整理篇-Java学习之常见数据存储结构

数据结构

如何合理地组织数据、高效地处理数据，就是“数据结构”主要研究的问题。

常见数据结构

常见的数据存储结构有：

• 栈
• 队列
• 数组
• 链表
• 红黑树

栈

栈（stack）是限定仅在表尾进行插入或删除操作的线性表，表尾端称为栈顶（top），反之，表头端称为栈底（bottom），栈遵循先进后出的原则。不含元素的空表称为空栈。

栈的入口、出口的都是栈的顶端位置。
栈的名词：压栈（存元素）、弹栈（取元素）

栈的基本操作：

• new：实例化
• add：存元素
• push：压栈，即存元素
• pop：弹(出)栈，即取元素
• peek：查看元素

add与push的区别：

• add添加元素，返回值是boolean型
• push添加元素，返回值为参数类型

pop与peek的区别：

栈顶元素（数组的最后一个元素）

• pop方法是查看栈顶元素，但会移除
• peek方法是查看栈顶元素，不移除

队列

队列（queue），和栈相反，队列是一种先进先出的线性表。它只允许在表的一端进行插入，而在另一端删除元素。
在队列中，允许插入的一段称为队尾（rear），允许删除的一端称为队头（front）。空队列是不含元素的空表。
队列的概念如常见的排队一致，最早排队的的人最先离开。

数组

数组（Array）是在内存中开辟一段连续的空间，是由类型相同的数据元素构成的有序集合，每个元素称为数组元素。

数组的特点：

• 通过索引可以快速访问指定位置的元素。
• 数组增删元素慢：

增加元素，需要创建新的数组，指定新元素存储在指定索引位置，再把原数组元素根据索引，复制到新数组对应索引的位置。
删除元素，也需要创建新的数组，把原数组元素根据索引，复制到新数组对应索引的位置，原数组中指定索引位置元素不复制到新数组中。

链表

链表（linked list）由一系列结点node（链表中每一个元素称为结点）组成，结点可以在运行时动态生成。
每个结点包括两个部分：
一个是存储数据元素的数据域，另一个是存储下一个结点地址的指针域。

红黑树

• 二叉树（binary tree），是每个结点不超过2的有序树（tree）。
• 一种类似于我们生活中树的结构，只不过每个结点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。树的键值仍然是有序的。

红黑树的约束：

• 节点可以是红色的或者黑色的
• 根节点是黑色的
• 叶子节点（特指空节点）是黑色的
• 每个红色节点的子节点都是黑色的
• 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

红黑树的特点：
速度特别快，趋近平衡树，查找叶子元素最少和最多次数不多于2倍。