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《Java 数据结构》

article 2025/1/5 17:11:40

《Java 数据结构》

1. 概述

Java 数据结构是计算机科学中的一种基础概念，它涉及到数据的组织和存储方式，以便能够高效地访问和修改数据。在 Java 中，数据结构通常通过类和接口来实现，这些类和接口提供了用于操作数据的各种方法。Java 的数据结构包括数组、链表、栈、队列、哈希表、树、图等。

2. 数组

数组是一种最基本的数据结构，它是一组具有相同类型的元素的集合。在 Java 中，数组是固定大小的，一旦创建，其大小就不能更改。数组可以通过索引来访问和修改元素，索引从 0 开始。

int[] numbers = new int[5];
numbers[0] = 10;
numbers[1] = 20;
numbers[2] = 30;
numbers[3] = 40;
numbers[4] = 50;

3. 链表

链表是一种动态数据结构，它由一系列节点组成，每个节点包含数据和一个或多个指向其他节点的指针。链表的主要优点是它可以轻松地插入和删除元素。Java 中的链表可以通过 java.util.LinkedList 类来实现。

LinkedList<String> linkedList = new LinkedList<>();
linkedList.add("Apple");
linkedList.add("Banana");
linkedList.add("Cherry");

4. 栈

栈是一种后进先出（LIFO）的数据结构，它允许在栈顶插入和删除元素。Java 中的栈可以通过 java.util.Stack 类来实现。

Stack<String> stack = new Stack<>();
stack.push("Apple");
stack.push("Banana");
stack.push("Cherry");

5. 队列

队列是一种先进先出（FIFO）的数据结构，它允许在队尾插入元素，并在队首删除元素。Java 中的队列可以通过 java.util.Queue 接口和 java.util.LinkedList 类来实现。

Queue<String> queue = new LinkedList<>();
queue.add("Apple");
queue.add("Banana");
queue.add("Cherry");

6. 哈希表

哈希表是一种基于键值对的数据结构，它通过哈希函数将键映射到表中的一个位置，以实现快速访问、插入和删除操作。Java 中的哈希表可以通过 java.util.HashMap 类来实现。

HashMap<String, Integer> hashMap = new HashMap<>();
hashMap.put("Apple", 1);
hashMap.put("Banana", 2);
hashMap.put("Cherry", 3);

7. 树

树是一种非线性的数据结构，它由节点组成，每个节点有零个或多个子节点。树的主要特点是每个节点都只有一个父节点。Java 中的树可以通过各种自定义类来实现。

class TreeNode {
    String data;
    List<TreeNode> children;

    TreeNode(String data) {
        this.data = data;
        this.children = new ArrayList<>();
    }
}

TreeNode root = new TreeNode("Root");
TreeNode child1 = new TreeNode("Child 1");
TreeNode child2 = new TreeNode("Child 2");

root.children.add(child1);
root.children.add(child2);

8. 图

图是一种非线性的数据结构，它由节点（称为顶点）和边组成，边用于表示顶点之间的关系。Java 中的图可以通过各种自定义类来实现。

class GraphNode {
    String data;
    List<GraphNode> neighbors;

    GraphNode(String data) {
        this.data = data;
        this.neighbors = new ArrayList<>();
    }
}

GraphNode node1 = new GraphNode("Node 1");
GraphNode node2 = new GraphNode("Node 2");
GraphNode node3 = new GraphNode("Node 3");

node1.neighbors.add(node2);
node2.neighbors.add(node3);