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一般将数据结构分为两大类:线性数据结构和非线性数据结构。线性数据结构有线性表、栈、队列、串、数组和文件;非线性数据结构有树和图。

线性表的逻辑结构是n个数据元素的有限序列:(a1, a2 ,a3,…an) n为线性表的长度(n0)n=0的表称为空表。

数据元素呈线性关系。必存在唯一的称为第一个的数据元素;必存在唯一的称为最后一个的数据元素;除第一个元素外,每个元素都有且只有一个前驱元素; 除最后一个元素外,每个元素都有且只有一个后继元素。

所有数据元素在同一个线性表中必须是相同的数据类型。

线性表按其存储结构可分为顺序表和链表。用顺序存储结构存储的线性表称为顺序表;用链式存储结构存储的线性表称为链表将线性表中的数据元素依次存放在某个存储区域中,所形成的表称为顺序表一维数组就是用顺序方式存储的线性表。
 

LinkedList类:
LinkedList是采用双向循环链表实现的。
利用LinkedList实现栈(stack)、队列(queue)、双向队列(double-ended queue )。
数据结构:
一般将数据结构分为两大类:线性数据结构和非线性数据结构。线性数据结构有线性表、栈、队列、串、数组和文件;
非线性数据结构有树和图。
线性表:
线性表的逻辑结构是n个数据元素的有限序列:(a1, a2 ,a3,…an) n为线性表的长度(n≥0),n=0的表称为空表。
数据元素呈线性关系。必存在唯一的称为“第一个”的数据元素;必存在唯一的称为“最后一个”的数据元素;除第一个元素外,每个元素都有且只有一个前驱元素; 除最后一个元素外,每个元素都有且只有一个后继元素。所有数据元素在同一个线性表中必须是相同的数据类型。
线性表按其存储结构可分为顺序表和链表。用顺序存储结构存储的线性表称为顺序表;用链式存储结构存储的线性表称为链表。将线性表中的数据元素依次存放在某个存储区域中,所形成的表称为顺序表。一维数组就是用顺序方式存储的线性表。
栈:
栈(Stack)也是一种特殊的线性表,是一种后进先出(LIFO)的结构。
栈是限定仅在表尾进行插入和删除运算的线性表,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。

import java.util.*;
class MyStack
{
 private LinkedList li = new LinkedList();
 public void push(Object o)
 {
  li.addFirst(o);
 }
 public Object pop()
 {
  return li.removeFirst();    //一走并返回第一个元素
 }
 public Object peek()
 {
  return li.getFirst();       //查看并返回起一个元素
 }
 public boolean empty()
 {
  return li.isEmpty();       //查看栈中是否有元素
 }
 public static void main(String[] args)
 {
  MyStack ms = new MyStack();
  ms.push("one");
  ms.push("two");
  ms.push("three");
  System.out.println(ms.pop());
  System.out.println(ms.peek());
  System.out.println(ms.pop());
  System.out.println(ms.pop());
  System.out.println(ms.empty());
 }
}

队列:
队列(Queue)是限定所有的插入只能在表的一端进行,而所有的删除都在表的另一端进行的线性表。
表中允许插入的一端称为队尾(Rear),允许删除的一端称为队头(Front)。
队列的操作是按先进先出(FIFO)的原则进行的。
队列的物理存储可以用顺序存储结构,也可以用链式存储结构。

import java.util.*;
class MyQueue
{
 private LinkedList li = new LinkedList();
 public void push(Object o)
 {
  li.addLast(o);
 }
 public Object pop()
 {
  return li.removeFirst();    //取走并返回第一个元素
 }
 public Object peek()
 {
  return li.getFirst();       //查看并返回起一个元素
 }
 public boolean empty()
 {
  return li.isEmpty();       //查看栈中是否有元素
 }
 public static void main(String[] args)
 {
  MyStack ms = new MyStack();
  ms.push("one");
  ms.push("two");
  ms.push("three");
  System.out.println(ms.pop());
  System.out.println(ms.peek());
  System.out.println(ms.pop());
  System.out.println(ms.pop());
  System.out.println(ms.empty());
 }
}

ArrayList底层采用数组完成,而LinkedList则是以一般的双向链表(double-linked list)完成,其内每个对象除了数据本身外,还有两个 引用,分别指向前一个元素和后一个元素。
如果我们经常在List的开始处增加元素,或者在List中进行插入和删除操作,我们应该使用LinkedList,否则的话,使用ArrayList将更加快速。

HashSet:
实现Set接口的hash table(哈希表),依靠HashMap来实现的。
我们应该为要存放到散列表的各个对象定义hashCode()和equals()。
散列表又称为哈希表。散列表算法的基本思想是:
以结点的关键字为自变量,通过一定的函数关系(散列函数)计算出对应的函数值,以这个值作为该结点存储在散列表中的地址。
当散列表中的元素存放太满,就必须进行再散列,将产生一个新的散列表,所有元素存放到新的散列表中,原先的散列表将被删除。在Java语言中,通过负载因子(load factor)来决定何时对散列表进行再散列。例如:如果负载因子是0.75,当散列表中已经有75%的位置已经放满,那么将进行再散列。
负载因子越高(越接近1.0),内存的使用效率越高,元素的寻找时间越长。负载因子越低(越接近0.0),元素的寻找时间越短,内存浪费越多。
HashSet类的缺省负载因子是0.75。

class HashSetTest
{
 public static void main(String[] args)
 {
  HashSet hs = new HashSet();
 // hs.add("one");
 // hs.add("two");
 // hs.add("three");
 // hs.add("two");     //hashset 实现 了set接口,不可以有重复的接口
  hs.add(new Student(1,"one"));
  hs.add(new Student(2,"two"));
  hs.add(new Student(3,"three"));
  hs.add(new Student(1,"one"));   //产生的新对象,如果不重写hashCode方法,计算的hash值不一样
                                  //导致重复的值也被存入了
  Iterator it = hs.iterator();
  while(it.hasNext())
  {
   System.out.println(it.next());
  }
 }
}

class Student
{
 int num;
 String name;
 Student(int num, String name)
 {
  this.num = num;
  this.name = name;
 }

 public int hashCode()   //hashCode根据对象的内存地址计算结果,要避免重复,必须重写hashCode()
 {
  return num*name.hashCode();
 }
 
 public boolean equals(Object o)    //还必须重写equals
 {
  Student st = (Student)o;
  return num == st.num && name.equals(st.name);
 }
 
 public String toString(Student s)
 {
  return "num =:" + num + "name=:" + name;
 }
}

TreeSet是依靠TreeMap来实现的。
TreeSet是一个有序集合,TreeSet中元素将按照升序排列,缺省是按照自然顺序进行排列,意味着TreeSet中元素要实现Comparable接口。
我们可以在构造TreeSet对象时,传递实现了Comparator接口的比较器对象。
import java.util.*;
class TreeSetTest
{
 public static void main(String[] args)
 {
  TreeSet ts = new TreeSet(new Student.StudentComparator());
 // ts.add("zhangsan");
 // ts.add("lisi");
 // ts.add("wangwu");
  
  ts.add(new Student(2, "zhangsan"));
  ts.add(new Student(3, "lisi"));
  ts.add(new Student(1, "wangwu"));
  ts.add(new Student(2, "zhangliu"));
  
  Iterator it = ts.iterator();
  while(it.hasNext())
  {
   System.out.println(it.next());
  }
 }
}

class Student implements Comparable  //实现Comparable接口
{
 int num;
 String name;
 Student(int num, String name)
 {
  this.num = num;
  this.name = name;
 }
 
 static class StudentComparator implements Comparator
 {
  public int compare(Object o1, Object o2)
  {
   Student s1 = (Student)o1;
   Student s2 = (Student)o2;
   int result = s1.num > s2.num ? 1 : (s1.num == s2.num ? 0 : -1);
   if(result == 0)
   {
    result = s1.name.compareTo(s2.name);   //学号相同,比较名字
   }
   return result;
  }
 }
 
 public int compareTo(Object o)    //覆盖compareTo方法
 {
  Student s = (Student)o;
  return num > s.num ? 1:(num == s.num ? 0: -1);
 }
 
 public String toString(Student s)
 {
  return "num =:" + num + "name=:" + name;
 }
}

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。

HashMap对key进行散列。
keySet()、values()、entrySet()。

import java.util.*;
class HashMapTest
{
 public static void printElements(Collection c)   //打印元素
 {
  Iterator it = c.iterator();
  while(it.hasNext())
  {
   System.out.println(it.next()); 
  }
 }
 public static void main(String[] args)
 {
  HashMap hs = new HashMap();
  hm.put("one", "zhangsan");     //put增加元素
  hm.put("two", "lisi");
  hm.put("three", "wangwu");
  
  System.out.println(hs.get("one"));   //get获取key
  System.out.println(hs.get("two"));
  System.out.println(hs.get("three"));
  
  Set keys = hm.keySet();         //获取键key
  printElements(keys);
  Collection value = hm.values();  //返回键值
  printElements(value);
  Set entry = hm.entrySet();      //返回键值对
  printElements(entry);
 }
}
TreeMap按照key进行排序。
和Set类似,HashMap的速度通常都比TreeMap快,只有在需要排序的功能的时候,才使用TreeMap。