Arbre de recherche binaire dans .Net 4.0
Cet article présente l’implémentation de l’arbre de recherche binaire ou BST dans .Net 4.0.
Utilisez la classe SortedSet<T> pour implémenter l’arborescence de recherche binaire dans .Net 4.0
Un arbre de recherche binaire (BST), communément appelé arbre binaire ordonné ou trié, est une structure de données d’arbre binaire enracinée. Chaque nœud interne stocke une clé supérieure aux clés du sous-arbre de gauche et inférieure à celles de sa droite.
La complexité temporelle des opérations sur l’arbre de recherche binaire est directement proportionnelle à la hauteur de l’arbre. L’analyse de complexité moyenne pour les opérations de recherche, d’insertion et de suppression prend O(log N) pour n nœuds, tandis que les opérations les plus défavorables prennent O(n).
Une discussion plus approfondie est disponible via cette référence d’arbre de recherche binaire.
La classe SortedSet implémente l’arborescence de recherche binaire dans le framework .net, .netcore, UWP et Xamarin. Il est contenu dans l’espace de noms System.Collections.Generic.
Une discussion plus approfondie sur la mise en œuvre est disponible via cette référence.
Un arbre rouge-noir auto-équilibré est utilisé pour maintenir les éléments dans un ordre trié et obtenir le sous-ensemble d’éléments d’éléments dans une plage particulière ou obtenir l’élément Min ou Max de l’ensemble.
Une implémentation complète du code pour la classe SortedSet peut être trouvée via cette référence.
Vous trouverez ci-dessous l’extrait de code des classes dérivées de la classe 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
Utiliser la classe SortedSet pour créer un ensemble de collections triées
Nous utilisons le mot-clé new pour créer une instance d’un tableau trié. Quelle que soit la manière dont les éléments sont ajoutés au tableau, l’ensemble résultant renvoie toujours un ensemble de tableaux ordonnés sans répéter aucun élément.
Vous trouverez ci-dessous un exemple de code.
// 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
Production:
1 2 4 5 9 11
Notez que tous les éléments sont dans l’ordre trié sans répétition de 1 et 2.
Ajouter un élément à la collection triée
Des éléments peuvent être ajoutés au tableau trié et l’ensemble d’éléments renvoyé est toujours trié.
Ci-dessous un exemple de code.
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
Production:
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
Notez que le résultat final est toujours dans l’ordre trié après l’ajout de différents nombres dans l’ensemble trié.
Utilisez le GetViewBetween pour obtenir une plage d’éléments dans une collection triée
Le GetViewBetween renvoie une vue d’un sous-ensemble dans un SortedSet. Il prend deux (2) paramètres.
Les valeurs inférieure et supérieure renvoient ensuite une vue de sous-ensemble contenant uniquement les valeurs de plage spécifiées. Ceci est utile lors de l’obtention d’une plage de valeurs à partir d’un plus grand ensemble d’éléments.
Par exemple, étant donné un ensemble de nombres pairs de 1 à 1000, nous nous intéressons uniquement aux dix premiers nombres pairs. La classe GetViewBetween peut être utilisée pour récupérer de tels éléments.
Une discussion plus approfondie est disponible via cette référence.
Ci-dessous un exemple de code.
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));
}
}
Production:
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
Notez que le résultat final est toujours trié quelle que soit la taille des éléments renvoyés.
Le résultat du sous-ensemble de GetViewBetween ne permet pas l’ajout d’éléments en dehors de la plage spécifiée.
Exemple:
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.
Utilisez la classe RemoveWhere pour supprimer un élément de la collection triée
Comme expliqué précédemment, la classe SortedSet représente la collection d’objets dans l’ordre trié. Cette classe appartient à l’espace de noms System.Collections.Generic.
Le prédicat (P => P % 2 == 0) supprime même les éléments d’un entier donné SortedSet<T>. La méthode RemoveWhere renvoie le nombre total d’éléments supprimés d’un SortedSet<T> donné.
Ci-dessous un exemple de code.
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));
}
}
}
Production:
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
D’autres classes sous la classe SortedSet sont disponibles via cette référence.
