数据结构可复用类库设计

一、数据结构（数据的存储形式）

1. 数据结构的分类：

1. 逻辑结构：
   集合结构、线性结构、树形结构、图形结构
2. 物理结构：
   顺序结构、链接结构
   （具体的图形就不画了，自己看数据结构的书）

2. 什么是程序？

（1）高效的程序 = 恰当的数据结构 + 合适的算法
（2）程序的特性：可读性、健壮性、性价比

3. 算法

（1）算法是独立存在的一种解决问题的方法和思想（对于算法而言，语言并不重要，重要的是思想）
（2）算法的特性：
有输入、有输出、有穷性、确定性、可行性、正确性
（3）算法效率的度量：
时间复杂度、空间复杂度
常见时间复杂度的比较：O(1) < O(log n) < O(n) < O(n * log n) < O(n2) < O(n3) < O(2n) < O(n!) < O(n n)

二、可复用类库项目规划：

可复用类库的设计，采用面向对象技术 与 泛型编程模板技术打造，尽量使用异常处理机制分离正常逻辑和异常逻辑

1. 异常类

（1）：异常类描述

（2）：异常类功能定义

（3）：异常类接口定义
异常类作为异常功能顶层父类，其他异常子类实现基本与父类相同

class Exception : public Object
{
protected:
    char* m_message;  // 出现异常问题的描述信息
    char* m_location;  // 出现异常信息的位置定位

    void init(const char* message, const char* file, int line);
public:
    Exception(const char* message);
    Exception(const char* file, int line);
    Exception(const char* message, const char* file, int line);

    Exception(const Exception& e);
    Exception& operator =(const Exception& e);

    virtual const char* message() const;
    virtual const char* location() const;

    virtual ~Exception() = 0;
};

2. 顶层父类MyLib::Object

（1）所有数据结构都继承自Object类，规范统一内存申请的行为
（2）定义动态申请内存的行为，提高代码的可移植性：
（3）顶层父类Object类的接口定义：

class Object
{
public:
    void* operator new(unsigned int size) throw();
    void operator delete(void* p);
    void* operator new [](unsigned int size) throw();
    void operator delete [](void* p);
    bool operator ==(const Object& obj);
    bool operator !=(const Object& obj);
    virtual ~Object() = 0;
};

3. 类族结构设计准则

（1）整体架构:

（2）线性表的顺序存储结构SeqList设计：

（3）数组类Array设计：

（4）线性表的链式存储结构LinkList（单链表）设计：

（5）静态单链表StaticLinkList的设计：

（6）智能指针类Pointer的设计：

（7）单向循环链表的CircleList的设计：

（8）双向链表DualLinkList的设计：


（9）栈Stack的设计：

（10）队列Queue的设计：

（11）字符串类String的设计：

（12）排序类Sort和数组类Array的关系设计：

（13）树Tree类的设计：

①通用树GTree和通用树结点GTreeNode的设计：


②二叉树Btree和二叉树结点BtreeNode的设计：

（14）图Graph类的设计：

软件架构实践的经验：
（1）尽量使用单重继承的方式进行系统设计
（2）尽量保持系统只存在单一的继承树
（3）尽量使用组合关系替代继承关系