Java常见的集合的数据结构

数据结构

数据结构__栈：先进后出

栈：stack,又称堆栈，它是运算受限的线性表，其限制是仅允许在标的一端进行插入和删除操作，不允许在其他任何位置进行添加、查找、删除等操作。 简单的说：采用该结构的集合，对元素的存取有如下的特点

• 先进后出（即，存进去的元素，要在后它后面的元素依次取出后，才能取出该元素）。例如：子弹压进弹夹，先压进去的子弹在下面，后压进去的子弹在上面，当开枪时，先弹出上面的子弹，然后才能弹出下面的子弹。

• 栈的入口、出口的都是栈的顶端位置。

这里两个名词需要注意： 压栈：就是存元素。即，把元素存储到栈的顶端位置，栈中已有元素依次向栈底方向移 动一个位置。 弹栈：就是取元素。即，把栈的顶端位置元素取出，栈中已有元素依次向栈顶方向移动 一个位置。

数据结构__队列：先进先出

队列：queue,简称队，它同堆栈一样，也是一种运算受限的线性表，其限制是仅允许在表的一端进行插入，而在表的另一端进行删除。

简单的说，采用该结构的集合， 对元素的存取有如下的特点：

• 先进先出（即，存进去的。如，小火车过山洞，车头先进去，车尾后进去；车头先出来，车尾后出来。

数据结构__数组：

特点：

• 查询快：数组的地址是连续的，我们通过数组的首地址可以找到数组，通过数组的索引可以快速查找某一个元素。

• 增删慢：数组的长度是固定的，我们想要增加/删除一个元素，必须创建一个新数组，把源数组的数据复制过来。

  • 原因：

    • 要把数组中索引是3的元素删除必须创建一个新的数组，长度是源数组的长度-1,

    • 把源数组的其他元素复制到新数组中在新数组的地址赋值给变量ar

    • 源数组会在内存中被销毁（垃圾回收）

数据结构__链表：

链表特点：

• 查询慢：链表中地址不是连续的，每次查询元素，都必须从头开始查询。

• 增删快：链表结构，增加/删除一个元素对链表的整体结构没有影响， 所以增删快。

链表中的每一个元素也称之为一个节点一个节点包含了：

• 一个数据源（存储数组），两个指针域（存储地址）

单向链表：链表中只有一条链子，不能保证元素的顺序 （存储元素和取出元素的顺序有可能不一致）

双向链表：链表中有两条链子，有一条链子是专门记录元素的顺序，是一个有序的集合

数据结构__红黑树【二叉树】：

二叉树：binary tree ,是每个结点不超过2的有序树（tree） 。 简单的理解：

• 就是一种类似于我们生活中树的结构，只不过每个结点上都最多只能有两个子结点。

二叉树是每个节点最多有两个子树的树结构。 顶上的叫根结点，两边被称作“左子树”和“右子树”。

二叉树的一种比较有意思的叫做红黑树，红黑树本身就是一颗二叉查找树，将节点插入后，该树仍然是一颗二叉查找树。也就意味着，树的键值仍然是有序的。

红黑树：

• 特点：

  • 趋近于平衡树，查询的速度非常的快，查询叶子节点最大次数和最小次数不能超过2倍。

约束条件：

约束：

1.节点可以是红色的或者黑色的

2.根节点是黑色的

3.叶子节点（空节点点是黑色的）

4.每个红色的节点的子节点都是黑色的

5.任何一个节点到其每一个叶子节点 的所有路径上黑色节点数相同

HashSet集合存储的数据结构-哈希表

哈希表是什么？

在JDK1.8之前，哈希表底层采用数组+链表实现，即使用链表处理冲突，同一hash值的链表都存储在一个链表里。

但是当位于一个桶中的元素较多，即hash值相等的元素较多时，通过key值依次查找的效率较低。

而JDK1.8中，哈希表存储采用数组+链表+红黑树实现，当链表长度超过阈值（8）时，将链表转换为红黑树，这样大大减少了查找时间。

简单的来说，哈希表是由数组+链表+红黑树（JDK1.8增加了红黑树部分）实现的，如下图所示。