Java数据结构的知识体系

Java数据结构的知识体系主要包括线性表，树，图，数组，集合，矩阵，排序，查询，哈希表，并将java的设计思想，方法及一些常用的算法，设计模式贯穿其中。
其中线性表，链表和哈希表示最为常用的数据结构，在进行Java开发时，JDK已经为我们提供了一系列相应的类，来实现基本的数据结构。这些类均在Java.util
包中。
Collection:
(1)List:
1.linkedList
2.ArrayList
3.Vector
3.1 Stack
(2)Set
Map:
1.Hashtable
2.HashMap
3.WeakHashMap

1.Collection接口
接口Collection是最基本的集合接口，一个Collection代表一组Object，即Collection的元素（Elements）。一些COllection允许有相同的元素，而另一些则不行。
一些能排序而另一些不行，Java SDK 不提供直接继承自COllection的类，JavaSDK提供的类都是继承自COllection的“子接口"如List和Set。
所有实现Collection接口的类都必须提供两个标准的构造函数：无参的构造函数用于创建一个空的Collection,有一个Collection参数的构造函数用于创建一个新的Collection，这个新的
Collection与传入的Collection有相同的元素。后一个构造函数运行用户复制一个Collection。
如何遍历Collection中的每一个元素？不论Collection的时间类型如何，它都支持一个iterator()的方法，该方法返回一个迭代器，使用该迭代器即可逐一访问Collection中的每一个元素。
2.List接口
接口List是有序的Collection，使用此接口能够精确地控制每个元素插入的位置。用户能够使用索引(元素在List中的位置，类似于数组下标)来访问List中的元素，这类似与Java的数组。
与下面要提到的Set不同，List允许有相同的元素。出来具有Collection接口必备的iterator()方法外，List还提供一个listIterator()方法，返回一个ListIterator接口。与标准的Iterator接口相比，
ListIterator多了一些Add()之类的方法，允许添加，删除，设定元素，还能向前或向后遍历。
实现List接口的常用类有LinkedList,ArrayList,Vector和Stack。
3.ArrayList类（非同步的）
arrayList类实现了可变大小的数组。它允许所有元素，包括null.
ArrayList没有同步，Size，isEmpty，get,set方法的运行时间为常数。但是add方法的开销为分摊的常数，添加n个元素需要O(n)的时间。其他方法的运行时间为线性。每个ArrayList实例都有一个容量(Capacity)，即用于存储元素的数组的大小。
这个容量可随着不断添加新元素而自动增加，但是增长算法并没有定义，当需要插入大量元素时，在插入请可以调用ensureCapacity方法来增加ArrayList的容量可以提高插入效率。
4.Vector类
Vector类非常类似于ArrayList类，但Vector是同步的，有Vector创建的Iterator,虽然与Arraylist创建的Iterator是同一接口，但是，因为
Vector是同步的，当一个Iterator被创建而且正在被使用时，另一个先从改变了Vector的状态（例如，添加或删除了一些元素），这时调用Iterator的方法将抛出ConcurrentModificationException异常，因此必须捕获异常。
5.Stack类
Stack类继承自Vector，实现了一个后进先出的堆栈。Stack类提供5个额外的方法，使得Vector得以被当作堆栈使用。有哦基本的Push和pop方法，还有peek方法得到栈顶的元素，
empty方法测试堆栈是否为空，search方法检测一个元素在堆栈中的位置。Stack刚创建后是空栈。

6.Set接口
Set接口是一种不包含重复元素呢的Collection,也就是说，人任意的两个元素e1和e2都有e1.equals(e2)=false关系，Set最多有一个null元素。很明显，Set的构造函数有一个约束条件，传入的Collection参数不能保护重复的元素。
在此需要注意，必须小心的操作可变对象(Mutable Object).如果一个Set中的可变元素改变了自身状态导致(Object.equals(Object)=true,将导致一些问题。
7.Map接口
Map接口没有继承与接口Collection，Map提供key到value的映射。一个Map中不能包含相同的key，每个key只能映射一个value。
Map接口提供3中集合的视图，Map的内容可被当作一组key集合，一组value集合，或者一组key-value映射。
8.hashtable类
Hashtable类继承与Map接口，实现一个key-value映射的哈希表。任何非空(non-null)的对象都可作为key或者value。添加数据使用put(key,value),取出数据使用get(key),
这两个基本操作的时间开学为常数。
Hashtable通过initial capacity和load factor两个参数来调整性能。通常默认的load factor 0.75较好的实现了时间和空间的均衡。
增大load factor可以节省空间，但相应的，查找时间将增大，这会影响get和Put这样的操作。
9.HashMap类
HashMap类与Hashtable类相似，不同之处在于HashMap是非同步的，并且允许null，即Null value和null key.但是将HashMap视为Collection时(values()方法可返回Collection),其迭代子操作时间开销与
HashMap的容量成比例。因此如果迭代操作的性能相当重要的话，不要将HashMap的初始化容量设的过高，或者load factor设的过低。
10.WearkHashMap类
WearkHashMap是一种改进的HashMap，它对key实行"弱引用",如果一个key不再被外部所引用，那么该key可以被GC(垃圾回收器)回收。

注意：
如果涉及堆栈，队列等操作，应该考虑用List，对于需要快速插入，删除元素，应该使用LinkedList，如果选用快速随机访问元素，应该使用ArrayList。如果程序在单线程环境中，
或者访问仅仅在一个线程中进行，考虑非同步的类，取消了较高，如果多个线程肯同时操作一个类，应该使用同步的类。
在此需要特别注意对哈希表的操作，作为key的对象要正确复写equals和hashCode方法。尽量返回接口而非实际的类型。如返回List而非ArrayList，这样如果以后需要将ArrayList换成linkedList时，客户端代码不用改变。
这就是针对抽象编程。

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