如何正确制作带有自定义链接的链接列表？

Question

在 C# 中创建 LinkedList 时，可以通过模板LinkedList<T> 指定其节点的类型，但不能指定其链接的类型。它始终是 LinkedListNode。这很奇怪，因为从数学上讲，图节点可以携带数据（边的宽度等）。甚至，这也不是不可能实现的，但他们选择不这样做。我的问题是：如何用自定义节点和链接表示链表？我是否必须编写自己的链表实现？

Answer 1

是的，您必须自己编写。您可以使用参考源作为入门 https://referencesource.microsoft.com/#System/compmod/system/collections/generic/linkedlist.cs

听起来像一个有趣的项目，如果你在这里发帖问题（带有代码）卡住了

Answer 2

您可以构建自己的链表类型，但也可以只将边缘相关的数据放入存储的对象中。

一个简单的版本是：

public class NodeInfo 
{
  public NodeInfo(string data, double prevWeight = 1.0, double nextWeight = 1.0)
  {
    Data = data;
    PrevLinkWeight = prevWeight;
    NextLinkWeight = nextWeight;
  }

  public string Data { get; set; }
  public double PrevLinkWeight { get; set; }
  public double NextLinkWeight { get; set; }
}

然后您可以像这样添加节点：

var list = new LinkedList<NodeInfo>();
list.AddLast(new NodeInfo("Node1", nextWeight: 0.5));
list.AddLast(new NodeInfo("Node2", prevWeight: 0.5, nextWeight: 1.0));
list.AddLast(new NodeInfo("Node3", prevWeight: 2.0));

并且，给定LinkedListNode<NodeInfo>，您可以通过这种方式访问​​节点/边缘数据：

node.Value.Data
node.Value.NextLinkWeight

更复杂的方法：

你也可以做一些稍微复杂的事情——例如节点和边有不同的类型：

// Container class
public class NodeInfo<TValue>
{
  public NodeInfo(
    TValue value, 
    LabeledWeightedLink prevLink = null, 
    LabeledWeightedLink nextLink = null)
  {
    Data = value;
    PrevLink = prevLink ?? new LabeledWeightedLink();
    NextLink = nextLink ?? new LabeledWeightedLink();
  }

  public TValue Data { get; set; }
  public LabeledWeightedLink PrevLink { get; set; }
  public LabeledWeightedLink NextLink { get; set; }
}

// Edge-related data
public class LabeledWeightedLink 
{
  public LabeledWeightedLink()
    : this(string.Empty, 1.0)
  {}

  public LabeledWeightedLink(string label, double weight = 1.0)
  {
    Label = label;
    Weight = weight;
  }
  public string Label {get; set; }
  public double Weight { get; set; }

  public override string ToString() => $"lnk(\"{Label}\"; {Weight})";
}

然后你可以像这样添加节点：

var list = new LinkedList<NodeInfo<string>>(); 

list.AddLast(new NodeInfo<string>(
  "node1",
  nextLink: new LabeledWeightedLink("1 to 2", 2.0)));

list.AddLast(new NodeInfo<string>(
  "node2", 
  prevLink: new LabeledWeightedLink("2 to 1", 1.0),
  nextLink: new LabeledWeightedLink("2 to 3", 2.0)));

list.AddLast(new NodeInfo<string>(
  "node3",
  prevLink: new LabeledWeightedLink("3 to 2", 2.5),
  nextLink: new LabeledWeightedLink("3 to 4", 1.5)));

list.AddLast(new NodeInfo<string>(
  "node4",
  prevLink: new LabeledWeightedLink("4 to 3", 1.5)));

同样，给定一个节点，您可以通过 NodeInfo 类访问各种感兴趣的属性：

node.Value.Data
node.Value.NextLink.Label
node.Value.NextLink.Weight

例如：

var current = list.First;
do {
  string nodeData = current.Value.Data;
  string prevLink = current.Value.PrevLink.ToString();
  string nextLink = current.Value.NextLink.ToString();
  Console.WriteLine($"{prevLink}<---[{nodeData}]--->{nextLink}");

  current = current.Next;
} while (current != null);

打印出来：

lnk(""; 1)<---[node1]--->lnk("1 to 2"; 2)
lnk("2 to 1"; 1)<---[node2]--->lnk("2 to 3"; 2)
lnk("3 to 2"; 2.5)<---[node3]--->lnk("3 to 4"; 1.5)
lnk("4 to 3"; 1.5)<---[node4]--->lnk(""; 1)