Java版数据结构与算法读书笔记（一）

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#数据结构与算法 #Java #栈 #链表

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本文深入解析数据结构，包括集合、线性、树形、图形结构及其物理存储方式，如顺序和链式存储。探讨Java中List、Vector、Stack等类的实现原理，以及它们在不同场景下的应用效能。

数据结构是数据之间相互存在的一种或多种特定关系元素的集合。
按逻辑结构来划分
集合机构
线性结构
树形结构
图形结构
在这里插入图片描述

物理结构
从内存和存储顺序来划分
1.顺序存储结构
2.链式存储结构

根据上面的结构，Java抽象出来对应的类

线性表（List）
Java里面最基本的线性顺序结构就是数组。
在这里插入图片描述
对于添加和删除消耗会大一些，因为需要维护index。
Java里面典型的实现类是ArrayList。底层实现是数组。
使用Iterator迭代器删除是安全的，因为他使用了数组复制的方法。

使用链式存储结构存储线性表
底层不是数组，而是一个个node类，里面制定了元素的顺序（上一个，下一个）。
用一组任意的存储单元存储线性表的数据元素，这组存储单元可以是连续的，也可以是不连续的。
在这里插入图片描述
删除和插入效率高，查询效率低。双向链表LRU用的比较多。

Vector
Vector继承自AbstractList。所以他也是线性的，也是用数组来实现的。线程安全版本的ArrayList。

栈（Stack）
Stack继承自Vector，Vector继承自AbstractList。所以他也是线性的表，也是用数组来实现的。栈相当于对数组进行了一层封装。栈顶就是数组最后一个元素。出栈入栈其实就是对数组的操作。
在这里插入图片描述
有一些比较好用但是大家不熟悉关于栈的函数，
search，搜索，找对应的元素，第一次出现的元素的下标，从栈顶开始搜。

栈的经典案例：波兰表达式，将标准的中缀表达式转换为计算机采用的后缀表达式，计算结果也是用的栈。
在这里插入图片描述
中转后的规则：数字输出，运算符进栈，括号匹配出栈，栈顶优先级高出栈。

	private static String cs = "9+(3-1)*3+10/2";
	private static Stack<Character> s = new Stack<Character>();
	
	public static void main(String[] args){
		StringBuilder sb = new StringBuilder("");
		char[] n = cs.toCharArray();
	    for(int i = 0;i < n.length;i++){
	    	if(n[i] >= '0' && n[i] <= '9'){
	    		sb.append(n[i]);
	    	}else if(n[i] == '+' || n[i] == '-'||n[i] == '('){
		    	s.push(n[i]);
		    }else if(n[i] == ')'){
		    	while(s.peek()!='('){
		    		sb.append(s.peek());
		    		s.pop();
		    	}
		    	s.pop();
		    }else if(n[i] == '*' || n[i] == '/'){
		    	if(s.peek() == '+' || s.peek() == '-'){
		    		sb.append(n[i+1]);
		    		sb.append(n[i]);
		    		sb.append(s.peek());
		    		s.pop();
		    		i = i +1;
		    	}
		    }
	    	
	    }
	    
	    while(!s.isEmpty()){
	    	sb.append(s.peek());
	    	s.pop();
	    }
		System.out.println(sb.toString());
	}