站在巨人的肩膀上學數據結構，不飄也難啊！

時間 2021-04-02

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前言

今天咱們來學一下數據結構方面的知識，對紮實 Java 的基本功很是有用，學會了就會有一種自帶大佬的感受，嘿嘿。數據結構，也就是 Data Structure，是一種存儲數據的結構體，數據與數據之間存在着必定的關係，這樣的關係有數據的邏輯關係、數據的存儲關係和數據的運算關係，整理一份MySQL學習筆記，數據結構和MySQL仍是離不開的。在 Java 中，數據結構通常能夠分爲兩大類：線性數據結構和非線性數據結構。哈哈，這個名字頗有靈魂吧？面試

線性數據結構

1）數組

一眼看上去就知道的，像 String []、int [] 這種；還有須要看兩眼才能看透的（看源碼了），像 ArrayList，內部對數組進行了封裝。算法

數組這種數據結構最大的好處，就是能夠根據下標（或者叫索引）進行操做，插入的時候能夠根據下標直接插入到具體的位置，但與此同時，後面的元素就須要所有向後移動，須要移動的數據越多，就越累。數據庫

假設如今已經有了一個 ArrayList 了，準備在第 4 個位置（下標爲 3）上添加一個元素 55。數組

此時 ArrayList 中國 5 個位置之後的元素將會向後移動。數據結構

準備把 23 從 ArrayList 中移除。ide

此時下標爲七、八、9 的元素往前挪。學習

簡單總結一下 ArrayList 的時間複雜度，方便你們在學習的時候做爲參考。優化

一、經過下標（也就是 get(int index)）訪問一個元素的時間複雜度爲 O(1)，由於是直達的，不管數據增大多少倍，耗時都不變。動畫

二、添加一個元素（也就是 add()）的時間複雜度爲 O(1)，由於直接添加到末尾。3d

三、刪除一個元素的時間複雜度爲 O(n)，由於要遍歷列表，數據量增大幾倍，耗時也增大幾倍。

四、查找一個未排序的列表時間複雜度爲 O(n)，由於要遍歷列表；查找排序過的列表時間複雜度爲 O(log n)，由於可使用二分查找法，當數據增大 n 倍時，耗時增大 logn 倍（這裏的 log 是以 2 爲底的，每找一次排除一半的可能）。

2）鏈表

鏈表在物理存儲空間是不連續的，但每一個節點要麼知道它的下一個節點是誰，要麼知道它的上一個節點是誰，彷彿就像咱們之間隔着千山萬水，卻心有靈犀一點鏈。像 LinkedList 就是最典型的鏈表結構，經過引用相互連接。

LinkedList 中的每個元素均可以稱之爲節點（Node），每個節點都包含三個項目：其一是元素自己，其二是指向下一個元素的引用地址，其三是指向上一個元素的引用地址。

LinkedList 看起來就像下面這個樣子：

第一個節點因爲沒有前一個節點，因此 prev 爲 null；
最後一個節點因爲沒有後一個節點，因此 next 爲 null；
這是一個雙向鏈表，每個節點都由三部分組成，先後節點和值。

相比 ArrayList，LinkedList 有如下優點：

一、LinkedList 容許內存進行動態分配，這就意味着內存分配是由編譯器在運行時完成的，咱們無需在 LinkedList 聲明的時候指定大小。

二、LinkedList 不須要在連續的位置上存儲元素，由於節點能夠經過引用指定下一個節點或者前一個節點。也就是說，LinkedList 在插入和刪除元素的時候代價很低，由於不須要移動其餘元素，只須要更新前一個節點和後一個節點的引用地址便可。

3）棧

棧是一種很是有用的數據結構，它就像一摞盤子，第一個放在最下面，第二個放在第一個上面，第三個放在第二個上面，最後一個放在最上面。棧遵循後進先出的原則，也就是「Last In First Out」（簡稱 LIFO）——最後的一個進的，最早出去。

對於棧這樣一個數據結構來講，它有兩個常見的動做：

push，中文釋義有不少種，我我的更喜歡叫它「壓入」，很是形象。當咱們要把一個數據放入棧的頂部，這個動做就叫作 push。
pop，一樣的，我我的更喜歡叫它「彈出」，帶有很強烈的動畫效果，有沒有？當咱們要從棧中移除一個數據時，這個動做就叫作 pop。

4）隊列

隊列，只容許在隊尾添加數據，隊首移除數據。隊列在 Java 中的出現頻率很是高，有各類不一樣的類來知足不一樣的場景需求。像優先級隊列 PriorityQueue、延時隊列 DelayQueue 等等。隊列遵循的是 First In First Out，縮寫爲 FIFO，也就是先進先出，第一個進入隊列的第一個先出來。