Java基础之常见的数据结构有哪些?

骑猪看日落 2023-06-21 12:22 19阅读 0赞

# 1. 常见的数据结构有哪些? #

## 1.1 数组 ##

数组是最常用的数据结构，数组的特点是**长度固定，可以用下标索引，并且所有的元素的类型都是一致的**。**数组常用的场景有**：从数据库里读取雇员的信息存储为 EmployeeDetail\[ \];把一个字符串转换并存储到一个字节数组中便于操作和处理等等。尽量 把数组封装在一个类里，防止数据被错误的操作弄乱。另外，这一点也适合其他的数据结构。

## 1.2 栈 ##

栈是一种特殊的线性表，仅能在线性表的一端操作，栈顶允许操作，栈底不允许操作。 栈的特点是：**先进后出**，或者说是后进先出，从栈顶放入元素的操作叫入栈，取出元素叫出栈。

**java中的new出来的对象存储在栈中, 但是对应的地址值在堆中.**

## 1.3 堆 ##

堆是一种比较特殊的数据结构，可以被看做一棵树的数组对象，具有以下的性质：

*  堆中某个节点的值总是不大于或不小于其父节点的值；
 *  堆总是一棵完全二叉树。

## 1.4 队列 ##

队列与栈一样，也是一种线性表，不同的是，**队列可以在一端添加元素，在另一端取出元素**，也就是：**先进先出**。从一端放入元素的操作称为入队，取出元素为出队.

## 1.5 链表 ##

链表是物理存储单元上非连续的、非顺序的存储结构，数据元素的逻辑顺序是通过链表的指针地址实现，每个元素包含两个结点，一个是存储元素的数据域 (内存空间)，另一个是指向下一个结点地址的指针域。根据指针的指向，链表能形成不同的结构，例如单链表，双向链表，循环链表等。

*  链表的优点：  
    链表是很常用的一种数据结构，不需要初始化容量，可以任意加减元素；  
    添加或者删除元素时只需要改变前后两个元素结点的指针域指向地址即可，所以添加，删除很快；
 *  缺点：  
    因为含有大量的指针域，占用空间较大；  
    查找元素需要遍历链表来查找，非常耗时。
 *  适用场景：  
    数据量较小，需要频繁增加，删除操作的场景

## 1.6 树 ##

树是一种数据结构，它是由n（n>=1）个有限节点组成一个具有层次关系的集合。把它叫做 “树” 是因为它看起来像一棵倒挂的树，也就是说它是根朝上，而叶朝下的。它具有以下的特点：

*  每个节点有零个或多个子节点；
 *  没有父节点的节点称为根节点；
 *  每一个非根节点有且只有一个父节点；
 *  除了根节点外，每个子节点可以分为多个不相交的子树；  
    在日常的应用中，我们讨论和用的更多的是树的其中一种结构，就是二叉树。

## 1.7 散列表(哈希表) ##

散列表，也叫哈希表，是根据关键码和值 (key和value) 直接进行访问的数据结构，通过key和value来映射到集合中的一个位置，这样就可以很快找到集合中的对应元素。

记录的存储位置=f(key)

这里的对应关系 f 成为散列函数，又称为哈希 (hash函数)，而散列表就是把Key通过一个固定的算法函数既所谓的哈希函数转换成一个整型数字，然后就将该数字对数组长度进行取余，取余结果就当作数组的下标，将value存储在以该数字为下标的数组空间里，这种存储空间可以充分利用数组的查找优势来查找元素，所以查找的速度很快。

哈希表在应用中也是比较常见的，就如Java中有些集合类就是借鉴了哈希原理构造的，例如HashMap，HashTable等，利用hash表的优势，对于集合的查找元素时非常方便的，然而，因为哈希表是基于数组衍生的数据结构，在添加删除元素方面是比较慢的，所以很多时候需要用到一种数组链表来做，也就是拉链法。拉链法是数组结合链表的一种结构，较早前的hashMap底层的存储就是采用这种结构，直到jdk1.8之后才换成了数组加红黑树的结构，

## 1.8 图 ##

图是由结点的有穷集合V和边的集合E组成。其中，为了与树形结构加以区别，在图结构中常常将结点称为顶点，边是顶点的有序偶对，若两个顶点之间存在一条边，就表示这两个顶点具有相邻关系。  
按照顶点指向的方向可分为无向图和有向图