java中的数据结构与集合类

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原创最新推荐文章于 2026-06-25 22:45:00 发布 501 阅读 AI 写同款· GEO 优化 ›

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java中的数据结构与集合类

一、首先从java的角度来看
二、从数据结构的角度来看

最近在学算法，但是稍微复杂一点的算法都用到了数据结构，数据结构java有已经实现的类，为了以后写算法题方便，现把算法中用到的所有数据结构结合java集合类整理一编

一、首先从java的角度来看

java集合框架图

从上方的图来分析，最顶层的和数据结构相关的就是map和collection

继承collection的都是线性结构涉及到的线性结构有
- list 继承其的类都具最基础的添加和删除方法add remove
- set 继承此类的具有无重复的特点，具有添加和删除方法add remove
- queue 可以说是队列，实现他的直接接口都是各种队列，具体方法有很多，下面详细分析的时候再写
继承map的方法数据结构中都带有键值对即 <K,V> ，这种数据结构在算法题中用处非常大，很多的地方都会用到，是十分重要的数据结构
此外还有迭代器类和方法，也十分重要

二、从数据结构的角度来看

数据结构有栈队列链表优先队列树等等结构在java中全部实现可以说相对于C语言做算法题的时候省了很多功夫

Java集合类使用注意

集合类一般都有泛型，泛型中不能写基本类型，只能写其中的包装类，一般包装类不谈，有一个包装类不常用，而且比较特殊 char的包装类是 Character，我就经常会忘记。。。

链表 ArrayList LinkedList Arrays

这里主要介绍ArrayLIst和Arrays这两个类，这也是我常常使用到的。
ArrayList和LinkedList是很相似的结构但是内里稍有不同，ArrayList内部使用数组实现，LinkedList内部使用链表实现。使用起来各有不同的优势，但是我常用的就是ArrayList。

ArrayList

add() 添加
remove() 删除
get() 根据下标取值
toArray()
isEmpty()
size()

Arrays

Arrays这是在算法题中经常用到的一个类，他提供了很多实用方法。可以称之为强大的工具类

数组排序 Arrays.sort()
此方法可以给数组排序，一切数字类型数组，甚至char和byte型数组均可以排序
** 比较特殊的一点还而已数组和数字一起排序sort(int[],int,int)。实用这个方法可以解决几个简单的排序算法题，这应该说是钻了空子，找了捷径。
数组复制 Arrays.copyOf()
此方法也经常出现在数组的复制中，有些算法题会用到数组复制，使用这个方法即可
数组复制从i到j Arrays.copyOfRange(int[],i,j)
此方法也是算法题中常用

Stack 栈

基本数据结构之一，原则是先进后出，或者后进先出
~~栈这种数据结构或者说Stack类比较好掌握，方法不多而且很好理解~~
更新：后来了解到，这个类官方并不推荐使用。首先这个类是过去实现的线程安全类，现在有更好的实现方式。其次还有另一个类更符合概念，推荐直接使用LinkedList

LinkedList既可以当做栈这种数据结构来用，也可以当做队列来用。因为LinkedList是用链表来实现的。入队的操作就是把新元素直接添加到链表最后，入栈的操作是添加到链表最前头。pop()和poll()方法都是一个作用，从链表头取元素，但是由于添加时不一样就实现了两种数据结构，通用得还有peek（）方法

pop() 弹栈
push() 入栈
peek() 查看栈顶元素并返回
empty() 判断是否为空

Queue 队列

Queue是个接口，所以使用起来比Stack要稍微复杂一些
队列的特点是先进先出，但是Queue实现的类中优先队列略有不同

LinkedList 实现了Queue接口可以直接当队列来使用
- offer() 加入
- poll() 移出并返回
- peek() 查看并返回
- element() 查看并返回
PriorityQueue 优先队列 树形结构
优先队列相对于普通队列在出队的时候有区别，不是先进的先出，而是优先级高的先出
优先级队列用于实现一些奇怪的算法，比如第k大的数。虽然算法难度上写的是简单级别，但是如果不知道这个数据结构就很难做-_-||
- add() 就是调用了offer()方法，不知道为啥要多此一举-_-||
- offer() 加入
- peek() 查看并返回
- poll() 移出并返回
- 默认优先级为自然顺序，可通过实现Comparator接口来改
- 实现情况为小顶堆详细介绍点击

示例：

import java.util.Comparator;
import java.util.PriorityQueue;

public class YouXianQueue {

	public static void main(String[] args) {
		// TODO Auto-generated method stub
		//比较器Comparator，把优先队列变成大顶堆
		Comparator<Integer> com=new Comparator<Integer>() {
			
			@Override
			public int compare(Integer o1, Integer o2) {
				//根据第一个值小于、等于、大于第二个值，分别返回-1,0,1
				
				//强烈注意，包装类无法直接比大小！！！！！
				
				if(o1.intValue()>o2.intValue()) return -1;
				else if(o1.intValue()<o2.intValue()) return 1;
				else return 0;
			}
		};
		
		//特记载一个简单写法，jdk1.8的新特性
		Comparator<Integer> parator = (o1,o2)->{
				return o2-o1;//三行代码完成上面内容
		};
		
		PriorityQueue<Integer> yx1=new PriorityQueue<Integer>(5,com);//添加比较器变成大顶堆
		for(int i=6;i>=0;i--) {
			yx1.offer(i);
		}
		for(int i=0;i<5;i++) {
			System.out.println(yx1.poll());//自然顺序取，每次取最小值
		}
		PriorityQueue<String> yx2=new PriorityQueue<String>(6);//6是初始堆大小，默认值为11
		yx2.offer("c");
		yx2.offer("a");
		yx2.offer("d");
		yx2.offer("f");
		for(int i=0;i<4;i++) {
			System.out.println(yx2.poll());//自然顺序取，每次取最小值
		}
	}

}