Java 数据结构

简介: 5月更文挑战第9天

Java 提供了丰富的数据结构来处理和组织数据。

Java 的 java.util 包中提供了许多这些数据结构的实现,可以根据需要选择合适的类。

以下是一些常见的 Java 数据结构:

数组(Arrays)

数组(Arrays)是一种基本的数据结构,可以存储固定大小的相同类型的元素。

int[] array = new int[5];

  • 特点: 固定大小,存储相同类型的元素。
  • 优点: 随机访问元素效率高。
  • 缺点: 大小固定,插入和删除元素相对较慢。

列表(Lists)

Java 提供了多种列表实现,如 ArrayList 和 LinkedList。

List arrayList = new ArrayList<>();
List linkedList = new LinkedList<>();

ArrayList:

  • 特点: 动态数组,可变大小。
  • 优点: 高效的随机访问和快速尾部插入。
  • 缺点: 中间插入和删除相对较慢。

LinkedList:

  • 特点: 双向链表,元素之间通过指针连接。
  • 优点: 插入和删除元素高效,迭代器性能好。
  • 缺点: 随机访问相对较慢。

集合(Sets)

集合(Sets)用于存储不重复的元素,常见的实现有 HashSet 和 TreeSet。

Set hashSet = new HashSet<>();
Set treeSet = new TreeSet<>();

HashSet:

  • 特点: 无序集合,基于HashMap实现。
  • 优点: 高效的查找和插入操作。
  • 缺点: 不保证顺序。

TreeSet:

  • 特点:TreeSet 是有序集合,底层基于红黑树实现,不允许重复元素。
  • 优点: 提供自动排序功能,适用于需要按顺序存储元素的场景。
  • 缺点: 性能相对较差,不允许插入 null 元素。

映射(Maps)

映射(Maps)用于存储键值对,常见的实现有 HashMap 和 TreeMap。

Map hashMap = new HashMap<>();
Map treeMap = new TreeMap<>();

HashMap:

  • 特点: 基于哈希表实现的键值对存储结构。
  • 优点: 高效的查找、插入和删除操作。
  • 缺点: 无序,不保证顺序。

TreeMap:

  • 特点: 基于红黑树实现的有序键值对存储结构。
  • 优点: 有序,支持按照键的顺序遍历。
  • 缺点: 插入和删除相对较慢。

栈(Stack)

栈(Stack)是一种线性数据结构,它按照后进先出(Last In, First Out,LIFO)的原则管理元素。在栈中,新元素被添加到栈的顶部,而只能从栈的顶部移除元素。这就意味着最后添加的元素是第一个被移除的。

Stack stack = new Stack<>();

Stack 类:

  • 特点: 代表一个栈,通常按照后进先出(LIFO)的顺序操作元素。

队列(Queue)

队列(Queue)遵循先进先出(FIFO)原则,常见的实现有 LinkedList 和 PriorityQueue。

Queue queue = new LinkedList<>();

Queue 接口:

  • 特点: 代表一个队列,通常按照先进先出(FIFO)的顺序操作元素。
  • 实现类: LinkedList, PriorityQueue, ArrayDeque。

堆(Heap)

堆(Heap)优先队列的基础,可以实现最大堆和最小堆。

PriorityQueue minHeap = new PriorityQueue<>();
PriorityQueue maxHeap = new PriorityQueue<>(Collections.reverseOrder());

树(Trees)

Java 提供了 TreeNode 类型,可以用于构建二叉树等数据结构。

class TreeNode {
int val;
TreeNode left;
TreeNode right;
TreeNode(int x) { val = x; }
}

图(Graphs)

图的表示通常需要自定义数据结构或使用图库,Java 没有内建的图类。

以上介绍的只是 Java 中一些常见的数据结构,实际上还有很多其他的数据结构和算法可以根据具体问题选择使用。

其他一些说明
以下这些类是传统遗留的,在 Java2 中引入了一种新的框架-集合框架(Collection),我们后面再讨论。

枚举(Enumeration)

枚举(Enumeration)接口虽然它本身不属于数据结构,但它在其他数据结构的范畴里应用很广。 枚举(The Enumeration)接口定义了一种从数据结构中取回连续元素的方式。

例如,枚举定义了一个叫nextElement 的方法,该方法用来得到一个包含多元素的数据结构的下一个元素。

关于枚举接口的更多信息,请参见枚举(Enumeration)。

位集合(BitSet)

位集合类实现了一组可以单独设置和清除的位或标志。

该类在处理一组布尔值的时候非常有用,你只需要给每个值赋值一"位",然后对位进行适当的设置或清除,就可以对布尔值进行操作了。

关于该类的更多信息,请参见位集合(BitSet)。

向量(Vector)

向量(Vector)类和传统数组非常相似,但是Vector的大小能根据需要动态的变化。

和数组一样,Vector对象的元素也能通过索引访问。

使用Vector类最主要的好处就是在创建对象的时候不必给对象指定大小,它的大小会根据需要动态的变化。

关于该类的更多信息,请参见向量(Vector)

栈(Stack)

栈(Stack)实现了一个后进先出(LIFO)的数据结构。

你可以把栈理解为对象的垂直分布的栈,当你添加一个新元素时,就将新元素放在其他元素的顶部。

当你从栈中取元素的时候,就从栈顶取一个元素。换句话说,最后进栈的元素最先被取出。

关于该类的更多信息,请参见栈(Stack)。

字典(Dictionary)

字典(Dictionary) 类是一个抽象类,它定义了键映射到值的数据结构。

当你想要通过特定的键而不是整数索引来访问数据的时候,这时候应该使用 Dictionary。

由于 Dictionary 类是抽象类,所以它只提供了键映射到值的数据结构,而没有提供特定的实现。

关于该类的更多信息,请参见字典( Dictionary)。

Dictionary 类在较新的 Java 版本中已经被弃用(deprecated),推荐使用 Map 接口及其实现类,如 HashMap、TreeMap 等,来代替 Dictionary。

Map 接口及其实现类 可以参考:Java 集合框架。

哈希表(Hashtable)

Hashtable类提供了一种在用户定义键结构的基础上来组织数据的手段。

例如,在地址列表的哈希表中,你可以根据邮政编码作为键来存储和排序数据,而不是通过人名。

哈希表键的具体含义完全取决于哈希表的使用情景和它包含的数据。

关于该类的更多信息,请参见哈希表(HashTable)。

属性(Properties)
Properties 继承于 Hashtable.Properties 类表示了一个持久的属性集.属性列表中每个键及其对应值都是一个字符串。

Properties 类被许多Java类使用。例如,在获取环境变量时它就作为System.getProperties()方法的返回值。

相关文章
|
2月前
|
存储 人工智能 算法
数据结构与算法细节篇之最短路径问题:Dijkstra和Floyd算法详细描述,java语言实现。
这篇文章详细介绍了Dijkstra和Floyd算法,这两种算法分别用于解决单源和多源最短路径问题,并且提供了Java语言的实现代码。
91 3
数据结构与算法细节篇之最短路径问题:Dijkstra和Floyd算法详细描述,java语言实现。
|
2月前
|
存储 Java
Java中的HashMap和TreeMap,通过具体示例展示了它们在处理复杂数据结构问题时的应用。
【10月更文挑战第19天】本文详细介绍了Java中的HashMap和TreeMap,通过具体示例展示了它们在处理复杂数据结构问题时的应用。HashMap以其高效的插入、查找和删除操作著称,而TreeMap则擅长于保持元素的自然排序或自定义排序,两者各具优势,适用于不同的开发场景。
47 1
|
2月前
|
存储 Java
告别混乱!用Java Map优雅管理你的数据结构
【10月更文挑战第17天】在软件开发中,随着项目复杂度增加,数据结构的组织和管理至关重要。Java中的Map接口提供了一种优雅的解决方案,帮助我们高效、清晰地管理数据。本文通过在线购物平台的案例,展示了Map在商品管理、用户管理和订单管理中的具体应用,有效提升了代码质量和维护性。
93 2
|
2月前
|
存储 Java 开发者
Java Map实战:用HashMap和TreeMap轻松解决复杂数据结构问题!
【10月更文挑战第17天】本文深入探讨了Java中HashMap和TreeMap两种Map类型的特性和应用场景。HashMap基于哈希表实现,支持高效的数据操作且允许键值为null;TreeMap基于红黑树实现,支持自然排序或自定义排序,确保元素有序。文章通过具体示例展示了两者的实战应用,帮助开发者根据实际需求选择合适的数据结构,提高开发效率。
71 2
|
4天前
|
存储 缓存 安全
Java 集合江湖:底层数据结构的大揭秘!
小米是一位热爱技术分享的程序员,本文详细解析了Java面试中常见的List、Set、Map的区别。不仅介绍了它们的基本特性和实现类,还深入探讨了各自的使用场景和面试技巧,帮助读者更好地理解和应对相关问题。
21 5
|
1月前
|
缓存 算法 Java
本文聚焦于Java内存管理与调优,介绍Java内存模型、内存泄漏检测与预防、高效字符串拼接、数据结构优化及垃圾回收机制
在现代软件开发中,性能优化至关重要。本文聚焦于Java内存管理与调优,介绍Java内存模型、内存泄漏检测与预防、高效字符串拼接、数据结构优化及垃圾回收机制。通过调整垃圾回收器参数、优化堆大小与布局、使用对象池和缓存技术,开发者可显著提升应用性能和稳定性。
47 6
|
1月前
|
存储 Java 索引
Java中的数据结构:ArrayList和LinkedList的比较
【10月更文挑战第28天】在Java编程世界中,数据结构是构建复杂程序的基石。本文将深入探讨两种常用的数据结构:ArrayList和LinkedList,通过直观的比喻和实例分析,揭示它们各自的优势与局限,帮助你在面对不同的编程挑战时做出明智的选择。
|
2月前
|
存储 算法 Java
Java 中常用的数据结构
【10月更文挑战第20天】这些数据结构在 Java 编程中都有着广泛的应用,掌握它们的特点和用法对于提高编程能力和解决实际问题非常重要。
31 6
|
2月前
|
存储 Java 开发者
Java中的Map接口提供了一种优雅的方式来管理数据结构,使代码更加清晰、高效
【10月更文挑战第19天】在软件开发中,随着项目复杂度的增加,数据结构的组织和管理变得至关重要。Java中的Map接口提供了一种优雅的方式来管理数据结构,使代码更加清晰、高效。本文通过在线购物平台的案例,展示了Map在商品管理、用户管理和订单管理中的具体应用,帮助开发者告别混乱,提升代码质量。
32 1
|
2月前
|
存储 算法 Java
Java常用的数据结构
【10月更文挑战第3天】 在 Java 中,常用的数据结构包括数组、链表、栈、队列、树、图、哈希表和集合。每种数据结构都有其特点和适用场景,如数组适用于快速访问,链表适合频繁插入和删除,栈用于实现后进先出,队列用于先进先出,树和图用于复杂关系的表示和查找,哈希表提供高效的查找性能,集合用于存储不重复的元素。合理选择和组合使用这些数据结构,可以显著提升程序的性能和效率。

热门文章

最新文章