常見的資料結構java實現
阿新 • • 發佈：2019-02-20
1.常見資料結構的Java實現
(1)連結串列的基本操作 掌握該方法即可
(2)棧
(3)樹集
(4)樹對映
(5)散列表
(6)雜湊集
2.連結串列的建立
使用java.util包中的LinkedList類，可以建立一個連結串列物件。例如：
LinkedList mylist=new LinkedList(); //建立了一個空雙鏈表
也可以使用add()方法向連結串列依次增加節點。例如增加節點：
mylist.add(“It”);
mylist.add(“is”);
mylist.add(“a”);
mylist.add(“door”);
這樣就形成了4個節點的連結串列，資料依次為“It”、“is”、“a”、“door”，4個節點是自動連結的。
3.LinkedList類中的常用方法
public boolean add(Object element) //向連結串列末尾新增一個新的節點，該節點中的資料是引數element指定的物件。
public void add(int index, Object element ) //向連結串列指定位置新增節點，該節點中的資料是引數element指定的物件。
public void addFirst(Object element) //向連結串列頭新增新節點，該節點中的資料是引數element指定的物件。
public void addLast(Object element) //向連結串列尾新增新節點，該節點中的資料是引數element指定的物件。
public Object removeFirst() //刪除第一個節點，並返回這個節點中的物件。
public Object removeLast() //刪除最後一個節點，並返回這個節點中的物件。
public Object remove (int index) //刪除指定位置的節點
public Object get (int index) //得到指定位置的節點
public Object getFirst() //得到連結串列第一個節點的物件。
public Object getLast() //得到連結串列最後一個節點的物件。
int indexOf(Object element)：返回節點物件element在連結串列中首次出現的位置，如果連結串列中無此節點物件則返回-1。
public int lastIndexOf(Object element)：返回節點物件element在連結串列中最後出現的位置，如果連結串列中無此節點物件則返回-1。
public Object set(int index,Object element) //將當前連結串列index位置節點中的物件替換成引數element指定的物件，返回被替換物件。
public int size( ) //返回量表的長度，即節點的個數。
public boolean contains(Object element)：判斷連結串列節點物件中是否含有element。
4.使用Iterator類遍歷連結串列
迭代器（Iterator），又叫做遊標（Cursor）。
提供一種方法訪問一個容器（container）物件中各個元素，而又不需暴露該物件的內部細節。
Boolean hasNext()：如果仍有元素可以迭代，則返回 true。
Object next()：返回迭代的下一個元素。
void remove()：從迭代器指向的集合中移除迭代器返回的最後一個元素。
一個連結串列物件可以使用iterator()方法獲取Iterator變數， Iterator物件中每個資料成員剛好是連結串列節點中的資料，而且這些資料成員是按順序存放在Iterator物件中的， Iterator物件使用next()方法可以得到其中的資料成員。
5.棧
棧（Stack）也是一種特殊的線性表，是限定僅在表尾進行插入和刪除運算的線性表，是一種後進先出（LIFO）的資料結構。
只能在一端進行輸入或輸出資料的操作，堆疊把第一個放入該堆疊的資料放在最底下，而把後續放入的資料放在已有資料的頂上，表尾稱為棧頂（top），表頭稱為棧底（bottom）。
棧的物理儲存可以用順序儲存結構，也可以用鏈式儲存結構。向堆疊中輸入資料的操作稱為“壓棧”，從棧中輸出資料的操作稱為“彈棧”。
6.棧的常用方法
使用java.util包中的Stack類建立一個堆疊物件，堆疊物件可以使用以下方法：
public Object push(Object data) //輸入資料，實現壓棧操作
public Object pop() //輸出資料，實現彈棧操作
public boolean empty() //測試堆疊是否為空。如果空，返回true，否則返回false
public object peek() //檢視堆疊頂端的資料，但不刪除該資料。
public int search(Object data) //返回物件在棧中的位置，最頂端的位置是１，向下依次增加，如果堆疊不含此資料，則返回-1。
7.用連結串列實現棧
可以採用連結串列的方法來實現棧。
用方法addFirst(Object element)實現進棧操作。
用方法removeFirst()實現出棧。
用方法getFirst()實現棧頂資料查詢。
用方法isEmpty() 實現棧是否為空。
8.樹集
TreeSet類是實現Set介面的類。
樹集是由一些節點物件組成的資料結構，節點按著樹形一層一層的排列。
樹集是個有序集合，可以按照任何順序將元素插入該集合，該元素將被納入它的相應的排序位置；當迭代通過該集合時，各個值將自動按照排序後的順序出現；將元素新增給樹集的速度要比將它新增給散列表慢，但是仍然比新增到陣列或連結式列表中的正確位置快。
9.用構造方法TreeSet()建立一個樹集
可以使用java.util包中的TreeSet來建立一個樹集，如
TreeSet mytree=new TreeSet();
mytree.add("boy"); //然後使用add方法為樹集新增節點：
mytree.add("zoo");
mytree.add("apple");
mytree.add("girl");
10.用構造方法TreeSet（Comparator c）建立一個樹集
很多物件不適合用字典序進行比較，在建立樹集時可自己規定節點按著什麼樣的“大小”順序排列。
假如我們有四個學生物件，他們有姓名和成績，我們想把這四個物件做為一個樹集的節點，並按著成績的高低排列節點，而不是按著姓名的字典序排列節點。
11.(1)首先建立學生的NewStudent類必須實現介面：Comparable。
Comparable介面中有一個方法：
public int compareTo(Object b);
所有可以排序的類都必須實現Comparable介面。
NewStudent類通過實現這個介面來規定它建立的物件的大小關係，如下所示。
Java規定：
a.compareTo(b)＝０時，稱二者相等；
s1.compare(s2)>０時，稱a大於b；
s1.compare(s2)<０時，稱a小於b。
12.TreeSet類的一些常用方法
TreeSet類的一些常用方法如下：
public boolean add(Object o)：向樹集新增加節點，新增成功返回true，否則返回false。
public void clear()：刪除所有的節點。
public void contains(Object o)：如果包含節點o返回true 。
public Object first()：返回根節點，即第一個節點（最小的節點）。
public Object last()：返回最後一個節點（最大的節點）。
public isEmpty()：判斷是否是空樹集，如果樹集不含節點返回true 。
public boolean remove(Object o)：刪除節點o。
public int size()：返回節點數目。
13.樹對映
上一節學習的樹集TreeSet適合用於資料的排序，結點是按著儲存的物件的大小升序排列。TreeMap類實現了Map介面，稱TreeMap物件為樹對映。樹對映使用：
public V put(K key,V value);
方法新增結點，該結點不僅儲存資料value，而且也儲存和其關聯的關鍵字key，也就是說，樹對映的結點儲存“關鍵字/值”對。和樹集不同的是，樹對映保證結點是按照結點中的關鍵字升序排列。TreeMap類的常用構造方法如下：
TreeMap()：構造一個新的空對映，該對映按照鍵的自然順序排序。
TreeMap(Comparator<? super K> c)：構造一個新的空對映，該對映根據給定的比較器進行排序。
14.散列表Hashtable
散列表是使用相關關鍵字查詢被儲存的資料項的一種資料結構，關鍵字必須唯一，任何非 null 物件都可以用作鍵或值。
散列表在它需要更多的儲存空間時會自動增大容量。例如，如果散列表的裝載因子是0.75，那麼當散列表的容量被使用了75%時，它就把容量增加到原始容量的２倍。
為了成功地在雜湊表中儲存和檢索物件，用作鍵的物件必須實現 hashCode 方法和 equals 方法
15.散列表是使用相關關鍵字查詢被儲存的資料項的一種資料結構，關鍵字必須唯一，任何非 null 物件都可以用作鍵或值。
散列表在它需要更多的儲存空間時會自動增大容量。例如，如果散列表的裝載因子是0.75，那麼當散列表的容量被使用了75%時，它就把容量增加到原始容量的２倍。
為了成功地在雜湊表中儲存和檢索物件，用作鍵的物件必須實現 hashCode 方法和 equals 方法
16.Hashtable類的常用方法
Hashtable類的常用方法如下：
public Hashtable()：建立具有預設容量和裝載因子為0.75的散列表。
public Hashtable(int itialCapacity)：建立具有指定容量和裝載因子為0.75的散列表。
public Hashtable(int initialCapacity,float loadFactor)：建立具有預設容量和指定裝載因子散列表。
public void clear()：清空散列表。
public boolean contains(Object o)：判斷散列表是否有含有元素o。
public Object get(Object key)：獲取散列表中具有關鍵字key的資料項。
public boolean isEmpty()：判斷散列表是否為空。
public Object put(Object key,Object value)：向散列表新增資料項value並把關鍵字key關聯到資料項value。
public Object remove(Object key)：刪除關鍵字是key的資料項。
public int size()：獲取散列表中關鍵字的數目。
elements()方法返回一個Enumeration物件，實現遍歷散列表.
17.雜湊集
散列表是個連結式列表的陣列，每個列表稱為一個散列表元，散列表為每個物件計算出一個整數，稱為雜湊碼，不存在重複的多個元素；若要查詢表中的某個物件的位置，只要計算出它的雜湊碼，再將它減去以散列表元的總數為模數的值，得出的數就是擁有該元素的散列表元的索引。如果大致知道散列表最終會擁有多少個元素，那麼應該將初始散列表元的數量設定為大約是預期元素數量的150%，最好是將散列表的大小設定成一個素數。在Java中，使用載入因子決定何時要對散列表進行再雜湊。
Java的集合庫提供了一個HashSet類，用於根據散列表來實現一個雜湊集；建構函式如下：
HashSet(int initialCapacity);
HashSet(int initialCapacity,float loadFactor);
只有在不在乎集合中的各個元素的順序時，才能使用雜湊集。
Java增加了一個類LinkedHashSet，用於跟蹤新增給雜湊集的元素順序；其迭代器會按照元素的插入順序來訪問各個元素。
18.HashSet和TreeSet的比較：
HashSet是基於Hash演算法實現的，其效能通常都優於TreeSet。我們通常都應該使用HashSet，在我們需要排序的功能時，我們才使用TreeSet。
(1)連結串列的基本操作 掌握該方法即可
(2)棧
(3)樹集
(4)樹對映
(5)散列表
(6)雜湊集
2.連結串列的建立
使用java.util包中的LinkedList類，可以建立一個連結串列物件。例如：
LinkedList mylist=new LinkedList(); //建立了一個空雙鏈表
也可以使用add()方法向連結串列依次增加節點。例如增加節點：
mylist.add(“It”);
mylist.add(“is”);
mylist.add(“a”);
mylist.add(“door”);
這樣就形成了4個節點的連結串列，資料依次為“It”、“is”、“a”、“door”，4個節點是自動連結的。
3.LinkedList類中的常用方法
public boolean add(Object element) //向連結串列末尾新增一個新的節點，該節點中的資料是引數element指定的物件。
public void add(int index, Object element ) //向連結串列指定位置新增節點，該節點中的資料是引數element指定的物件。
public void addFirst(Object element) //向連結串列頭新增新節點，該節點中的資料是引數element指定的物件。
public void addLast(Object element) //向連結串列尾新增新節點，該節點中的資料是引數element指定的物件。
public Object removeFirst() //刪除第一個節點，並返回這個節點中的物件。
public Object removeLast() //刪除最後一個節點，並返回這個節點中的物件。
public Object remove (int index) //刪除指定位置的節點
public Object get (int index) //得到指定位置的節點
public Object getFirst() //得到連結串列第一個節點的物件。
public Object getLast() //得到連結串列最後一個節點的物件。
int indexOf(Object element)：返回節點物件element在連結串列中首次出現的位置，如果連結串列中無此節點物件則返回-1。
public int lastIndexOf(Object element)：返回節點物件element在連結串列中最後出現的位置，如果連結串列中無此節點物件則返回-1。
public Object set(int index,Object element) //將當前連結串列index位置節點中的物件替換成引數element指定的物件，返回被替換物件。
public int size( ) //返回量表的長度，即節點的個數。
public boolean contains(Object element)：判斷連結串列節點物件中是否含有element。
4.使用Iterator類遍歷連結串列
迭代器（Iterator），又叫做遊標（Cursor）。
提供一種方法訪問一個容器（container）物件中各個元素，而又不需暴露該物件的內部細節。
Boolean hasNext()：如果仍有元素可以迭代，則返回 true。
Object next()：返回迭代的下一個元素。
void remove()：從迭代器指向的集合中移除迭代器返回的最後一個元素。
一個連結串列物件可以使用iterator()方法獲取Iterator變數， Iterator物件中每個資料成員剛好是連結串列節點中的資料，而且這些資料成員是按順序存放在Iterator物件中的， Iterator物件使用next()方法可以得到其中的資料成員。
5.棧
棧（Stack）也是一種特殊的線性表，是限定僅在表尾進行插入和刪除運算的線性表，是一種後進先出（LIFO）的資料結構。
只能在一端進行輸入或輸出資料的操作，堆疊把第一個放入該堆疊的資料放在最底下，而把後續放入的資料放在已有資料的頂上，表尾稱為棧頂（top），表頭稱為棧底（bottom）。
棧的物理儲存可以用順序儲存結構，也可以用鏈式儲存結構。向堆疊中輸入資料的操作稱為“壓棧”，從棧中輸出資料的操作稱為“彈棧”。
6.棧的常用方法
使用java.util包中的Stack類建立一個堆疊物件，堆疊物件可以使用以下方法：
public Object push(Object data) //輸入資料，實現壓棧操作
public Object pop() //輸出資料，實現彈棧操作
public boolean empty() //測試堆疊是否為空。如果空，返回true，否則返回false
public object peek() //檢視堆疊頂端的資料，但不刪除該資料。
public int search(Object data) //返回物件在棧中的位置，最頂端的位置是１，向下依次增加，如果堆疊不含此資料，則返回-1。
7.用連結串列實現棧
可以採用連結串列的方法來實現棧。
用方法addFirst(Object element)實現進棧操作。
用方法removeFirst()實現出棧。
用方法getFirst()實現棧頂資料查詢。
用方法isEmpty() 實現棧是否為空。
8.樹集
TreeSet類是實現Set介面的類。
樹集是由一些節點物件組成的資料結構，節點按著樹形一層一層的排列。
樹集是個有序集合，可以按照任何順序將元素插入該集合，該元素將被納入它的相應的排序位置；當迭代通過該集合時，各個值將自動按照排序後的順序出現；將元素新增給樹集的速度要比將它新增給散列表慢，但是仍然比新增到陣列或連結式列表中的正確位置快。
9.用構造方法TreeSet()建立一個樹集
可以使用java.util包中的TreeSet來建立一個樹集，如
TreeSet mytree=new TreeSet();
mytree.add("boy"); //然後使用add方法為樹集新增節點：
mytree.add("zoo");
mytree.add("apple");
mytree.add("girl");
10.用構造方法TreeSet（Comparator c）建立一個樹集
很多物件不適合用字典序進行比較，在建立樹集時可自己規定節點按著什麼樣的“大小”順序排列。
假如我們有四個學生物件，他們有姓名和成績，我們想把這四個物件做為一個樹集的節點，並按著成績的高低排列節點，而不是按著姓名的字典序排列節點。
11.(1)首先建立學生的NewStudent類必須實現介面：Comparable。
Comparable介面中有一個方法：
public int compareTo(Object b);
所有可以排序的類都必須實現Comparable介面。
NewStudent類通過實現這個介面來規定它建立的物件的大小關係，如下所示。
Java規定：
a.compareTo(b)＝０時，稱二者相等；
s1.compare(s2)>０時，稱a大於b；
s1.compare(s2)<０時，稱a小於b。
12.TreeSet類的一些常用方法
TreeSet類的一些常用方法如下：
public boolean add(Object o)：向樹集新增加節點，新增成功返回true，否則返回false。
public void clear()：刪除所有的節點。
public void contains(Object o)：如果包含節點o返回true 。
public Object first()：返回根節點，即第一個節點（最小的節點）。
public Object last()：返回最後一個節點（最大的節點）。
public isEmpty()：判斷是否是空樹集，如果樹集不含節點返回true 。
public boolean remove(Object o)：刪除節點o。
public int size()：返回節點數目。
13.樹對映
上一節學習的樹集TreeSet適合用於資料的排序，結點是按著儲存的物件的大小升序排列。TreeMap類實現了Map介面，稱TreeMap物件為樹對映。樹對映使用：
public V put(K key,V value);
方法新增結點，該結點不僅儲存資料value，而且也儲存和其關聯的關鍵字key，也就是說，樹對映的結點儲存“關鍵字/值”對。和樹集不同的是，樹對映保證結點是按照結點中的關鍵字升序排列。TreeMap類的常用構造方法如下：
TreeMap()：構造一個新的空對映，該對映按照鍵的自然順序排序。
TreeMap(Comparator<? super K> c)：構造一個新的空對映，該對映根據給定的比較器進行排序。
14.散列表Hashtable
散列表是使用相關關鍵字查詢被儲存的資料項的一種資料結構，關鍵字必須唯一，任何非 null 物件都可以用作鍵或值。
散列表在它需要更多的儲存空間時會自動增大容量。例如，如果散列表的裝載因子是0.75，那麼當散列表的容量被使用了75%時，它就把容量增加到原始容量的２倍。
為了成功地在雜湊表中儲存和檢索物件，用作鍵的物件必須實現 hashCode 方法和 equals 方法
15.散列表是使用相關關鍵字查詢被儲存的資料項的一種資料結構，關鍵字必須唯一，任何非 null 物件都可以用作鍵或值。
散列表在它需要更多的儲存空間時會自動增大容量。例如，如果散列表的裝載因子是0.75，那麼當散列表的容量被使用了75%時，它就把容量增加到原始容量的２倍。
為了成功地在雜湊表中儲存和檢索物件，用作鍵的物件必須實現 hashCode 方法和 equals 方法
16.Hashtable類的常用方法
Hashtable類的常用方法如下：
public Hashtable()：建立具有預設容量和裝載因子為0.75的散列表。
public Hashtable(int itialCapacity)：建立具有指定容量和裝載因子為0.75的散列表。
public Hashtable(int initialCapacity,float loadFactor)：建立具有預設容量和指定裝載因子散列表。
public void clear()：清空散列表。
public boolean contains(Object o)：判斷散列表是否有含有元素o。
public Object get(Object key)：獲取散列表中具有關鍵字key的資料項。
public boolean isEmpty()：判斷散列表是否為空。
public Object put(Object key,Object value)：向散列表新增資料項value並把關鍵字key關聯到資料項value。
public Object remove(Object key)：刪除關鍵字是key的資料項。
public int size()：獲取散列表中關鍵字的數目。
elements()方法返回一個Enumeration物件，實現遍歷散列表.
17.雜湊集
散列表是個連結式列表的陣列，每個列表稱為一個散列表元，散列表為每個物件計算出一個整數，稱為雜湊碼，不存在重複的多個元素；若要查詢表中的某個物件的位置，只要計算出它的雜湊碼，再將它減去以散列表元的總數為模數的值，得出的數就是擁有該元素的散列表元的索引。如果大致知道散列表最終會擁有多少個元素，那麼應該將初始散列表元的數量設定為大約是預期元素數量的150%，最好是將散列表的大小設定成一個素數。在Java中，使用載入因子決定何時要對散列表進行再雜湊。
Java的集合庫提供了一個HashSet類，用於根據散列表來實現一個雜湊集；建構函式如下：
HashSet(int initialCapacity);
HashSet(int initialCapacity,float loadFactor);
只有在不在乎集合中的各個元素的順序時，才能使用雜湊集。
Java增加了一個類LinkedHashSet，用於跟蹤新增給雜湊集的元素順序；其迭代器會按照元素的插入順序來訪問各個元素。
18.HashSet和TreeSet的比較：
HashSet是基於Hash演算法實現的，其效能通常都優於TreeSet。我們通常都應該使用HashSet，在我們需要排序的功能時，我們才使用TreeSet。