本文介绍了Java中的数据结构，如栈、队列、数组、链表、红黑树等，还阐述了List、Set集合相关知识。List集合有序且可重复，其ArrayList查询快、增删慢，LinkedList则相反；Set集合无序且不重复，HashSet底层是哈希表，LinkedHashSet能保证元素有序。此外，还提及可变参数和集合工具类Collections的常用功能。
数据结构
栈
队列
数组
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i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。我们常说的
链表结构有单向链表与双向链表，那么这里给大家介绍的是单向链表。
查询慢，增加删快。
红黑树
- 我们要说的是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二倍
List集合
-
java.util.List接口 extends Collection接口
List接口的特点:
1.有序的集合,存储元素和取出元素的顺序是一致的(存储123 取出123)
2.有索引,包含了一些带索引的方法
3.允许存储重复的元素 -
List接口中带索引的方法(特有)
- public void add(int index, E element): 将指定的元素，添加到该集合中的指定位置上。
- public E get(int index):返回集合中指定位置的元素。
- public E remove(int index): 移除列表中指定位置的元素, 返回的是被移除的元素。
- public E set(int index, E element):用指定元素替换集合中指定位置的元素,返回值的更新前的元素。
注意:
操作索引的时候,一定要防止索引越界异常
IndexOutOfBoundsException:索引越界异常,集合会报
ArrayIndexOutOfBoundsException:数组索引越界异常
StringIndexOutOfBoundsException:字符串索引越界异常 -
//List集合遍历有3种方式
//使用普通的for循环
for(int i=0; i<list.size(); i++){
//public E get(int index):返回集合中指定位置的元素。
String s = list.get(i);
System.out.println(s);
}
//使用迭代器
Iterator it = list.iterator();
while(it.hasNext()){
String s = it.next();
System.out.println(s);
}
//使用增强for
for (String s : list) {
System.out.println(s);
}
List的子类
ArrayList
- java.util.ArrayList 集合数据存储的结构是数组结构。元素增删慢，查找快，由于日常开发中使用最多的功能为
查询数据、遍历数据，所以 ArrayList 是最常用的集合
注意：此实现不是同步的。
LinkedList
- java.util.LinkedList 集合数据存储的结构是链表结构。方便元素添加、删除的集合。
- java.util.LinkedList集合 implements List接口
LinkedList集合的特点:
1.底层是一个链表结构:查询慢,增删快
2.里边包含了大量操作首尾元素的方法
注意:使用LinkedList集合特有的方法,不能使用多态
- public void addFirst(E e):将指定元素插入此列表的开头。
- public void addLast(E e):将指定元素添加到此列表的结尾。
- public void push(E e):将元素推入此列表所表示的堆栈。
- public E getFirst():返回此列表的第一个元素。
- public E getLast():返回此列表的最后一个元素。
- public E removeFirst():移除并返回此列表的第一个元素。
- public E removeLast():移除并返回此列表的最后一个元素。
- public E pop():从此列表所表示的堆栈处弹出一个元素。
- public boolean isEmpty()：如果列表不包含元素，则返回true。
Vector集合
Set接口
-
java.util.Set 接口和 java.util.List 接口一样，同样继承自 Collection 接口，它与 Collection 接口中的方法基本一致，并没有对 Collection 接口进行功能上的扩充，只是比 Collection 接口更加严格了。与 List 接口不同的是， Set 接口中元素无序，并且都会以某种规则保证存入的元素不出现重复。
-
java.util.Set接口 extends Collection接口
Set接口的特点:
1.不允许存储重复的元素
2.没有索引,没有带索引的方法,也不能使用普通的for循环遍历
java.util.HashSet集合 implements Set接口
HashSet特点:
1.不允许存储重复的元素
2.没有索引,没有带索引的方法,也不能使用普通的for循环遍历
3.是一个无序的集合,存储元素和取出元素的顺序有可能不一致
4.底层是一个哈希表结构(查询的速度非常的快)
HashSet是Set接口的实现类
- 哈希值:是一个十进制的整数,由系统随机给出(就是对象的地址值,是一个逻辑地址,是模拟出来得到地址,不是数据实际存储的物理地址)
在Object类有一个方法,可以获取对象的哈希值
int hashCode() 返回该对象的哈希码值。
hashCode方法的源码:
public native int hashCode();
native:代表该方法调用的是本地操作系统的方法
HashSet集合存储数据的结构（哈希表）
Set集合存储元素不重复的原理
HashSet存储自定义类型元素
- 给HashSet中存放自定义类型元素时，需要重写对象中的hashCode和equals方法，建立自己的比较方式，才能保证HashSet集合中的对象唯一。
- 为什么？：因为HashSet在存储数据的时候，先查询数据的hash值是否存在，如果不存在，就存储，如果存在，就继续用equals方法进行判断比较是否相同。
如果不重写hashCode()方法，相同数据计算得到的hash值会不同。重写后才会相同–>具体重写后会相同的原因？？？
Q： Set集合存储元素不重复的原理？
A：
LinkedHashSet（有序、不允许重复）
- java.util.LinkedHashSet集合 extends HashSet集合
LinkedHashSet集合特点:
底层是一个哈希表(数组+链表/红黑树)+链表:多了一条链表(记录元素的存储顺序),保证元素有序
可变参数
-
在JDK1.5之后，如果我们定义一个方法需要接受多个参数，并且多个参数类型一致，我们可以对其简化成如下格
式：
修饰符 返回值类型 方法名(参数类型… 形参名){ } -
可变参数:是JDK1.5之后出现的新特性
使用前提:
当方法的参数列表数据类型已经确定,但是参数的个数不确定,就可以使用可变参数.
使用格式:定义方法时使用
修饰符 返回值类型 方法名(数据类型…变量名){}
可变参数的原理:
可变参数底层就是一个数组,根据传递参数个数不同,会创建不同长度的数组,来存储这些参数
传递的参数个数,可以是0个(不传递),1,2…多个 -
可变参数的注意事项
1.一个方法的参数列表,只能有一个可变参数
2.如果方法的参数有多个,那么可变参数必须写在参数列表的末尾
Collections（集合工具类）
常用功能
-
java.utils.Collections 是集合工具类，用来对集合进行操作。部分方法如下：
-
public static boolean addAll(Collection c, T… elements) :往集合中添加一些元素。
public static void shuffle(List<?> list) 打乱顺序 :打乱集合顺序。
public static void sort(List list) :将集合中元素按照默认规则（升序）排序。
public static void sort(List list，Comparator<? super T> ) :将集合中元素按照指定规则排序。 -
java.utils.Collections是集合工具类，用来对集合进行操作。部分方法如下：
public static void sort(List list):将集合中元素按照默认规则排序。注意:
sort(List list)使用前提
被排序的集合里边存储的元素,必须实现Comparable,重写接口中的方法compareTo定义排序的规则Comparable接口的排序规则:
自己(this)-参数:升序
Collections.sort方法的实体类必须implements Comparable接口，并覆盖compareTo方法。
-
java.utils.Collections是集合工具类，用来对集合进行操作。部分方法如下：
public static void sort(List list，Comparator<? super T> ):将集合中元素按照指定规则排序。Comparator和Comparable的区别
Comparable:自己(this)和别人(参数)比较,自己需要实现Comparable接口,重写比较的规则compareTo方法
Comparator:相当于找一个第三方的裁判,比较两个Comparator的排序规则:
o1-o2:升序
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