C#，初学琼林（04）——查询（搜索）数组内指定（值）的元素与全文检索“倒排序”技术的实现代码源程序

假设我们有一个 n 元素数组，我们想在其中找到给定元素 x 的元素。a 是一个索引从 0 到 n-1 的数组 。它的元素将被标记为：a[0], a[1]，a[2]，a[3]，...，a[n-1]。

要找到 x 元素，我们将采取以下步骤：

• 我们将遍历数组的下一个元素，如果数组的给定元素等于 x，我们已经找到了搜索的元素并完成搜索，
• 如果我们已经到达数组的末尾，则意味着给定的元素 X 不在我们的数组中。

1、原始算法

最原始的算法，仅仅是实现相应的逻辑。

private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{
    int[] a = { 10, -5, 2, 3, 88, 6, -19, 23 };
    int x = 3;
    for (int i = 0; i < a.Length; i++)
    {
        if (a[i] == x)
        {
            MessageBox.Show("在数组a的第" + (i + 1) + "个位置找到" + x, "搜索数组指定元素");
            return;
        }
    }
    MessageBox.Show("未能在数组a中找到" + x, "搜索数组指定元素");
}

2、转为列表算法

如果只是为了确定是否存在相应的数值，则转为列表 List 可以简约代码。

using System.Linq;

private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{
    int[] a = { 10, -5, 2, 3, 88, 6, -19, 23 };
    int x = 3;

    List list = a.ToList();
    if (list.Exists(t => t == x))
    {
        MessageBox.Show("在数组中找到" + x, "搜索数组指定元素");
        return;
    }
    MessageBox.Show("未能在数组a中找到" + x, "搜索数组指定元素");
}

 

3、高效的哈希表算法

实际应用中的需求往往至少是：

（1）数组的单元数很多，也就是 a.Length 很大；

（2）多次搜索数值单元；

（3）需要知道数值单元的位置（索引）；

前面的两个算法就很 low，只能出现于教材与教室。

工业化、商品化的软件会大致按下面的思路编写：

Part of Form1.cs

private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{
    int[] a = { 10, -5, 2, 3, 88, 3, -19, 23 };
    int x = 3;

    string n = HArray.Found(a, x);
    if (n.Length > 0)
    {
        MessageBox.Show("在数组中的索引" + n + "找到" + x, "搜索数组指定元素");
        return;
    }
    MessageBox.Show("未能在数组a中找到" + x, "搜索数组指定元素");
}

HArray.cs

public static class HArray
{
    /// 

    /// 保存数值及其对应索引（列表）的哈希表
    /// 
    private static Hashtable hash = new Hashtable();
    /// 

    /// 默认的索引数据分割字符
    /// 
    private static string spliter { get; } = ",";

    /// 

    /// 哈希表初始化
    /// 
    /// 
    private static void Initialize(int[] a)
    {
        for (int i = 0; i < a.Length; i++)
        {
            if (!hash.ContainsKey(a[i])) hash.Add(a[i], i + "");
            else
            {
                string n = (string)hash[a[i]];
                hash[a[i]] = n + spliter + i;
            }
        }
    }

    /// 

    /// 搜索x对应的位置（列表）
    /// 
    /// 数值
    /// 搜索的数值
    /// 返回索引（列表）的字符串
    public static string Found(int[] a, int x)
    {
        if (hash.Count == 0) Initialize(a);
        if (hash.ContainsKey(x)) return (string)hash[x];
        return "";
    }

    /// 

    /// 将逗号分割的索引（字符串）转为数组
    /// 
    /// 
    /// 索引数组
    public static int[] ToIndex(string s)
    {
        string[] sa = s.Split(new char[] { spliter[0] }, StringSplitOptions.RemoveEmptyEntries);
        int[] r = new int[sa.Length];
        int i = 0;
        foreach (string sx in sa)
        {
            r[i++] = Int32.Parse(sx);
        }
        return r;
    }
}

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实际上，上述代码稍微修改（int --> string or char）就是 全文检索 中常见的 倒排序 索引技术的具体实现源程序了。