一个开源且全面的C#算法实战教程

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小编点评

**前言** 算法在计算机科学和程序设计中有着举足轻重的地位,其重要性体现在诸如解决问题、优化效率、决策优化、计算机程序实现、可靠性提升以及科学融合等多个方面。 **项目介绍** 本文将介绍一个开源、免费、全面的C#算法实战教程:TheAlgorithms/C-Sharp。该教程收纳了各种C#实现的算法,并提供了详细文档,覆盖了计算机科学、数学、统计学、数据科学、机器学习、工程等多个学科领域。这些实现及其文档旨在为教育工作者和学生提供一个学习资源的宝库。 **项目功能特点** 1. **开源免费**:该教程的所有代码都基于开源协议发布,可在GitHub等平台上自由获取和修改。 2. **新手友好**:考虑到初学者的视角,项目文档详细说明了每个算法的实现过程和逻辑,有助于新手快速上手。 3. **全面涵盖多个领域**:项目不仅包含了经典的排序算法,还包括搜索算法、数值计算、字符串处理和数据结构等多样化的算法和数据结构实现。 **示例:插入排序** 插入排序是一种简单直观的排序算法,它的工作原理是通过构建有序序列,对于未排序数据,在已排序序列中从后向前扫描,找到相应位置并插入。以下是基于C#语言实现插入排序的示例代码: ```csharp public class InsertionSorter : IComparisonSorter { public void Sort(T[] array, IComparer comparer) { for (var i = 1; i< array.Length; i++) { var key = array[i]; int j = i - 1; while (j >= 0 && comparer.Compare(array[j], key) < 0) { array[j + 1] = array[j]; j--; } array[j + 1] = key; } } // ... 其他代码保持不变 ... } ``` 总结起来,这个教程为我们提供了一个宝贵的资源平台,无论是编程初学者还是资深开发者,都可以从中获得丰富的知识和灵感。通过学习和应用这些算法,我们可以更好地理解和应对各种编程挑战。 --- 最后,如果这个项目对你有帮助,请不妨给它一个 Star 支持,以鼓励我们的工作得到更多的认可和反馈。

正文

前言

算法在计算机科学和程序设计中扮演着至关重要的角色,如在解决问题、优化效率、决策优化、实现计算机程序、提高可靠性以及促进科学融合等方面具有广泛而深远的影响。今天大姚给大家分享一个开源、免费、全面的C#算法实战教程:TheAlgorithms/C-Sharp

项目介绍

一个C#实现的各种算法集合,这些算法涵盖了计算机科学、数学和统计学、数据科学、机器学习、工程等多个领域。这些实现及其相关文档旨在为教育工作者和学生提供学习资源。因此,可能会找到针对同一目标使用不同算法策略和优化的多种实现。

项目源代码

主要算法包括

  • 排序算法:冒泡排序、插入排序、计数排序、快速排序等
  • 搜索算法:线性搜索、二分搜索等
  • 数值计算:最大公约数、二项式系数、牛顿的平方根计算、欧拉方法等
  • 字符串算法:Rabin-Karp 算法、KMP 算法、Manacher 算法等
  • 数据结构:链表 (Linked List)、栈 (Stack)、队列 (Queue)、二叉树 (Binary Tree)等
  • 图算法:深度优先搜索 (Depth-First Search)、广度优先搜索 (Breadth-First Search)、Dijkstra 最短路径等
  • 等等......

插入排序

/// <summary>
///     Class that implements insertion sort algorithm.
/// </summary>
/// <typeparam name="T">Type of array element.</typeparam>
public class InsertionSorter<T> : IComparisonSorter<T>
{
    /// <summary>
    ///     Sorts array using specified comparer,
    ///     internal, in-place, stable,
    ///     time complexity: O(n^2),
    ///     space complexity: O(1),
    ///     where n - array length.
    /// </summary>
    /// <param name="array">Array to sort.</param>
    /// <param name="comparer">Compares elements.</param>
    public void Sort(T[] array, IComparer<T> comparer)
    {
        for (var i = 1; i < array.Length; i++)
        {
            for (var j = i; j > 0 && comparer.Compare(array[j], array[j - 1]) < 0; j--)
            {
                var temp = array[j - 1];
                array[j - 1] = array[j];
                array[j] = temp;
            }
        }
    }
}

快速排序

/// <summary>
///     Sorts arrays using quicksort.
/// </summary>
/// <typeparam name="T">Type of array element.</typeparam>
public abstract class QuickSorter<T> : IComparisonSorter<T>
{
    /// <summary>
    ///     Sorts array using Hoare partition scheme,
    ///     internal, in-place,
    ///     time complexity average: O(n log(n)),
    ///     time complexity worst: O(n^2),
    ///     space complexity: O(log(n)),
    ///     where n - array length.
    /// </summary>
    /// <param name="array">Array to sort.</param>
    /// <param name="comparer">Compares elements.</param>
    public void Sort(T[] array, IComparer<T> comparer) => Sort(array, comparer, 0, array.Length - 1);

    protected abstract T SelectPivot(T[] array, IComparer<T> comparer, int left, int right);

    private void Sort(T[] array, IComparer<T> comparer, int left, int right)
    {
        if (left >= right)
        {
            return;
        }

        var p = Partition(array, comparer, left, right);
        Sort(array, comparer, left, p);
        Sort(array, comparer, p + 1, right);
    }

    private int Partition(T[] array, IComparer<T> comparer, int left, int right)
    {
        var pivot = SelectPivot(array, comparer, left, right);
        var nleft = left;
        var nright = right;
        while (true)
        {
            while (comparer.Compare(array[nleft], pivot) < 0)
            {
                nleft++;
            }

            while (comparer.Compare(array[nright], pivot) > 0)
            {
                nright--;
            }

            if (nleft >= nright)
            {
                return nright;
            }

            var t = array[nleft];
            array[nleft] = array[nright];
            array[nright] = t;

            nleft++;
            nright--;
        }
    }
}

线性搜索

/// <summary>
///     Class that implements linear search algorithm.
/// </summary>
/// <typeparam name="T">Type of array element.</typeparam>
public class LinearSearcher<T>
{
    /// <summary>
    ///     Finds first item in array that satisfies specified term
    ///     Time complexity: O(n)
    ///     Space complexity: O(1).
    /// </summary>
    /// <param name="data">Array to search in.</param>
    /// <param name="term">Term to check against.</param>
    /// <returns>First item that satisfies term.</returns>
    public T Find(T[] data, Func<T, bool> term)
    {
        for (var i = 0; i < data.Length; i++)
        {
            if (term(data[i]))
            {
                return data[i];
            }
        }

        throw new ItemNotFoundException();
    }

    /// <summary>
    ///     Finds index of first item in array that satisfies specified term
    ///     Time complexity: O(n)
    ///     Space complexity: O(1).
    /// </summary>
    /// <param name="data">Array to search in.</param>
    /// <param name="term">Term to check against.</param>
    /// <returns>Index of first item that satisfies term or -1 if none found.</returns>
    public int FindIndex(T[] data, Func<T, bool> term)
    {
        for (var i = 0; i < data.Length; i++)
        {
            if (term(data[i]))
            {
                return i;
            }
        }

        return -1;
    }
}

项目源码地址

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GitHub开源地址:https://github.com/TheAlgorithms/C-Sharp

优秀项目和框架精选

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