常見的數據結構java實現

1.常見數據結構的Java實現 
(1)鏈表的基本操作  掌握該方法即可
(2)棧
(3)樹集
(4)樹映射
(5)散列表
(6)散列集


2.鏈表的創建
使用java.util包中的LinkedList類，可以創建一個鏈表對象。例如：
LinkedList mylist=new LinkedList();  //創建了一個空雙鏈表
也可以使用add()方法向鏈表依次增加節點。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個節點的鏈表，數據依次爲“It”、“is”、“a”、“door”，4個節點是自動鏈接的。 


3.LinkedList類中的常用方法


public boolean add(Object element) //向鏈表末尾添加一個新的節點，該節點中的數據是參數element指定的對象。
public void add(int index, Object element ) //向鏈表指定位置添加節點，該節點中的數據是參數element指定的對象。
public void addFirst(Object element) //向鏈表頭添加新節點，該節點中的數據是參數element指定的對象。
public void addLast(Object element) //向鏈表尾添加新節點，該節點中的數據是參數element指定的對象。
public Object removeFirst() //刪除第一個節點，並返回這個節點中的對象。
public Object removeLast() //刪除最後一個節點，並返回這個節點中的對象。
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() //得到鏈表第一個節點的對象。
public Object getLast() //得到鏈表最後一個節點的對象。
int indexOf(Object element)：返回節點對象element在鏈表中首次出現的位置，如果鏈表中無此節點對象則返回-1。
public int lastIndexOf(Object element)：返回節點對象element在鏈表中最後出現的位置，如果鏈表中無此節點對象則返回-1。
public Object set(int index,Object element) //將當前鏈表index位置節點中的對象替換成參數element指定的對象，返回被替換對象。
public int size( ) //返回量表的長度，即節點的個數。
public boolean contains(Object element)：判斷鏈表節點對象中是否含有element。


4.使用Iterator類遍歷鏈表


迭代器（Iterator），又叫做遊標（Cursor）。
提供一種方法訪問一個容器（container）對象中各個元素，而又不需暴露該對象的內部細節。 


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。
一個鏈表對象可以使用iterator()方法獲取Iterator變量， Iterator對象中每個數據成員剛好是鏈表節點中的數據，而且這些數據成員是按順序存放在Iterator對象中的， Iterator對象使用next()方法可以得到其中的數據成員。




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）的數據結構。
只能在一端進行輸入或輸出數據的操作，堆棧把第一個放入該堆棧的數據放在最底下，而把後續放入的數據放在已有數據的頂上，表尾稱爲棧頂（top），表頭稱爲棧底（bottom）。
棧的物理存儲可以用順序存儲結構，也可以用鏈式存儲結構。向堆棧中輸入數據的操作稱爲“壓棧”，從棧中輸出數據的操作稱爲“彈棧”。


6.棧的常用方法
使用java.util包中的Stack類創建一個堆棧對象，堆棧對象可以使用以下方法：
public Object push(Object data) //輸入數據，實現壓棧操作
public Object pop() //輸出數據，實現彈棧操作
public boolean empty() //測試堆棧是否爲空。如果空，返回true，否則返回false
public object peek() //查看堆棧頂端的數據，但不刪除該數據。
public int search(Object data) //返回對象在棧中的位置，最頂端的位置是１，向下依次增加，如果堆棧不含此數據，則返回-1。




7.用鏈表實現棧
可以採用鏈表的方法來實現棧。
用方法addFirst(Object element)實現進棧操作。
用方法removeFirst()實現出棧。
用方法getFirst()實現棧頂數據查詢。
用方法isEmpty() 實現棧是否爲空。


8.樹集
TreeSet類是實現Set接口的類。
樹集是由一些節點對象組成的數據結構，節點按着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；將元素添加給樹集的速度要比將它添加給散列表慢，但是仍然比添加到數組或鏈接式列表中的正確位置快。


9.用構造方法TreeSet()創建一個樹集
可以使用java.util包中的TreeSet來創建一個樹集，如
TreeSet mytree=new TreeSet();
mytree.add("boy");       //然後使用add方法爲樹集添加節點：
mytree.add("zoo");
mytree.add("apple");
mytree.add("girl");


10.用構造方法TreeSet（Comparator c）創建一個樹集
很多對象不適合用字典序進行比較，在創建樹集時可自己規定節點按着什麼樣的“大小”順序排列。
假如我們有四個學生對象，他們有姓名和成績，我們想把這四個對象做爲一個樹集的節點，並按着成績的高低排列節點，而不是按着姓名的字典序排列節點。


11.(1)首先創建學生的NewStudent類必須實現接口：Comparable。
Comparable接口中有一個方法：
public int compareTo(Object b); 
所有可以排序的類都必須實現Comparable接口。
NewStudent類通過實現這個接口來規定它創建的對象的大小關係，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)：向樹集添加加節點，添加成功返回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.樹映射
上一節學習的樹集TreeSet適合用於數據的排序，結點是按着存儲的對象的大小升序排列。TreeMap類實現了Map接口，稱TreeMap對象爲樹映射。樹映射使用：
public V put(K key,V value); 
方法添加結點，該結點不僅存儲數據value，而且也存儲和其關聯的關鍵字key，也就是說，樹映射的結點存儲“關鍵字/值”對。和樹集不同的是，樹映射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()：構造一個新的空映射，該映射按照鍵的自然順序排序。
TreeMap(Comparator<? super K> c)：構造一個新的空映射，該映射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找被存儲的數據項的一種數據結構，關鍵字必須唯一，任何非 null 對象都可以用作鍵或值。
散列表在它需要更多的存儲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。
爲了成功地在哈希表中存儲和檢索對象，用作鍵的對象必須實現 hashCode 方法和 equals 方法


15.散列表是使用相關關鍵字查找被存儲的數據項的一種數據結構，關鍵字必須唯一，任何非 null 對象都可以用作鍵或值。
散列表在它需要更多的存儲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。


爲了成功地在哈希表中存儲和檢索對象，用作鍵的對象必須實現 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()：創建具有默認容量和裝載因子爲0.75的散列表。
public Hashtable(int itialCapacity)：創建具有指定容量和裝載因子爲0.75的散列表。
public Hashtable(int initialCapacity,float loadFactor)：創建具有默認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的數據項。
public boolean isEmpty()：判斷散列表是否爲空。
public Object put(Object key,Object value)：向散列表添加數據項value並把關鍵字key關聯到數據項value。
public Object remove(Object key)：刪除關鍵字是key的數據項。
public int size()：獲取散列表中關鍵字的數目。
elements()方法返回一個Enumeration對象，實現遍歷散列表.




17.散列集
散列表是個鏈接式列表的陣列，每個列表稱爲一個散列表元，散列表爲每個對象計算出一個整數，稱爲散列碼，不存在重複的多個元素；若要查找表中的某個對象的位置，只要計算出它的散列碼，再將它減去以散列表元的總數爲模數的值，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置爲大約是預期元素數量的150%，最好是將散列表的大小設置成一個素數。在Java中，使用加載因子決定何時要對散列表進行再散列。
Java的集合庫提供了一個HashSet類，用於根據散列表來實現一個散列集；構造函數如下：
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，才能使用散列集。
Java增加了一個類LinkedHashSet，用於跟蹤添加給散列集的元素順序；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算法實現的，其性能通常都優於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。