JAVA中数据结构总结

本篇文章主要总结一下JAVA中实现的几种数据结构

 

 

简述：

 List<?>：链表结构。

Queue<?>：队列，只允许在表的前端（front）进行删除操作，而在表的后端（rear）进行插入操作，队列是一种操作受限制的线性表。进行插入操作的端称为队尾，进行删除操作的端称为队头。

Map<?,?>：用于存放键值对数据，键值对存储在Entry<?, ?>，不能存储重复的key值，相同的key值时，后面的value覆盖前面的value，key值允许为空。

Set<?>：由Map封装实现，结构特性和Map一致，但是只能存储单对象。

 

涉及到的数据结构:

栈：提供压栈（push）和出栈（pop）功能

队列：提供offer和pull的非阻塞方法，put和take的阻塞方法

链表：提供添加、查找、移除、遍历等各种函数

树：红黑树，通常用来做随机查找，取Top N或排序等功能

 

 

线程安全性

Queue、Vector、Stack、HashTable、ConcurrentHashMap是线程安全的，其余都是不安全的，后面新开一遍介绍Java的锁，将会深入讲解。

 

时间复杂度

 

 

List篇

顺序存储结构：在内存中开辟若干的连续空间，将每个空间存入数据，数据关联与其地址一致。

优点：1无需为表示表中元素之间的逻辑关系而添加空间

　　　2可以快速地存取表中任意位置的元素

缺点：1插入和删除操作需要移动大量元素

　　   2需要考虑索引越界为题

　　   3扩容空间可能会造成空间浪费，缩小空间又可能会索引越界

　　   4null值会造成空间“碎片”

链式存储结构：

优点：插入和删除操作只需改变节点next和prev成员的指向即可，无需移位，无需扩容

缺点：失去了直接存取表中任意位置元素的能力

1、存储分配方式：

顺序存储结构使用一段连续的存储单元依次存储线性表元素

链式存储结构使用任意存储单元存放线性表的元素

2、时间性能：

查找：

顺序存储结构O(1)

链式存储结构O(n)

插入和删除：

顺序存储结构O(n)

链式存储结构O(1)

3、空间性能：

顺序存储结构：空间分大了浪费，分小了上溢，还得扩容

链式存储结构：有空间就能分配，元素个数不受限制

言归正传。

ArrayList是顺序存储的线性表，LinkedList是链式存储的线性表

它们的特点都是有序，元素值可以重复。区别是底层算法不同。

Vector,这里我简单浏览了一下源代码，Vector底层算法和ArrayList是一样的

这里就不赘述了，直接说区别：

1、Vector的方法都是同步的(Synchronized),是线程安全的(thread-safe)，而ArrayList的方法线程不安全，由于线程的同步必然要影响性能，因此ArrayList的性能比Vector好。 
2、Vector扩容时容量翻倍，而ArrayList只增加50%的大小，（直接查它们的grow()方法）这样,ArrayList就有利于节约内存空间。