哈希表与二叉树

哈希表

定义:哈希表(也叫散列表),是根据关键码值(key,value)而直接进行访问的数据结构,它通过把关键码值映射到表中一个位置来访问记录,以加快查找速度。关键码值(key,value)也可以当成是key的hash值。这个映射函数叫做散列函数,存放记录的数组叫做散列表

特点:数组(顺序表):寻址容易

​ 链表:插入与删除容易

​ 哈希表:寻址容易,插入删除也容易的数据结构

例子:

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缺点:扩容需要消费大量的空间和性能,散列函数需要重新设计。

应用:电话号码,字典,点歌系统,QQ,微信的好友等(有一定数量限制的)

设计:拉链法

jdk1.8以前使用链表

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jdk1.8开始 当链表长度超过阈值,就转换成红黑树

1545810531831.png

树是N个结点的有限集。n=0时称为空树,在任意一颗非空树中:(1)有且仅有一个特定的称为根(Root)的结点:(2)当n>1时,其余结点可分为m个互不相交的有限集T1,T2.......Tm,其中每一个集合本身又是一棵树,并且称为根的子树。

节点与树的度

结点拥有的子树数称为结点的度。
度为0的结点称为叶子结点或终端结点,度不为0的结点称为非终端结点或分支结点。
除根结点以外,分支结点也称为内部结点。树的度是树内各结点的度的最大值。

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结点的层次和深度

结点的层次从根开始定义起,根为第一层,根的孩子为第二层。若某结点在第一层,则其子树的根就在第1+1层。其双亲在同一层的结点互为堂兄弟。显然途中的D,E,F是堂兄弟,而G,H,I,J也是。树中结点的最大层次称为树的深度或高度,当前树的深度为4.

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树的存储结构(孩子表示法)

1545811752639.png

二叉树

二叉树是N个结点的有限集合,该集合或者为空集,或者由一个根结点和两颗互不相交的,分别称为根结点的左子树和右子树的二叉树组成。

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1545811937092.png

二叉树的存储结构

顺序存储:

1545812044840.png

链式结构

1545812070545.png

二叉树的遍历:

前序遍历(DLR)

1545812147035.png

中序遍历(LDR)

1545812206312.png

后序遍历(LRD)

1545812237706.png

二叉树遍历的应用之分治法

1,查找技术

(1)顺序查找

public static int search(int[] a, int num) {        
    for(int i = 0; i < a.length; i++) {
        if(a[i] == num){//如果数据存在
            return i;//返回数据所在的下标,也就是位置
        }
    } 
    return -1;//不存在的话返回-1
}

(2)二分查找

前提条件:数据是已经排序的

原理图

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注意:设计成左闭右开---是一种区间无重复的思想 random(0,1)等大量的数学函数都是这样设计的

  /**
     * 二分查找  前提是数组必须是有序的
     */
     public static int binarySearch(int [] array,int fromIndex,int toIndex,int key){
        int low = fromIndex;
        int high = toIndex-1;//左闭右开原则
        while(low<=high){
            int mid = (low+high)/2;//取中间
            int midValue = array[mid];
            if(key>midValue){//去中点往右寻找
                low = mid+1;
            }else if(key

2,快速排序(二叉树的前序遍历)

思想:先确定一个数组的数据,然后取出数组任意一个数据,通过比较,把比这个数小的数据都放在这个数的左边,把比这个数大的数据都放在这个数的右边,然后不停循环下去

应用场景:数据量大并且是线性结构

短处:有大量重复数据的时候,性能不好。单向链式结构处理性能不好

  /**
     * 快速排序  31 21 59 68 12 40  (先取一个数据出来,第一轮排序之后左边都小于这个数,右边都大于这个数,然后一直循环)
     */
      public static void quickSort(int [] array,int begin,int end){
          if(end-begin<=0) return;

          int low = begin;//0
          int high = end;//5
          int x = array[begin];
          //由于会分别从两头取数据
          boolean direction = true;
          L1:
          while(lowlow;i--){
                      if(array[i]<=x){
                          array[low++] = array[i];
                          high = i;
                          direction = !direction;
                          continue L1;
                      }
                  }
                  high = low;//如果一直上面的if从未进入,让两个指针重合
              }else{//从左往右找
                  for(int i=low;i=x){
                          array[high--]=array[i];
                          low = i;
                          direction = !direction;
                          continue L1;
                      }
                  }
                  low = high;
              }
          }
          array[low] =x;//第一轮确定X位置,左边的都小于X,右边的都大于X
          quickSort(array,begin,low-1);
          quickSort(array,low+1,end);
      }

3,归并排序(二叉树的后序遍历)

思想:

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应用场景:数据量大并且有很多重复数据,链式结构

短处:需要空间大(空间换时间)

   /**
     * 归并排序 思想:二叉树的后序遍历
     * @param array
     * @param left
     * @param right
     */
      
      public static void mergeSort(int[] array,int left,int right){
          if(left == right){
              return;
          }else{
              int mid = (left+right)/2;
              mergeSort(array,left,mid);
              mergeSort(array,mid+1,right);
              merge(array,left,mid+1,right);
          }
      }

    /**
     * 将一个左右两边分别排好序的数组合并成一个完整的排好序的数组
     */
    //1,2,5,9  ========  3,4 ,10 ,11
     public static void merge(int []array,int left,int mid ,int right){

         //1,将一个数组分成左右两个数组
         int leftSize = mid-left;
         int rightSize = right - mid + 1;
         int [] leftArray = new int[leftSize];
         int [] rightArray = new int[rightSize];
         //将数组的数组填充到左右两个数组中去
         for(int i = left;i

参考项目地址

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