为啥 .NET 中没有 Tree<T> 类？

Posted 2023-02-23

【中文标题】为啥 .NET 中没有 Tree<T> 类？

【英文标题】：Why is there no Tree<T> class in .NET?为什么 .NET 中没有 Tree<T> 类？

【发布时间】：2010-10-30 20:01:18

【问题描述】：

.NET 中的基类库具有一些出色的集合数据结构（列表、队列、堆栈、字典），但奇怪的是它不包含任何用于二叉树的数据结构。对于某些算法，例如那些利用不同遍历路径的算法，这是一个非常有用的结构。我正在寻找一个正确编写的免费实现。

我只是瞎了眼，没有找到它……它被埋在 BCL 的某个地方吗？如果没有，有人可以推荐一个用于二叉树的免费或开源 C#/.NET 库吗？最好是使用泛型的。

编辑：澄清我在寻找什么。我对内部使用树的有序字典集合不感兴趣。我实际上对二叉树感兴趣 - 一种公开其结构的二叉树，以便您可以执行诸如提取子树之类的操作，或在节点上执行修复后遍历。理想情况下，可以扩展这样的类以提供专门树的行为（即红/黑、AVL、平衡等）。

【问题讨论】：

同意。我偶尔需要找到（在 O(Log N) 时间内）绑定一个值的两个节点（当在集合中找不到该值时）。例如，集合（树）包含 13 和 17（以及其他），我正在寻找小于和最小大于 16 的最大值。树可以做到这一点，但字典、排序列表和哈希表需要 O(N) .

【参考方案1】：

不，BCL 中没有任何“Tree<T>-like”类型（这也一直让我感到困惑），但here is a good article 将引导您在 C# 中实现自己的类型。

我想您可能会认为基于树的数据结构在 .NET 通常用于的应用程序（商业应用程序、数据移动应用程序等）中不太常用。不过，我同意你的看法，奇怪的是 BCL 根本没有实现。

【参考方案2】：

您可以使用TreeNode。它不是通用的并且隐藏在 Windows 窗体中并与树视图控件一起使用，但您也可以在其他地方使用它。

【讨论】：

是的，但它只有一个 System.Object ype 的 Tag 属性。没有通用 参数

我总是觉得做这样的事情很奇怪。在您的特定示例中不太明显，但是如果人们经常从依赖项中重新使用类，这可能会导致难以解释的依赖关系，并且如果重新使用的类以意想不到的方式更改，可能会给您带来麻烦依赖版本。

使用它有什么好处？树节点通常没有任何相关的功能。它只包含对孩子和最终父母的引用。没有理由滥用 System.Windows.Forms 类！只需自己编写 - 在一分钟或更短的时间内。

【参考方案3】：

我相信 SortedDictionary 作为 log(n) 插入，检索特征是您期望从树数据结构中获得的特征。

http://msdn.microsoft.com/en-us/library/f7fta44c(VS.80).aspx

【参考方案4】：

SortedSet<T> 实现为二叉搜索树^ref。 SortedDictionary<TKey, TValue> 内部使用了SortedSet<T>，所以它也是一个二叉搜索树^ref。

【讨论】：

不幸的是，这些只是有序映射和列表的简单实现。两者都不利于作为二叉树的重用——这些树结构只是集合的实现细节。我实际上正在寻找一个公开树结构的类。

【参考方案5】：

您希望从这样的实现中得到什么？

二叉树？ 红黑？ 萝卜树？ B树？ R树？ R*-树？

树与其说是数据结构，不如说是一种模式，它们往往被用在性能很重要的地方（因此实现细节可能也很重要）。如果 BCL 包含某种树类，则无论如何您只需要滚动自己的类

【讨论】：

问题中“为什么”部分的最佳答案。

这些只是搜索树。还有表达式树、决策树……

确实，实现细节很重要。就我而言，我希望实现一些算法，作为一系列转换的一部分，对有组织的数据集执行不同的遍历（中缀、后缀）。树结构是解决我的问题的最优雅的方式。

在平行宇宙中，有人问这个问题：“为什么 .Net 中没有列表类型？”，他们得到了答案：“你想从这样的实现中得到什么？一个数组？链表？队列？字典？”我认为这是一个不合逻辑的答案。

【参考方案6】：

你可以自己定义：

public class MyTree<K, V> : Dictionary<K, MyTree<K, V>>

    public V Value  get; set; 

或无键：

public class MyTree<V> : HashSet<MyTree<V>>

    public V Value  get; set; 

【讨论】：

这需要你知道在编译时你将处理多少个树级别，我错了吗？

不，C# 编译器支持这种语法。

注意元素是这样无序的

@Veverke 也许您在考虑 C++ 模板。 .NET 泛型是运行时类型。

使其成为继承自 System.Collections.Specialized.OrderedDictionary 的有序树

【参考方案7】：

当我不得不写自己的文章时，这一系列文章对我很有帮助，尤其是第 3 部分和第 4 部分。

An Extensive Examination of Data Structures

【参考方案8】：

你是对的，BCL 中没有任何内容。我怀疑这是因为选择是否使用树通常是实现细节，否则是访问数据的非常规方式。也就是说，您不会说“二分查找元素#37”；相反，你说，“给我找元素 #37”。

但是你看过C5吗？它超级好用，而且他们有几个树实现（1、2、3）。

【讨论】：

C5 支持红黑树而不是 B-Tree。它们是人们应该意识到的差异。 B-Tree 更适合基于磁盘的树或基于大内存的树。更多节点保持在同一位置，因此您可以获得更好的处理器缓存性能并更快地读取写入磁盘。