C#使用符号表实现查找算法

符号表简介

符号表是一种字典结构，将键值对进行存储和管理。在计算机科学中，符号表用于存储程序中的变量名、方法名等。符号表能够快速的查找和插入数据。

C#中使用符号表

在C#中，可以使用System.Collections.Generic命名空间下的Dictionary类来实现符号表功能。其中，TKey是键的类型，TValue是值的类型。比如下面的代码定义了一个以字符串为键、整数为值的符号表：

Dictionary<string, int> dict = new Dictionary<string, int>();

上述代码创建了一个空的符号表。下面将介绍如何向字典中插入数据以及如何查找数据。

插入数据

使用Add方法可以向符号表中插入数据。该方法接收两个参数，第一个是键，第二个是值。比如下面的代码向dict中插入了键为"apple"、值为3的数据：

dict.Add("apple", 3);

如果添加的键已经存在于字典中，Add方法将会抛出ArgumentException异常。

除了Add方法，还可以使用索引器添加数据。比如下面的代码实现了与上面相同的操作：

dict["apple"] = 3;

如果键在字典中不存在，那么将会自动添加该键值对到字典中。

查找数据

使用索引器可以查找符号表中的数据。比如下面的代码查询键为"apple"的值：

int value = dict["apple"];

如果该键不存在于字典中，将会抛出KeyNotFoundException异常。为了避免异常产生，也可以使用TryGetValue方法来查找数据。该方法接收两个参数，第一个是键，第二个是变量的引用。如果键存在于字典中，该方法返回true，同时将变量的引用指向该键对应的值。比如下面的代码查找键为"apple"的值：

int value;
bool found = dict.TryGetValue("apple", out value);
if (found)
{
    Console.WriteLine("The value of \"apple\" is {0}.", value);
}
else
{
    Console.WriteLine("\"apple\" not found in the dictionary.");
}

示例说明

示例一

下面的示例演示了如何使用符号表实现经典的计数器：

using System;
using System.Collections.Generic;

namespace CounterApp
{
    class Program
    {
        static void Main()
        {
            Dictionary<string, int> counter = new Dictionary<string, int>();

            Console.Write("Enter some words separated by spaces: ");
            string input = Console.ReadLine();

            string[] words = input.Split(' ');
            foreach (string word in words)
            {
                if (counter.ContainsKey(word))
                {
                    counter[word] += 1;
                }
                else
                {
                    counter.Add(word, 1);
                }
            }

            Console.WriteLine("Word count:");
            foreach (KeyValuePair<string, int> pair in counter)
            {
                Console.WriteLine("{0}: {1}", pair.Key, pair.Value);
            }
        }
    }
}

该程序首先接收用户输入一些单词，然后统计每个单词出现的次数，最终输出统计结果。运行该程序，可以得到如下的输出：

Enter some words separated by spaces: hello world this is a hello world program
Word count:
hello: 2
world: 2
this: 1
is: 1
a: 1
program: 1

示例二

下面的示例演示了如何使用字符串作为键来存储和查找对象信息：

using System;
using System.Collections.Generic;

namespace ObjectTableApp
{
    class Program
    {
        static void Main()
        {
            Dictionary<string, object> table = new Dictionary<string, object>();

            table.Add("person1", new { Name = "Alice", Age = 25, Gender = "female" });
            table.Add("person2", new { Name = "Bob", Age = 30, Gender = "male" });
            table.Add("person3", new { Name = "Charlie", Age = 35, Gender = "male" });

            Console.WriteLine("Information for person1:");
            PrintInfo(table, "person1");

            Console.WriteLine("Information for person2:");
            PrintInfo(table, "person2");

            Console.WriteLine("Information for person3:");
            PrintInfo(table, "person3");
        }

        static void PrintInfo(Dictionary<string, object> table, string key)
        {
            object data;
            if (table.TryGetValue(key, out data))
            {
                dynamic person = data;
                Console.WriteLine("Name: {0}", person.Name);
                Console.WriteLine("Age: {0}", person.Age);
                Console.WriteLine("Gender: {0}", person.Gender);
            }
            else
            {
                Console.WriteLine("Key not found: {0}", key);
            }
        }
    }
}

该程序使用匿名类型定义了三个对象，并使用字符串作为键存储这些对象。然后程序调用PrintInfo方法分别打印了每个对象的信息。运行该程序，可以得到如下的输出：

Information for person1:
Name: Alice
Age: 25
Gender: female
Information for person2:
Name: Bob
Age: 30
Gender: male
Information for person3:
Name: Charlie
Age: 35
Gender: male

上述示例只是符号表在实际应用中的一小部分，实际上符号表还有非常广泛的应用场景，如编译器、文件系统、数据库等。