java常用數據結構

一：通過一些源碼展示各種數據結構的使用方法：
1.順序表
概念及結構 ：
順序表是用一段物理地址連續的存儲單元依次存儲數據元素的線性結構，一般情況下采用數組存儲。在數組 上完成數據的增刪查改

public interface ISequence
{    //在pos位置插入val  
boolean add(int pos,Object data);   
//查找關鍵字key 找到返回key的下標，沒有返回null;   
int search(Object key);  
//查找是否包含關鍵字key是否在順序表當中(這個和search有點沖突)  
boolean contains(Object key);  
//得到pos位置的值   
Object getPos(int pos); 
//刪除第一次出現的關鍵字key   
Object remove(Object key);  
//得到順序表的長度    
int size();   
//打印順序表 
void display();  
//清空順序表以防內存泄漏   
void clear();
}

2.鏈表
概念：鏈表是一種物理存儲結構上非連續、非順序的存儲結構，數據元素的邏輯順序是通過鏈表中的引用鏈 接次序實現的 。

鏈表的種類:

1. 無頭單向非循環鏈表：結構簡單，一般不會單獨用來存數據。實際中更多是作為其他數據結構的子結 構，如哈希桶、圖的鄰接表等等。
   1. 帶頭循環單鏈表：結構較無頭單向非循環鏈表簡單。
   2. 不帶頭雙向循環鏈表：在Java的集合框架庫中LinkedList底層實現就是不帶頭雙向循環鏈表

// 1、無頭單向非循環鏈表實現
public interface ILinked
{    //頭插法 
void addFirst(int data);   
//尾插法   
void addLast(int data);   
//任意位置插入,第一個數據節點為0號下標 
boolean addindex(int index,int data);   
//查找是否包含關鍵字key是否在單鏈表當中 
boolean contains(int key);
//刪除第一次出現關鍵字為key的節點
    int remove(int key);  
        //刪除所有值為key的節點 
        void removeAllKey(int key);  
        //得到單鏈表的長度    
        int getLength();  
        void display();    
        void clear(); 
        }
//2、帶頭循環單鏈表實現
public interface ICLinked
{    //頭插法   
void addFirst(int data);  
//尾插法   
void addLast(int data); 
//任意位置插入,第一個數據節點為0號下標  
boolean addindex(int index,int data);   
//查找是否包含關鍵字key是否在單鏈表當中   
boolean contains(int key);   
//刪除第一次出現關鍵字為key的節點   
int remove(int key);    
//刪除所有值為key的節點  
void removeAllKey(int key); 
//得到單鏈表的長度  
int getLength(); 
void display();   
void clear();
}
/ 3、不帶頭雙向鏈表實現
public interface IDoubleLinked 
{    //頭插法  
void addFirst(int data);   
//尾插法   
void addLast(int data);
//任意位置插入,第一個數據節點為0號下標   
boolean addindex(int index,int data);  
//查找是否包含關鍵字key是否在單鏈表當中  
boolean contains(int key);   
//刪除第一次出現關鍵字為key的節點  
int remove(int key);   
//刪除所有值為key的節點   
void removeAllKey(int key); 
//得到單鏈表的長度   
int getLength();  
void display();   
void clear(); 
}

3.棧
棧的概念及結構
棧：一種特殊的線性表，其只允許在固定的一端進行插入和刪除元素操作。進行數據插入和刪除操作的一端 稱為棧頂，另一端稱為棧底。棧中的數據元素遵守后進先出LIFO（Last In First Out）的原則。 壓棧：棧的插入操作叫做進棧/壓棧/入棧，入數據在棧頂。
出棧：棧的刪除操作叫做出棧。出數據也在棧頂。
棧的實現一般可以使用數組或者鏈表實現，相對而言數組的結構實現更優一些。因為數組在尾上插入數據的 代價比較小

interface MyStack
{    // 判斷這個棧是否為空棧 
boolean empty();        
// 返回棧頂元素，但不出棧  
int peek();    
// 返回棧頂元素，并且出棧    
int pop();        
// 將 item 壓入棧中 
void push(int item);   
// 返回元素個數    
int size(); 
}

4.隊列
隊列的概念及結構
隊列：只允許在一端進行插入數據操作，在另一端進行刪除數據操作的特殊線性表，隊列具有先進先出 FIFO(First In First Out) 入隊列：進行插入操作的一端稱為隊尾 出隊列：進行刪除操作的一端稱為隊頭。
隊列的實現
隊列也可以數組和鏈表的結構實現，使用鏈表的結構實現更優一些，因為如果使用數組的結構，出隊列在數 組頭上出數據，效率會比較低。

interface IMyQueue
{    // 判斷這個隊列是否為空  
boolean empty();    
// 返回隊首元素，但不出隊列  
int peek();    
// 返回隊首元素，并且出隊列  
int poll();  
// 將 item 放入隊列中 
void add(int item);    
// 返回元素個數  
int size(); 
}

5：二叉樹
一棵二叉樹是結點的一個有限集合，該集合或者為空，或者是由一個根節點加上兩棵別稱為左子樹和右子樹 的二叉樹組成。
1）二叉樹的特點：

1. 每個結點最多有兩棵子樹，即二叉樹不存在度大于2的結點。
   1. 二叉樹的子樹有左右之分，其子樹的次序不能顛倒

2）特殊的二叉樹：

1. 滿二叉樹：一個二叉樹，如果每一個層的結點數都達到最大值，則這個二叉樹就是滿二叉樹。也就是 說，如果一個二叉樹的層數為K，且結點總數是(2^k) -1 ，則它就是滿二叉樹。
2. 1. 完全二叉樹：完全二叉樹是效率很高的數據結構，完全二叉樹是由滿二叉樹而引出來的。對于深度為K 的，有n個結點的二叉樹，當且僅當其每一個結點都與深度為K的滿二叉樹中編號從1至n的結點一一對 應時稱之為完全二叉樹。 要注意的是滿二叉樹是一種特殊的完全二叉樹。

3）二叉樹的存儲結構
二叉樹一般可以使用兩種結構存儲，一種順序結構，一種鏈式結構
1.二叉樹順序存儲在 物理上是一個數組，在邏輯上是一顆二叉樹。

1. 鏈式存儲： 二叉樹的鏈式存儲結構是指，用鏈表來表示一棵二叉樹，即
   用鏈來指示元素的邏輯關系。 通常的方法是鏈表 中每個結點由三個域組成，
   數據域和左右指針域，左右指針分別用來給出該結點左孩子和右孩子所在
   的鏈結 點的存儲地址 。

   class Node {  
   int value;    // 結點中的數據域    
   Node leftChild;    // 保存左孩子結點 
   Node rightChild;   // 保存右孩子結點
   }

   （1）二叉樹的順序存儲結構：一般是一顆完全二叉樹。
   引入堆的概念：（利用數組的存儲結構，存放一顆完全二叉樹）
   堆的概念及結構
   如果有一個關鍵碼的集合K = {k0，k1， k2，…，kn-1}，把它的所有元素按完全二叉樹的順序存儲方式存儲 在一個一維數組中，并滿足：Ki <= K2i+1 且 Ki<= K2i+2 (Ki >= K2i+1 且 Ki >= K2i+2) i = 0，1，2…，則稱為 小堆(或大堆)。將根節點最大的堆叫做最大堆或大根堆，根節點最小的堆叫做最小堆或小根堆。
   堆的性質：
   堆中某個節點的值總是不大于或不小于其父節點的值； 堆總是一棵完全二叉樹。

（2）二叉樹的鏈式存儲結構。

// 結點個數
int getSize(Node root);

// 葉子結點個數
int getLeafSize(Node root);

// 第 k 層結點個數
int getKLevelSize(Node root, int k);

// 查找，依次在二叉樹的 根、左子樹、右子樹 中查找 value，如果找到，
返回結點，否則返 null
Node find(Node root, int value);