数组是数据结构中最基本的结构形式,它是一种顺序式的结构,存储的是同一类型的数据。每个数组元素都拥有下标(index)和元素值(value),下标方便存取数据,而元素值就是被存储的数据。
数组使用静态的内存空间配置方式。这也是数组的一个很不方便的地方,在经常需要重新分配数据的存储空间的应用上,往往使用数组就显得非常影响效率;而且,对数组的添加、删除、排序的操作也是比较麻烦以及低效的。
在.net里提供了一种ArrayList的结构,在过去很长一段时间里,我经常会在需要使用集合对象的时候想到它(主要是受早先starter kits的影响),但是ArrayList还是由数组构成的,虽然它在添加元素,删除元素等方面比数组方便了,但是从效率上讲,毕竟它还是基于数组的结构。所谓换汤不换药。
其实,今天我不是想来说数组怎么怎么不好的,而是发挥数组的一些优点,来作一些原本相对复杂的事情,比如,当我们需要计算一个阶乘,而计算结果又超出了我们的数据类型所能存储的范围。
目的:
设计一个可以容纳40位数字的求n!的程序。
思路: 首先,明确我们要解决的问题,在.net的数据结构中,整形数据类型的最大范围是-9,223,372,036,854,775,808 到 9,223,372,036,854,775,807(0 到 18,446,744,073,709,551,615),而当我们计算的这个结果需要有40位,就没有适合的数据结构来存储这个数据。这个时候我们可以借助数组,预先声明一个大小为40的数组,负责存储每一个位数上的整数。
接下来,就是程序设计的思路,聚个例子作为示范,假如我们要计算5!:
第一步:1!
数组内容
第二步:2!
数组内容
第三步:3!
数组内容
第二步:4!
数组内容
第二步:2!
数组内容
很明显,我们需要做的就是对数组的每一个元素进行累积,超过10以后向前进一位。
程序源码:
1using System;
2
3namespace DsPractice.Array.Factorial
4{
5 /**//// <summary>
6 /// 利用数组的方式求解指定数字的阶乘。
7 /// </summary>
8 class Demo
9 {
10 /**//// <summary>
11 /// 应用程序的主入口点。
12 /// </summary>
13 [STAThread]
14 static void Main(string[] args)
15 {
16 DoCalculate();
17 }
18
19 public static void DoCalculate()
20 {
21 // 选择算法
22 int type = new NumberReader("Please choose an algorithm: \r\n1. Type A;\r\n2. Type B.", 1, 2).GetNumber();
23
24 // 获取要计算的数字
25 int number = new NumberReader("Please input a number to calculate factorial:").GetNumber();
26
27 // 获得存放计算结果的数组的长度
28 int length = new NumberReader("Please input a number of array digit:").GetNumber();
29
30 // 创建一个阶乘计算对象
31 Factorial factorial = new Factorial(number, length);
32
33 // 计算并显示结果
34 factorial.ShowResult(type);
35
36 // 提示用户继续或结束
37 int res = new NumberReader("Do you wannar try again?\r\n1. Yes;\r\n2. No.", 1, 2).GetNumber();
38
39 // 如果继续执行,则返回重新调用
40 if (res == 1)
41 {
42 DoCalculate();
43 }
44 }
45
46 public class NumberReader
47 {
48 private int _min = -999;
49
50 private int _max = 999;
51
52 private string _strNumber;
53
54 public NumberReader(string todo)
55 {
56 // 提示输入数字
57 Console.WriteLine(todo);
58 // 获取数字字符串
59 _strNumber = Console.ReadLine();
60 }
61
62 public NumberReader(string todo, int min, int max) : this(todo)
63 {
64 this._max = max;
65 this._min = min;
66 }
67
68 public int GetNumber()
69 {
70 int number = 0;
71
72 try
73 {
74 number = int.Parse(this._strNumber);
75
76 if (number > this._max || number < this._min)
77 {
78 throw new Exception();
79 }
80 }
81 catch (System.FormatException formatEx)
82 {
83 number = new NumberReader("Input format error! Please input again: ").GetNumber();
84 }
85 catch (System.Exception ex)
86 {
87 number = new NumberReader("Input error! Please input again: ").GetNumber();
88 }
89
90 return number;
91 }
92 }
93
94 public class Factorial
95 {
96 // 要计算的数字
97 private int _number = 0;
98
99 // 结果的位数
100 private int _digit = 1;
101
102 // 存放结果的数组
103 private int[] _data = null;
104
105 // 复杂度标记
106 private int _complex = 0;
107
108 public Factorial(int number) : this(num
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