DataStructure

简洁、易读、易用的 C++ 数据结构与算法库（header-only）。

特性

• Header-only：只需将 include/dsc/ 复制到项目中即可使用，无需编译或安装
• 命名空间 dsc：所有数据结构位于 dsc::，算法位于 dsc::algorithm::
• 清晰命名：成员变量统一使用尾下划线风格（如 size_、data_）
• 自包含：每个头文件独立完整，可直接阅读单个文件理解实现
• 无迭代器：全部使用索引和指针访问，简单直接
• C++17 及以上：使用基本的 C++17 特性

快速开始

#include <dsc/dsc.h>
#include <iostream>

int main() {
    // 使用 Vector
    dsc::Vector<int> vec;
    vec.push_back(1);
    vec.push_back(2);
    vec.push_back(3);

    for (std::size_t i = 0; i < vec.size(); ++i) {
        std::cout << vec[i] << " ";
    }
    std::cout << std::endl;

    // 使用排序算法
    dsc::Vector<int> vec2 = {3, 1, 4, 1, 5};
    dsc::algorithm::QuickSort(vec2, 0, vec2.size() - 1);

    return 0;
}

目录结构

DataStructure/
├── README.md
├── CMakeLists.txt              # 可选的 CMake 构建（仅用于测试）
├── .gitignore
├── include/dsc/
│   ├── dsc.h                   # 统一包含头文件
│   ├── array.h                 # Array<T, N>      — 固定大小数组
│   ├── vector.h                # Vector<T>        — 动态数组
│   ├── list.h                  # List<T>          — 双向链表
│   ├── stack.h                 # Stack<T>         — 栈
│   ├── queue.h                 # Queue<T>         — 队列
│   ├── string.h                # String           — 字符串
│   ├── set.h                   # Set<T>           — 二叉搜索树集合
│   ├── avl_tree.h              # AVLTree          — AVL树
│   ├── binary_tree.h           # BinaryTree<T>    — 二叉树
│   ├── rb_tree.h               # RBTree           — 红黑树
│   ├── tree.h                  # Tree<T>          — 一般树
│   ├── trie.h                  # Trie             — 字典树（前缀树）
│   ├── disjoint_sets.h         # CompressDS / RankDS — 并查集（路径压缩 / 按秩合并）
│   ├── graph.h                 # Graph            — 图（邻接表/矩阵，有向/无向）
│   ├── loser_tree.h            # LoserTree<T>     — 败者树
│   └── algorithm/
│       ├── algorithm.h         # 统一算法包含
│       ├── sort.h              # 排序算法
│       ├── external_sort.h     # 外部排序
│       ├── kmp.h               # KMP 字符串匹配
│       ├── huffman.h           # 哈夫曼编码
│       ├── expression.h        # 表达式求值
│       ├── rolling_hash.h      # 滚动哈希
│       ├── shortest_path.h     # 最短路径
│       ├── mst.h               # 最小生成树
│       ├── graph_algo.h        # 拓扑排序、关键路径
│       └── euler.h             # 欧拉回路/路径
├── tests/                      # 测试文件
└── examples/                   # 使用示例

数据结构概览

类	描述	命名空间
Array<T, N>	固定大小数组，编译期确定大小	dsc::
Vector<T>	动态数组，自动扩容	dsc::
List<T>	双向链表	dsc::
Stack<T>	栈（LIFO）	dsc::
Queue<T>	队列（FIFO），环形缓冲区实现	dsc::
String	字符串类	dsc::
Set<T>	基于二叉搜索树的集合	dsc::
AVLTree	AVL树，自平衡二叉搜索树	dsc::
BinaryTree<T>	二叉树，支持递归/非递归/层序遍历	dsc::
RBTree	红黑树，支持插入和查找	dsc::
Tree<T>	一般树，支持多种构造方式	dsc::
Trie	字典树（前缀树），支持小写字母 a-z	dsc::
CompressDS	并查集（路径压缩）	dsc::
RankDS	并查集（按秩合并）	dsc::
AdjListGraph	邻接表图	dsc::
AdjMatrixGraph	邻接矩阵图	dsc::
LoserTree<T>	败者树（最小胜者树），O(k) 建树 O(log k) 重赛	dsc::

算法概览

算法	函数	命名空间
冒泡排序	BubbleSort	dsc::algorithm::
插入排序	InsertionSort	dsc::algorithm::
希尔排序	ShellSort	dsc::algorithm::
选择排序	SelectionSort	dsc::algorithm::
堆排序	HeapSort	dsc::algorithm::
快速排序（递归）	QuickSort	dsc::algorithm::
快速排序（迭代）	QuickSortIterative	dsc::algorithm::
归并排序（迭代）	MergeSort	dsc::algorithm::
归并排序（递归）	MergeSortRecursive	dsc::algorithm::
基数排序（LSD）	RadixSortLSD	dsc::algorithm::
置换-选择排序	ReplacementSelection	dsc::algorithm::
k-路归并	KWayMerge	dsc::algorithm::
外部排序	ExternalSort	dsc::algorithm::
KMP 字符串匹配	KmpSearch / KmpSearchFixed	dsc::algorithm::
哈夫曼编码	HuffmanTree 类	dsc::algorithm::
表达式求值	PostfixEval / PrefixEval / InfixEval	dsc::algorithm::
滚动哈希	RollingHash / RollingHashPlus	dsc::algorithm::
Dijkstra 最短路径	Dijkstra	dsc::algorithm::
Floyd 最短路径	Floyd	dsc::algorithm::
Warshall 传递闭包	Warshall	dsc::algorithm::
Kruskal 最小生成树	Kruskal	dsc::algorithm::
Prim 最小生成树	Prim	dsc::algorithm::
拓扑排序	TopologicalSort	dsc::algorithm::
关键路径	CriticalPath	dsc::algorithm::
欧拉回路/路径	Eulerian 类	dsc::algorithm::

使用方式

方式一：直接复制头文件（推荐）

将 include/dsc/ 目录复制到你的项目的 include 路径中，然后：

#include <dsc/dsc.h>

方式二：使用 CMake

# 配置（Linux / MinGW）
cmake --preset linux    # Linux
cmake --preset mingw    # Windows MinGW

# 编译
cmake --build build

# 运行测试
ctest --test-dir build

命名规范

• 类名：大驼峰，如 BinaryTree、AdjListGraph
• 函数名：大驼峰，如 PushBack、QuickSort
• 成员变量：小写 + 尾下划线，如 size_、data_、head_
• 私有辅助函数：小写 + 尾下划线，如 reallocate_()、get_node_at_()

许可

此项目仅用于学习和参考。