Java集合中的基本数据结构

简介: Java集合中的基本数据结构

1、集合中三大数据结构image.png

1.1 数组

  • 内存地址连续
  • 可以通过下标的成员访问,下标访问的性能高
  • 增删操作有较大的性能消耗(需要动态扩容)image.png

1.2 链表(双向链表)

  • 灵活的空间要求,存储空间不要求连续
  • 不支持下标访问,支持顺序遍历搜索
  • 针对增删操作找到对应的节点改变链表的头尾指针指向即可,无需移动元数据存储位置

image.pngimage.png

1.3 树(Java中二叉树特性)

  • 某节点的左子树节点仅包含小于该节点的值
  • 某节点的右子树节点仅包含大于该节点的值
  • 节点必须是二叉树
  • 顺序排列image.pngimage.png1.3.1 红黑树

红黑树,Red-Black Tree [RBT]是一个自平衡(不是绝对平衡)的二叉查找树(BST),树上的每个节点需要遵循下面的规则

每个节点要么是黑色,要么是红色

根节点为黑色

每个叶子节点(NIL)是黑色

不能存在两个连续的红色节点(红色节点的两个子节点必须是黑色)

任一节点到叶子节点的路径包含相同数量的黑节点

image.png左旋:以某个节点作为支点(旋转节点),其右子节点变为旋转节点的父节点,右子节点的左节点变为旋转节点的右子节点,左子节点保持不变image.png

  • 右旋:以某个节点作为支点(旋转节点),其左子节点变为旋转节点的父节点,左子节点的右子节点变为旋转节点的左子节点,右子节点保持不变

image.png

  • 变色:节点的颜色由红色变为黑色或者黑色变为红色image.png红黑树插入场景


1、红黑树为空


1.1 插入节点作为根节点并把节点设置为黑色


2、插入节点的父节点为黑节点\


2.1 直接插入


3、插入节点的父节点为红节点


3.1 叔叔节点存在且为红节点


1、P节点和S节点设置为黑色


2、PP节点设置为红色


3、PP设置为当前插入节点


4、再次重复上述步骤


3.2 叔叔节点不存在或者叔叔节点为黑色


3.2.1 P节点是PP节点的左节点


3.2.1.1 插入节点是P节点的左节点


1、P设置为黑色


2、PP节点设置为红色


3、PP节点右旋


3.2.1.2 插入节点是P节点的右节点


1、P节点左旋


2、把P设置为插入节点(此时等于上面的场景)


3、PP节点右旋


3.2.2 P节点是PP节点的右节点


3.2.2.1 插入节点是P节点的右节点


1、P节点设置为黑色


2、PP节点设置为红色


3、PP节点左旋


3.2.2.2 插入节点是P节点的左节点


1、P节点右旋


2、将P设置为插入节点(此时等于上面场景)


3、PP节点左旋


PP节点左旋


3.2.2.2 插入节点是P节点的左节点


1、P节点右旋


2、将P设置为插入节点(此时等于上面场景)


3、PP节点左旋

image.png

目录
相关文章
|
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。
46 1
|
21天前
|
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。
40 6
|
19天前
|
Java
Java 8 引入的 Streams 功能强大,提供了一种简洁高效的处理数据集合的方式
Java 8 引入的 Streams 功能强大,提供了一种简洁高效的处理数据集合的方式。本文介绍了 Streams 的基本概念和使用方法,包括创建 Streams、中间操作和终端操作,并通过多个案例详细解析了过滤、映射、归并、排序、分组和并行处理等操作,帮助读者更好地理解和掌握这一重要特性。
25 2
|
23天前
|
存储 Java
判断一个元素是否在 Java 中的 Set 集合中
【10月更文挑战第30天】使用`contains()`方法可以方便快捷地判断一个元素是否在Java中的`Set`集合中,但对于自定义对象,需要注意重写`equals()`方法以确保正确的判断结果,同时根据具体的性能需求选择合适的`Set`实现类。
|
19天前
|
安全 Java
Java多线程集合类
本文介绍了Java中线程安全的问题及解决方案。通过示例代码展示了使用`CopyOnWriteArrayList`、`CopyOnWriteArraySet`和`ConcurrentHashMap`来解决多线程环境下集合操作的线程安全问题。这些类通过不同的机制确保了线程安全,提高了并发性能。
|
26天前
|
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。
|
23天前
|
存储 Java 开发者
在 Java 中,如何遍历一个 Set 集合?
【10月更文挑战第30天】开发者可以根据具体的需求和代码风格选择合适的遍历方式。增强for循环简洁直观,适用于大多数简单的遍历场景;迭代器则更加灵活,可在遍历过程中进行更多复杂的操作;而Lambda表达式和`forEach`方法则提供了一种更简洁的函数式编程风格的遍历方式。
|
23天前
|
Java 开发者
|
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。
30 6
|
2月前
|
安全 Java 程序员
深入Java集合框架:解密List的Fail-Fast与Fail-Safe机制
本文介绍了 Java 中 List 的遍历和删除操作,重点讨论了快速失败(fail-fast)和安全失败(fail-safe)机制。通过普通 for 循环、迭代器和 foreach 循环的对比,详细解释了各种方法的优缺点及适用场景,特别是在多线程环境下的表现。最后推荐了适合高并发场景的 fail-safe 容器,如 CopyOnWriteArrayList 和 ConcurrentHashMap。
60 5