5.5 數據結構和算法

1.數據的邏輯結構：

　　1）線性結構：（只有一個開始結點和一個終端結點）

　　2）非線性結構:(一個結點有多個前驅結點和後繼結點)

　　　　A: 集合：(元素之間的關係較爲鬆散)               　　　　B: 線性結構：(元素之間存在嚴格的一對一的關係)

　　　　C: 樹形結構：(元素之將存在嚴格的一對多關係)     　　  D: 網狀結構: (元素之間存在多對多關係)

2.數據的存儲結構:  

　　　　A:順序結構   　　B:鏈接結構    　　C:索引結構    　　D:散列結構

　　對JAVA的集合的理解是相對於數組。數組是大小固定的，而且同一個數組只能存放類型同樣的數據（基本類型/引用類型）；JAVA集合能夠存儲和操做數目不固定的一組數據。

　　全部的JAVA集合都位於 java.util包中，JAVA集合只能存放引用類型的的數據，不能存放基本數據類型。

JAVA集合主要分爲三種類型：　　Set(集)　　List(列表)　　Map(映射)

• List         =  排成一長隊的小豬
• Map       =  放在一個個，有房間號的屋子裏面的一羣小豬
• Set         =  一羣小豬貼上號，而後趕到一個豬圈裏

Collection 接口

　　Collection是最基本的集合接口，聲明瞭適用於JAVA集合（只包括Set和List，Map沒有）的通用方法。

Collection接口的方法：  （有一個工具類 Collections）

• 　　boolean  add(Object o) :      向集合中加入一個對象的引用
• 　　void  clear() :               刪除集合中全部的對象，即再也不持有這些對象的引用
• 　　boolean  isEmpty() :         判斷集合是否爲空
• 　　boolean  contains(Object o):   判斷集合中是否持有特定對象的引用
• 　　Iterartor  iterator() :          返回一個Iterator對象，能夠用來遍歷集合中的元素
• 　　boolean  remove(Object o):    從集合中刪除一個對象的引用
• 　　Object[]  toArray() :          返回一個數組，該數組中包括集合中的全部元素

Iterator接口聲明瞭以下方法：

• 　　hasNext():  判斷集合中元素是否遍歷完畢（便是否還有下一個元素），若是沒有，就返回true
• 　　next() :     返回下一個元素
• 　　remove():   從集合中刪除上一個有next()方法返回的元素。

Set 的用法：

　　存放的是對象的引用，沒有重複對象

　　Set set=new HashSet();                     
　　String s1=new String("hello"); 　　
　　String s2=s1;   String s3=new String("world");　　
　　set.add(s1); 　　
　　set.add(s2);　　
　　set.add(s3);
　　System.out.println(set.size());//打印數目 爲 2。

 

　　Set 的 add()方法是如何判斷對象是否已經存放在集合中？

　　 經過迭代器，遍歷比較。

• HashSet : 爲快速查找設計的Set。存入HashSet的對象必須定義hashCode()。
• TreeSet : 保存次序的Set, 底層爲樹結構。使用它能夠從Set中提取有序的序列。
• LinkedHashSet : 具備HashSet的查詢速度，且內部使用鏈表維護元素的順序(插入的次序)。因而在使用迭代器遍歷Set時，結果會按元素插入的次序顯示。

List(列表)：

　　List的特徵是其元素以 線性方式存儲，集合中能夠存放重複對象。　　List 的 get(int index) 方法放回集合中由參數index指定的索引位置的對象，下標從「0」 開始。

最基本的兩種檢索集合中的全部對象的方法：

1: 用for循環和get()方法：                     2: 使用 迭代器（Iterator）:
　　for(int i=0; I < size; i++){                Iterator it = list.iterator();
　　    System.out.println(list.get(i));        while(it.hashNext){
　　}                                                System.out.println(it.next);
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 }

 

List接口下一共實現了三個類：ArrayList（Java1.2纔有），Vector（Java1.0就有），LinkedList。

• LinkedList採用鏈表數據結構，它通常主要用在保持數據的插入順序的時候。插入和刪除速度快，訪問速度慢。
• ArrayList和Vector都是用數組實現的，用於對元素進行隨機訪問，主要有這麼三個區別：

1. 1.  Vector是多線程安全的，而ArrayList不是，這個能夠從源碼中看出，Vector類中的方法不少有synchronized進行修飾，這樣就致使了Vector在效率上沒法與ArrayList相比；
   2.  兩個都是採用的線性連續空間存儲元素，可是當空間不足的時候，兩個類的增長方式是不一樣的：Vector增長原來空間的一倍，ArrayList增長原來空間的50%。
   3. Vector能夠設置增加因子，而ArrayList不能夠，最開始看這個的時候，我沒理解什麼是增量因子，不過經過對比一下兩個源碼理解了這個，先看看兩個類的構造方法：

ArrayList有三個構造方法：

public ArrayList(int initialCapacity)        // 構造一個具備指定初始容量的空列表。  
public ArrayList()                      // 構造一個初始容量爲10的空列表。  
public ArrayList(Collection<? extends E> c) // 構造一個包含指定 collection 的元素的列表  

Vector有四個構造方法：

public Vector()                          //使用指定的初始容量和等於零的容量增量構造一個空向量。  
public Vector(int initialCapacity)            //構造一個空向量，使其內部數據數組的大小，其標準容量增量爲零。  
public Vector(Collection<? extends E> c)     //構造一個包含指定 collection 中的元素的向量  
public Vector(int initialCapacity,int capacityIncrement)   //使用指定的初始容量和容量增量構造一個空的向量 
/*
Vector比Arraylist多一個構造方法，capacityIncrement就是容量增加，即增加因子，ArrayList中是沒有的。 
擴容時，若是容量增量初始化的不是0，即便用的第四個構造方法進行的初始化，那麼擴容的容量就是原來的容量加上容量增量的值；若是沒有設置容量增量，那麼擴容後的容量就是原來容量的二倍。
*/

Map(映射)：

　　是一種把鍵對象和值對象映射的集合，它的每個元素都包含一對鍵對象和值對象。

　　Map沒有繼承於Collection接口。從Map集合中檢索元素時，只要給出鍵，就會返回對應的值對象。

Map 的經常使用方法：

　　1 添加，刪除操做： put()   remove( )   putAll(Map t)   clear()

　　2 查詢操做： get(Object key): 得到與關鍵字key相關的值

　　Map集合中的鍵不容許重複，也就說，任意兩個鍵對象經過equals()方法比較的結果都是false。可是能夠將任意多個鍵獨享映射到同一個值對象上。

• HashMap : Map基於散列表的實現。插入和查詢「鍵值對」的開銷是固定的。能夠經過構造器設置容量capacity和負載因子load factor，以調整容器的性能。
• LinkedHashMap : 相似於HashMap，可是迭代遍歷它時，取得「鍵值對」的順序是其插入次序，或者是最近最少使用(LRU)的次序。只比HashMap慢一點。而在迭代訪問時發而更快，由於它使用鏈表維護內部次序。
• TreeMap : 基於紅黑樹數據結構的實現。查看「鍵」或「鍵值對」時，它們會被排序(次序由Comparabel或Comparator決定)。TreeMap的特色在於，你獲得的結果是通過排序的。TreeMap是惟一的帶有subMap()方法的Map，它能夠返回一個子樹。
• WeakHashMao : 弱鍵(weak key)Map，Map中使用的對象也被容許釋放: 這是爲解決特殊問題設計的。若是沒有map以外的引用指向某個「鍵」，則此「鍵」能夠被垃圾收集器回收。
• IdentifyHashMap : 使用==代替equals()對「鍵」做比較的hash map。專爲解決特殊問題而設計。

# Android開發中高效的數據結構用SparseArray代替HashMap

　　SparseArray是android提供的一個工具類，它能夠用來替代hashmap進行對象的存儲，其內部實現了一個矩陣壓縮算法，很適合存儲稀疏矩陣的。其內部實現了壓縮算法，能夠進行矩陣壓縮，大大減小了存儲空間，節約內存。此外它的查找算法是二分法，提升了查找的效率。

　　List按對象進入的順序保存對象，不作排序或編輯操做。Set對每一個對象只接受一次，並使用本身內部的排序方法(一般，你只關心某個元素是否屬於Set,而不關心它的順序--不然應該使用List)。Map一樣對每一個元素保存一份，但這是基於"鍵"的，Map也有內置的排序，於是不關心元素添加的順序。若是添加元素的順序對你很重要，應該使用 LinkedHashSet或者LinkedHashMap.