Java数据结构和算法-综述

Java数据结构和算法是对Robert Lafore的Java数据结构和算法学习的以自己方式的总结，里面可能会有绝大部分的内容和书上描述差不多（原谅我的语文不怎么好）。

1.数据结构和算法的作用

数据结构是对计算机内存或者磁盘中的数据的一种安。数据结构大致有数组、链表、图、二叉树等等。而算法是对数据结构中存储的数据进行一系列处理。大致可分为三类情况：现实世界数据的存储、程序员工具、建模。

1.1现实世界数据的存储

现实世界数据指的是在计算机中存储的外部物理数据，比如：一张电话薄记录的一个人信息，一条存货记录描述了一种商品。
在现实生活中我们也许可以通过一本本子来记录这些信息，随着科技的发展，现在我们可以将这些信息存储到计算机上，那么就需要考虑一下一些问题：

1. 怎么在计算机内存中存放这些数据？
2. 怎么删除存储的数据？
3. 怎么插入新的数据？
4. 怎么进行快速的查找自己想要的数据项？
5. 怎么对已存储的数据按自己想要的方式排序？
6. 这种存储的方式所能适用的数据大小是多少？

1.2程序员的工具

有些数据结构是不打算让用户接触的，而是仅被程序本身所接触。程序员可以通过栈、队列和优先级队列等数据结构来作为工具简化其他操作。

1.3建模

有些数据结构可以对生活当中的情况进行建模。其中比较重要的建模数据结构是图，通过图我们可以来表示城市之间的航线，旅行的路径，电路的连接等

2.数据结构概述

在Java当中主要的数据结构及其特性如下：

1. 数组
   插入快，如果知道下标的话，能够非常快的存储；查找慢，删除慢，大小固定。
2. 有序数组
   比无序数组查找快；删除和插入慢，大小固定。
3. 栈
   提供先进后出的方式存取；存取其他项很慢。
4. 队列
   提供先进先出的方式存取；存取其他项很慢。
5. 链表
   插入快，删除快；查找慢。
6. 二叉树
   插入、删除、查找都很快（如果二叉树平衡）；删除算法复杂。
7. 红-黑树
   插入、删除、查找都很快，树总是平衡的；算法复杂。
8. 2-3-4树
   插入、删除、查找都很快，树总是平衡的，类似的树对磁盘存储有用；
   算法复杂。
9. 哈希表
   如果关键字已知，对数据的存储很快；删除慢，在不知道关键字时，对数据的存储很慢，对存储空间使用不充分。
10. 堆
    删除快、插入快，对最大数据项存取很快；对其他数据项存取慢。
11. 图
    对现实世界建模；有些算法复杂。