常见的数据结构java实现

1.常见数据结构的Java实现 
(1)链表的基本操作  掌握该方法即可
(2)栈
(3)树集
(4)树映射
(5)散列表
(6)散列集


2.链表的创建
使用java.util包中的LinkedList类，可以创建一个链表对象。例如：
LinkedList mylist=new LinkedList();  //创建了一个空双链表
也可以使用add()方法向链表依次增加节点。例如增加节点：
mylist.add(“It”);
mylist.add(“is”);
mylist.add(“a”);
mylist.add(“door”);
这样就形成了4个节点的链表，数据依次为“It”、“is”、“a”、“door”，4个节点是自动链接的。 


3.LinkedList类中的常用方法


public boolean add(Object element) //向链表末尾添加一个新的节点，该节点中的数据是参数element指定的对象。
public void add(int index, Object element ) //向链表指定位置添加节点，该节点中的数据是参数element指定的对象。
public void addFirst(Object element) //向链表头添加新节点，该节点中的数据是参数element指定的对象。
public void addLast(Object element) //向链表尾添加新节点，该节点中的数据是参数element指定的对象。
public Object removeFirst() //删除第一个节点，并返回这个节点中的对象。
public Object removeLast() //删除最后一个节点，并返回这个节点中的对象。
public Object remove (int index) //删除指定位置的节点
public Object get (int index) //得到指定位置的节点
public Object getFirst() //得到链表第一个节点的对象。
public Object getLast() //得到链表最后一个节点的对象。
int indexOf(Object element)：返回节点对象element在链表中首次出现的位置，如果链表中无此节点对象则返回-1。
public int lastIndexOf(Object element)：返回节点对象element在链表中最后出现的位置，如果链表中无此节点对象则返回-1。
public Object set(int index,Object element) //将当前链表index位置节点中的对象替换成参数element指定的对象，返回被替换对象。
public int size( ) //返回量表的长度，即节点的个数。
public boolean contains(Object element)：判断链表节点对象中是否含有element。


4.使用Iterator类遍历链表


迭代器（Iterator），又叫做游标（Cursor）。
提供一种方法访问一个容器（container）对象中各个元素，而又不需暴露该对象的内部细节。 


Boolean  hasNext()：如果仍有元素可以迭代，则返回 true。
Object next()：返回迭代的下一个元素。
void remove()：从迭代器指向的集合中移除迭代器返回的最后一个元素。
一个链表对象可以使用iterator()方法获取Iterator变量， Iterator对象中每个数据成员刚好是链表节点中的数据，而且这些数据成员是按顺序存放在Iterator对象中的， Iterator对象使用next()方法可以得到其中的数据成员。




5.栈
栈（Stack）也是一种特殊的线性表，是限定仅在表尾进行插入和删除运算的线性表，是一种后进先出（LIFO）的数据结构。
只能在一端进行输入或输出数据的操作，堆栈把第一个放入该堆栈的数据放在最底下，而把后续放入的数据放在已有数据的顶上，表尾称为栈顶（top），表头称为栈底（bottom）。
栈的物理存储可以用顺序存储结构，也可以用链式存储结构。向堆栈中输入数据的操作称为“压栈”，从栈中输出数据的操作称为“弹栈”。


6.栈的常用方法
使用java.util包中的Stack类创建一个堆栈对象，堆栈对象可以使用以下方法：
public Object push(Object data) //输入数据，实现压栈操作
public Object pop() //输出数据，实现弹栈操作
public boolean empty() //测试堆栈是否为空。如果空，返回true，否则返回false
public object peek() //查看堆栈顶端的数据，但不删除该数据。
public int search(Object data) //返回对象在栈中的位置，最顶端的位置是１，向下依次增加，如果堆栈不含此数据，则返回-1。




7.用链表实现栈
可以采用链表的方法来实现栈。
用方法addFirst(Object element)实现进栈操作。
用方法removeFirst()实现出栈。
用方法getFirst()实现栈顶数据查询。
用方法isEmpty() 实现栈是否为空。


8.树集
TreeSet类是实现Set接口的类。
树集是由一些节点对象组成的数据结构，节点按着树形一层一层的排列。
树集是个有序集合，可以按照任何顺序将元素插入该集合，该元素将被纳入它的相应的排序位置；当迭代通过该集合时，各个值将自动按照排序后的顺序出现；将元素添加给树集的速度要比将它添加给散列表慢，但是仍然比添加到数组或链接式列表中的正确位置快。


9.用构造方法TreeSet()创建一个树集
可以使用java.util包中的TreeSet来创建一个树集，如
TreeSet mytree=new TreeSet();
mytree.add("boy");       //然后使用add方法为树集添加节点：
mytree.add("zoo");
mytree.add("apple");
mytree.add("girl");


10.用构造方法TreeSet（Comparator c）创建一个树集
很多对象不适合用字典序进行比较，在创建树集时可自己规定节点按着什么样的“大小”顺序排列。
假如我们有四个学生对象，他们有姓名和成绩，我们想把这四个对象做为一个树集的节点，并按着成绩的高低排列节点，而不是按着姓名的字典序排列节点。


11.(1)首先创建学生的NewStudent类必须实现接口：Comparable。
Comparable接口中有一个方法：
public int compareTo(Object b); 
所有可以排序的类都必须实现Comparable接口。
NewStudent类通过实现这个接口来规定它创建的对象的大小关系，如下所示。
Java规定：
a.compareTo(b)＝０时，称二者相等；
s1.compare(s2)>０时，称a大于b；
s1.compare(s2)<０时，称a小于b。




12.TreeSet类的一些常用方法
TreeSet类的一些常用方法如下：
public boolean add(Object o)：向树集添加加节点，添加成功返回true，否则返回false。
public void clear()：删除所有的节点。
public void contains(Object o)：如果包含节点o返回true 。
public Object first()：返回根节点，即第一个节点（最小的节点）。
public Object last()：返回最后一个节点（最大的节点）。
public isEmpty()：判断是否是空树集，如果树集不含节点返回true 。
public boolean remove(Object o)：删除节点o。
public int size()：返回节点数目。


13.树映射
上一节学习的树集TreeSet适合用于数据的排序，结点是按着存储的对象的大小升序排列。TreeMap类实现了Map接口，称TreeMap对象为树映射。树映射使用：
public V put(K key,V value); 
方法添加结点，该结点不仅存储数据value，而且也存储和其关联的关键字key，也就是说，树映射的结点存储“关键字/值”对。和树集不同的是，树映射保证结点是按照结点中的关键字升序排列。TreeMap类的常用构造方法如下：
TreeMap()：构造一个新的空映射，该映射按照键的自然顺序排序。
TreeMap(Comparator<? super K> c)：构造一个新的空映射，该映射根据给定的比较器进行排序。


14.散列表Hashtable
散列表是使用相关关键字查找被存储的数据项的一种数据结构，关键字必须唯一，任何非 null 对象都可以用作键或值。
散列表在它需要更多的存储空间时会自动增大容量。例如，如果散列表的装载因子是0.75，那么当散列表的容量被使用了75%时，它就把容量增加到原始容量的２倍。
为了成功地在哈希表中存储和检索对象，用作键的对象必须实现 hashCode 方法和 equals 方法


15.散列表是使用相关关键字查找被存储的数据项的一种数据结构，关键字必须唯一，任何非 null 对象都可以用作键或值。
散列表在它需要更多的存储空间时会自动增大容量。例如，如果散列表的装载因子是0.75，那么当散列表的容量被使用了75%时，它就把容量增加到原始容量的２倍。


为了成功地在哈希表中存储和检索对象，用作键的对象必须实现 hashCode 方法和 equals 方法


16.Hashtable类的常用方法
Hashtable类的常用方法如下：
public Hashtable()：创建具有默认容量和装载因子为0.75的散列表。
public Hashtable(int itialCapacity)：创建具有指定容量和装载因子为0.75的散列表。
public Hashtable(int initialCapacity,float loadFactor)：创建具有默认容量和指定装载因子散列表。
public void clear()：清空散列表。
public boolean contains(Object o)：判断散列表是否有含有元素o。
public Object get(Object key)：获取散列表中具有关键字key的数据项。
public boolean isEmpty()：判断散列表是否为空。
public Object put(Object key,Object value)：向散列表添加数据项value并把关键字key关联到数据项value。
public Object remove(Object key)：删除关键字是key的数据项。
public int size()：获取散列表中关键字的数目。
elements()方法返回一个Enumeration对象，实现遍历散列表.




17.散列集
散列表是个链接式列表的阵列，每个列表称为一个散列表元，散列表为每个对象计算出一个整数，称为散列码，不存在重复的多个元素；若要查找表中的某个对象的位置，只要计算出它的散列码，再将它减去以散列表元的总数为模数的值，得出的数就是拥有该元素的散列表元的索引。如果大致知道散列表最终会拥有多少个元素，那么应该将初始散列表元的数量设置为大约是预期元素数量的150%，最好是将散列表的大小设置成一个素数。在Java中，使用加载因子决定何时要对散列表进行再散列。
Java的集合库提供了一个HashSet类，用于根据散列表来实现一个散列集；构造函数如下：
HashSet(int initialCapacity); 
HashSet(int initialCapacity,float loadFactor); 


只有在不在乎集合中的各个元素的顺序时，才能使用散列集。
Java增加了一个类LinkedHashSet，用于跟踪添加给散列集的元素顺序；其迭代器会按照元素的插入顺序来访问各个元素。








18.HashSet和TreeSet的比较：
HashSet是基于Hash算法实现的，其性能通常都优于TreeSet。我们通常都应该使用HashSet，在我们需要排序的功能时，我们才使用TreeSet。