Java教程

数据结构

本文主要是介绍数据结构,对大家解决编程问题具有一定的参考价值,需要的程序猿们随着小编来一起学习吧!

常用的数据结构有:数组、栈、链表、队列、树、图、堆、散列表
数组:按照索引查询元素速度快,按照索引便利方便 ;数组的大小固定后无法扩容了;数组只能存储一种类型的数据;添加、删除操作效率低,要移动其他元素 使用场景 :频繁查询,对存储空间要求不大,很少增加和删除的情况

栈:一种特殊的线性表,特点是先进后出, 使用场景:常用于实现递归功能方面的场景

队列:也是一种线性表,特点是先进先出,使用场景:所以在多线程队列阻塞,队列管理较适用。

链表:链表在屋里存储单元上是非连续的,非顺序的存储结构,数据元素的逻辑是通过连表的指针地址实现,每个元素包含两个节点,一个是存储元素的数据域,另一个是指向下一个节点地址的指针域。 可以形成不同结构:单链表,双链表,循环链表等
不需要初始化容量,可以任意加减元素,删除很快,添加或删除元素只需要修改前后两个元素节点的指针域指向。
适用场景: 数据量较小,需要频繁增加、删除的场景

树:是由n个有限节点组成一个具有层次关系的集合, 使用的最多的结构是二叉树 使用场景:添加、删除元素都很快,在查找方面也有很多算法优化,既有链表的好处、也有数组的好处,是两者的优化方案,在处理大批量动态数据时有用

二叉树也有很多扩展:如平衡二叉树、红黑树、B+树等
mysql索引用的B+树,HashMap底层源码用到红黑树,


◎ 散列表:也叫哈希表,用的是数组支持按照下标随机访问数据的特性,所以散列表是数组的一种扩展,根据key和value直接访问的数据结构,通过key和value映射到集合中的一个位置,很快就能找到集合中对应的元素 使用场景 java中的有些集合类就是借鉴哈希原理构造,比如HashMap、HashTable等,利用hash表优势,对集合的元素查找方便。 但是添加元素比较慢,所以很多时候用到数组链表来做,也即是拉链法,早期HashMap底层就是用拉链法,jdk1.8后换成了数组+红黑树的结构,

◎ 散列冲突
1,开放寻址法
思想是如果出现了散列冲突,就重新探测一个空闲位置
2,链表法 将所有关键字为同义词的记录存储在一个单链表中,称这种表为同义词子表

 


堆;可以被看成一棵树的数组对象,堆总是一颗完全二叉树、堆的某个节点的值总是不大于或不小于其父节点的值
使用场景:由于堆有序的特点,一般用来做数组中的排序,称为堆排序


图:由节点的有穷集合V和边的集合E组成, 图是一种较为复杂的数据结构,在存储上有着比较复杂和高效的算法, 分别有。邻接矩阵,邻接表,十字链表,邻接多重表等结构。

 

 

 

 

 

 

内部排序: 1、选择排序: #直接选择排序。#堆排序
2、插入排序: #直接插入排序。#希尔排序
3、比较排序; #冒泡排序。 #快速排序
4、归并排序
5、基数排序

 

 

 

 

 

 

 

 

 

◎ 栈、堆:
栈与堆实际上是操作系统对进程占用的内存空间的两种管理方式
区别:1、管理方式不同,栈由系统自动分配释放,无需手动控制(数组);而堆的申请和释放工作由程序员控制,容易产生内存漏洞(链表)
2、空间大小不同,每个进程拥有的栈的大小远远小于堆的大小
3、生长方向不同,堆的生长方向向上,内存地址由低到高,但是后申请的内存空间并不一定在先申请内存空间的后面,因为先申请的堆空间一旦被释放,后申请的内存空间则会利用被释放的内存,导致先后分配的内存空间在地址上不存在先后关系;栈的生长方向向下,内存地址由高到低

4、分配方式不同,堆是动态分配;而栈分配有静态分配和动态分配,静态分配是由操作系统完成的,比如局部变量分配,动态分配用alloca函数进行分配

5、生存周期,如果堆中的数据未释放,则其生命周期等同与程序的生命周期

 

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