996 998 1000
Even numbers between 1 and 100
2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 62 64 66 68 70 72 74 76 78 80 82 84 86 88 90 92 94 96 98 100
Even numbers between 1 and 10
2 4 6 8 10
Beachten Sie, dass das Endergebnis immer noch sortiert ist, unabhängig von der Größe der zurückgegebenen Elemente.
Das Subset-Ergebnis von GetViewBetween lässt das Hinzufügen von Elementen ausserhalb des angegebenen Bereichs nicht zu.
Beispiel:
newSubSet.Add(11);
// this would throw ArgumentOutOfRangeException exception.
newSubSet.Add(1);
// this would add 1 to the set of elements since 1 is between the range of 1 and 10.
Verwendung der Klasse RemoveWhere, um ein Element aus der sortierten Sammlung zu entfernen
Wie bereits erläutert, repräsentiert die Klasse SortedSet die Sammlung von Objekten in sortierter Reihenfolge. Diese Klasse gehört zum Namensraum System.Collections.Generic.
Das Prädikat (P => P % 2 == 0) entfernt sogar die Elemente aus einer gegebenen Ganzzahl SortedSet<T>. Die Methode RemoveWhere gibt die Gesamtzahl der aus einem gegebenen SortedSet<T> gelöschten Elemente zurück.
Nachfolgend finden Sie ein Codebeispiel.
using System;
using System.Collections.Generic;
public class Example {
public static void Main() {
var elements = new SortedSet<int>() {};
int counter = 1;
while (counter <= 100) {
elements.Add(counter);
counter++;
}
Console.WriteLine("Numbers between 1 and 100");
foreach (int element in elements) {
Console.Write(string.Format(" {0}", element));
}
Console.WriteLine();
Console.WriteLine();
Console.WriteLine("After removing Even numbers between 1 and 100");
elements.RemoveWhere(P => P % 2 == 0);
foreach (int element in elements) {
Console.Write(string.Format(" {0}", element));
}
}
}
Ausgabe:
Numbers between 1 and 100
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100
After removing Even numbers between 1 and 100
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 53 55 57 59 61 63 65 67 69 71 73 75 77 79 81 83 85 87 89 91 93 95 97 99
Andere Klassen unter der Klasse SortedSet sind über diese Referenz verfügbar.
