【Java基础15】数据结构和泛型

1. 数据结构

数据结构是底层组织和储存数据的一种方式，是指数据之间以什么方式排列的。

1.1 栈

特征：先进后出，后进先出

类似枪的子弹夹，压在弹夹底部的子弹会最后才发射。进出都在栈首

1.2 队列

特征：先进先出，后进后出

类似水管，先流进去的水会被首先流出来。进数据为队首，出队为队尾。

1.3 数组

通过索引查找数据

数组因为有索引，所以查询比较快，删除和插入效率较低

1.4 链表

链表类似角色游戏的剧情一样，上一个任务完成了就会指向下一个。下面是链表的结构：

完整的链表示意图：

向列表中插入数据：

较为复杂的双向链表，不但保存下一个数据的地址还保存了上一个数据的地址：

特征：

• 链表存储地址是不连续的，因为有存下一个数据的地址。
• 链表查询比较慢，每次都要从头开始。
• 链表的增删比较快，修改地址指向即可。

1.5 二叉树

字面意思就是分为两个叉的树，事实上就是类似这样的结构 。一个节点，然后下面分出两个子节点，两个子节点在各自分出两个子节点，以此类推。

结构图：

特点：

• 只有一个根节点，每个节点最多只有两个子节点
• 拥有相同父节点的为兄弟节点
• 节点的度，每个父节点最大度为2，最小为0
• 叶子节点的高度为1，父节点为2以此类推到根节点
• 根节点为第一层

1.5.1 二叉树存储和快速查找

按照节点左边小于等于父节点右边大于父节点的规则来存储顺序，便于查找和排序。下面创建一个二叉树，每个叶子包括上节点，左节点，右节点和数据。

// 二叉树的示例
public class Leaf {

    private int data;

    private Leaf top;
    private Leaf left;
    private Leaf right;

    public Leaf() {
    }

    public Leaf(int data) {
        this.data = data;
    }
    // get and set
}

public class LeafTest {
    public static void main(String[] args) {
        Leaf superLeaf = null;
        int[] x = {56, 86, 8, 95, 45, 34, 19, 20};

        for (int i = 0; i < x.length; i++) {
            if (i == 0) {
                superLeaf = new Leaf(x[i]);
            } else {
                addLeaf(superLeaf, x[i]);
            }
        }
        System.out.println(superLeaf);
    }

    public static void addLeaf(Leaf leaf, int data) {
        if (leaf != null) {
            int superData = leaf.getData();

            if (data <= superData) {
                if (leaf.getLeft() == null) {
                    leaf.setLeft(new Leaf(data));
                } else {
                    addLeaf(leaf.getLeft(), data);
                }
            } else {
                if (leaf.getRight() == null) {
                    leaf.setRight(new Leaf(data));
                } else {
                    addLeaf(leaf.getRight(), data);
                }
            }
        }
    }
}

// 查询二叉树
public class LeafSearch {
    public static int x = -1;

    public static void main(String[] args) {
        int[] array = {56, 86, 8, 95, 45, 34, 19, 20};

        Leaf leaf = LeafTest.getLeaf(array);

        searchIndex(leaf, 8);

        System.out.println(x);
    }

    private static void searchIndex(Leaf leaf, int i) {
        if (leaf != null) {
            int data = leaf.getData();
            if (data == i) {
                x = leaf.getIndex();
            } else if (data < i) {
                searchIndex(leaf.getRight(), i);
            } else if (data > i) {
                searchIndex(leaf.getLeft(), i);
            }
        } else {
            x = -1;
        }
    }
}

以上是个简单的示例，实际二叉树只是比较广，完全二叉树，满二叉树，平衡二叉树和红黑树等等。以后将详细开个系列讲解。

2. 泛型

是从JDK1.5之后引入的特性，可以在编译阶段进行类型约束，并进行检查。泛型只支持引用类型，集合体系所有的接口和实现类都支持泛型。
泛型可以放在类、方法和接口上。

2.1 放在类上

// 格式,T只是泛型标识符，可以是任意表示，常见：T,K,V,E
修饰符 class 类名<T>{}

// 示例
public class MyArrayList<T> {
    private ArrayList list = new ArrayList();

    public void add(T t) {
        list.add(t);
    }

    public void remove(T t) {
        list.remove(t);
    }
}

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        MyArrayList<String> myArrayList = new MyArrayList<>();
        myArrayList.add("一");
        myArrayList.add("二");
    }
}

2.2 泛型方法

泛型方法用在方法上，便于通用方法的创建。泛型用在方法上，这样就可以接收任何类型，方法便具备通用型。

// 格式
修饰符 <泛型> 返回类型 方法名(形参列表){}

public class MyFunction {
    public static <T> void print(T t) {
        System.out.println(t);
    }
}

public static void functionTest() {
    MyFunction.print("你好！");
    MyFunction.print(3.14);
}

2.3 泛型接口

// 格式
修饰符 interface 接口类名称<泛型变量>{}

public interface MyInterface<E> {
    void println(E e);
}

public class MyInterfaceImpl<E> implements MyInterface<E> {
    @Override
    public void println(E e) {
        System.out.println(e);
    }
}

public static void interfaceTest() {
    MyInterfaceImpl<String> myInterface = new MyInterfaceImpl<>();
    // 此时只能传递String类型
    myInterface.println("haha");

    MyInterfaceImpl<Integer> myInterface1 = new MyInterfaceImpl<>();
    // 此时只能传递Integer类型
    myInterface1.println(11);
}

2.4 泛型通配符（？）

泛型通配符?，?可以通配任何类型，在使用时有以下两种情况：

• ：?通配符的上线，泛型只能是类型或类型的子类
• ：?通配符的下限，泛型只能是类型，或其他类

// 示例
public class GenericImpl<E> {
    public void getSize(Collection<? extends E> collection) {
        System.out.println(collection.size());
    }
}

public static void test() {
    GenericImpl<Object> generic = new GenericImpl<>();

    List<Object> list = new ArrayList<>();
    list.add(1);
    list.add(2);
    list.add(3);

    generic.getSize(list);
}

3. 可变参

可变参主要用在形参中，可以接收多个参数，它本质是数组。可变参数传递参数比较灵活
，可以不传，一个，多个或数组。使用主要有以下特征：

• 一个形参列表只能有一个形参
• 可变参只可以放在形参列表最后面

// 格式
类型... 参数名称

private static void paramTest(String... strings) {
    for (int i = 0; i < strings.length; i++) {
        System.out.println(strings[i]);
    }
}

paramTest();
paramTest("asas");
paramTest("sa", "as");
String[] x = {"1", "2"};
paramTest(x);

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本章结束，用于个人学习和小白入门，大佬勿喷！希望大家多多点赞收藏支撑支撑！

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