第14章常见数据结构的Java实现.

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java基本程序结构

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java基本程序结构Java是一种面向对象的编程语言,它使用特定的语法和结构来组织程序。

了解Java的基本程序结构对于学习和使用Java编程语言非常重要。

下面将介绍Java的基本程序结构,包括包(Package)、导入(Import)、类(Class)、方法(Method)和语句(Statement)等。

接下来是导入(Import)的概念。

导入用于在一个Java源文件中引入其他包中的类或接口。

使用import语句可以让程序直接使用其他包中的类或接口,而无需使用全名(包名+类名)。

例如,importjava.util.Scanner;语句将Scanner类引入当前的源文件中。

接下来是类(Class)的概念。

类是Java程序的基本构建块,它包含了属性(字段)和行为(方法)。

一个Java源文件可以包含多个类,但只能有一个公共类。

公共类的类名必须与源文件名相同。

类的定义使用class关键字,后跟类名和类体。

类体中可以包含属性和方法的定义。

属性用于存储对象的状态,可以是基本类型或引用类型。

属性的定义包括属性类型和属性名。

方法用于定义对象的行为,它是一段可执行的代码。

方法的定义包括返回类型、方法名和参数列表。

方法通过调用或执行语句来实现特定的功能。

在类中定义方法之后,可以在主方法(Main method)中调用这些方法。

主方法是Java程序的入口点,它是程序执行的起始位置。

主方法的定义是public static void main(String[] args),其中public表示该方法是公共的,static表示该方法是静态的,void表示该方法没有返回值,main表示方法名,String[] args表示方法的参数。

在方法中使用语句(Statement)来实现具体的功能。

语句是执行特定操作的命令,它以分号结束。

常见的语句包括赋值语句、条件语句、循环语句和方法调用语句等。

赋值语句用于给变量赋值,条件语句用于根据条件执行不同的代码块,循环语句用于重复执行一段代码,方法调用语句用于调用其他方法。

java中常用的数据结构

java中常用的数据结构

java中常用的数据结构
Java中常用的数据结构有:
1. 数组(Array):一组具有相同类型的数据元素的集合,通
过索引来访问元素。

2. 链表(LinkedList):由若干个节点组成,每个节点包含数
据和指向下一个节点的指针。

3. 栈(Stack):一种后进先出(LIFO)的数据结构,只允许
在栈顶进行插入和删除操作。

4. 队列(Queue):一种先进先出(FIFO)的数据结构,只允
许在队头和队尾进行插入和删除操作。

5. 集合(Set):一种不允许重复元素的数据结构,常见的实
现类有HashSet和TreeSet。

6. 列表(List):一种有序的数据结构,允许重复元素,常见
的实现类有ArrayList和LinkedList。

7. 字典(Map):一种键值对的数据结构,以键作为唯一标识
符来存储和访问元素,常见的实现类有HashMap和TreeMap。

8. 堆(Heap):一种可以快速找到最大值(或最小值)的数
据结构,常用于优先队列的实现。

9. 树(Tree):一种层次关系的数据结构,包含根节点、子节
点和叶子节点等。

10. 图(Graph):由节点和节点之间的关系(边)组成的数据结构,常用于描述网络等复杂关系。

这些数据结构在Java中都有对应的类或接口,可以根据具体
的需求选择合适的数据结构来使用。

数据结构与算法java版第五版

数据结构与算法java版第五版

数据结构与算法java版第五版一、引言数据结构与算法是计算机科学的基础,是程序员必须掌握的核心知识。

如何高效地使用数据结构和算法解决实际问题,是每个程序员都需要思考和学习的事情。

本文将介绍《数据结构与算法java版第五版》这本书的内容,从数据结构和算法的基础知识到高级应用进行探讨。

二、基础知识1. 数据结构的概念及分类•线性结构•树形结构•图形结构2. 算法的概念及分类•基本概念•算法的复杂度分析3. Java基础•Java基本语法•面向对象编程•集合框架三、线性结构1. 数组•数组的定义和使用•数组的常见操作•数组的应用场景2. 链表•链表的定义和基本操作•单向链表和双向链表的区别•链表的应用场景3. 栈和队列•栈的定义和基本操作•队列的定义和基本操作•栈和队列的应用场景4. 哈希表•哈希表的原理和实现•哈希函数的选择•哈希表的应用场景四、树形结构1. 二叉树•二叉树的定义和基本操作•二叉树的常用遍历算法•二叉树的应用场景2. AVL树•AVL树的定义和性质•AVL树的插入和删除操作•AVL树的应用场景3. 红黑树•红黑树的定义和性质•红黑树的插入和删除操作•红黑树的应用场景4. B树和B+树•B树和B+树的定义和性质•B树和B+树的插入和删除操作•B树和B+树的应用场景五、图形结构1. 图的表示和基本操作•图的表示方法•图的遍历算法•图的最短路径算法2. 拓扑排序•拓扑排序的原理和算法•拓扑排序的应用场景3. 最小生成树•最小生成树的定义和算法•最小生成树的应用场景4. 图的搜索•图的深度优先搜索•图的广度优先搜索•图的搜索算法的应用场景六、高级应用1. 排序算法•冒泡排序•插入排序•选择排序•快速排序•归并排序2. 查找算法•顺序查找•二分查找•哈希查找•插值查找3. 动态规划•动态规划的基本概念•动态规划的应用场景•动态规划问题的解决步骤七、总结《数据结构与算法java版第五版》是一本全面介绍数据结构和算法的书籍,从基础知识到高级应用等多个方面进行了深入的探讨。

java培训ppt课件(全套课件)

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public static void main(String args[]) {
System.out.println("Hello World"); } }
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用记事本或者专用的编辑工具如EditPlus等进行编辑,并将 文件存为HelloWorld.java。建议使用像EditPlus这样的编辑软件, 可使得代码更加清晰且风格良好。
Java实用教程 图1.3 编辑include变量
Java实用教程
选中lib变量,单击“编辑”按钮,弹出标题为“编辑用户 变量”的对话框,如图1.4所示。在变量值一栏的最后添加“; D:\j2sdk1.4.0_01\lib”,“;”表示与前面的各项隔开,后面的路 径是JDK包的安装路径下的lib目录。图1.4为作者修改lib变量的 情况,注意你的安装路径可能与作者的有所不同,要以你的安 装路径为基准进行修改。
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4. 多线程 多线程在操作系统中已得到了最成功的应用。多线程是指 允许一个应用程序同时存在两个或两个以上的线程,用于支持 事务并发和多任务处理。Java除了内置的多线程技术之外,还 定义了一些类、方法等来建立和管理用户定义的多线程。
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5. 简单易用 Java源代码的书写不拘泥于特定的环境,可以用记事本、 文本编辑器等编辑软件来实现,然后将源文件进行编译,编译 通过后可直接运行,通过调试则可得到想要的结果。
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第2章 Java基本语法
2.1 Java程序的构成 2.2 数据类型、变量和常量 2.3 运算符和表达式 2.4 流程控制 2.5 数组的使用 习题
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2.1 Java程序的构成
2.1.1用和类

Java中常见数据结构:list与map

Java中常见数据结构:list与map

Java中常见数据结构:list与map1 1:集合2 Collection(单列集合)3 List(有序,可重复)4 ArrayList5底层数据结构是数组,查询快,增删慢6线程不安全,效率⾼7 Vector8底层数据结构是数组,查询快,增删慢9线程安全,效率低10 LinkedList11底层数据结构是链表,查询慢,增删快12线程不安全,效率⾼13 Set(⽆序,唯⼀)14 HashSet15底层数据结构是哈希表。

16哈希表依赖两个⽅法:hashCode()和equals()17执⾏顺序:18⾸先判断hashCode()值是否相同19是:继续执⾏equals(),看其返回值20是true:说明元素重复,不添加21是false:就直接添加到集合22否:就直接添加到集合23最终:24⾃动⽣成hashCode()和equals()即可2526 LinkedHashSet27底层数据结构由链表和哈希表组成。

28由链表保证元素有序。

29由哈希表保证元素唯⼀。

30 TreeSet31底层数据结构是红⿊树。

(是⼀种⾃平衡的⼆叉树)32如何保证元素唯⼀性呢?33根据⽐较的返回值是否是0来决定34如何保证元素的排序呢?35两种⽅式36⾃然排序(元素具备⽐较性)37让元素所属的类实现Comparable接⼝38⽐较器排序(集合具备⽐较性)39让集合接收⼀个Comparator的实现类对象40 Map(双列集合)41 A:Map集合的数据结构仅仅针对键有效,与值⽆关。

42 B:存储的是键值对形式的元素,键唯⼀,值可重复。

4344 HashMap45底层数据结构是哈希表。

线程不安全,效率⾼46哈希表依赖两个⽅法:hashCode()和equals()47执⾏顺序:48⾸先判断hashCode()值是否相同49是:继续执⾏equals(),看其返回值50是true:说明元素重复,不添加51是false:就直接添加到集合52否:就直接添加到集合53最终:54⾃动⽣成hashCode()和equals()即可55 LinkedHashMap56底层数据结构由链表和哈希表组成。

Java核心数据结构(List、Map、Set)原理与使用技巧

Java核心数据结构(List、Map、Set)原理与使用技巧

Java核⼼数据结构(List、Map、Set)原理与使⽤技巧JDK提供了⼀组主要的数据结构实现,如List、Set等常⽤数据结构。

这些数据都继承⾃java.util.Collection接⼝,并位于java.util包内。

⼀、List接⼝最重要的三种List接⼝实现:ArrayList、Vector、LinkedList。

它们的类图如下:可以看到,3种List均来⾃AbstratList的实现。

⽽AbstratList直接实现了List接⼝,并扩展⾃AbstratCollection。

ArrayList和Vector使⽤了数组实现,可以认为,ArrayList封装了对内部数组的操作。

⽐如向数组中添加、删除、插⼊新的元素或数组的扩展和重定义。

对ArrayList或者Vector的操作,等价于对内部对象数组的操作。

ArrayList和Vector⼏乎使⽤了相同的算法,它们的唯⼀区别可以认为是对多线程的⽀持。

ArrayList没有对⼀个⽅法做线程同步,因此不是线程安全的。

Vector中绝⼤多数⽅法都做了线程同步,是⼀种线程安全的实现。

因此ArrayList和Vector的性能特性相差⽆⼏。

LinkedList使⽤了循环双向链表数据结构。

LinkedList由⼀系列表项连接⽽成。

⼀个表项总是包含3个部分:元素内容、前驱表项和后驱表项。

如图所⽰:LinkedList的表项源码:private static class Node<E> {E item;Node<E> next;Node<E> prev;Node(Node<E> prev, E element, Node<E> next) {this.item = element;this.next = next;this.prev = prev;}}⽆论LinkedList是否为空,链表都有⼀个header表项,它既是链表的开始,也表⽰链表的结尾。

java各个数据结构的使用案例

java各个数据结构的使用案例

java各个数据结构的使用案例Java是一种面向对象的编程语言,拥有丰富的数据结构,可以灵活地应用于各种场景。

下面列举了10个使用Java各个数据结构的案例,以帮助读者更好地理解和应用这些数据结构。

1. 数组(Array)数组是一种最基本的数据结构,可以用来存储一组相同类型的数据。

例如,可以使用数组来存储学生的成绩,并计算平均分。

2. 链表(Linked List)链表是一种动态数据结构,可以用来存储和操作一系列元素。

例如,可以使用链表来实现一个待办事项列表,每个事项都有一个指向下一个事项的引用。

3. 栈(Stack)栈是一种后进先出(LIFO)的数据结构,可以用来实现撤销操作、函数调用等功能。

例如,可以使用栈来实现浏览器的后退功能。

4. 队列(Queue)队列是一种先进先出(FIFO)的数据结构,可以用来实现任务调度、消息处理等功能。

例如,可以使用队列来实现消息队列,处理异步消息。

5. 哈希表(Hash Table)哈希表是一种根据键值对存储和访问数据的数据结构,可以快速查找和插入数据。

例如,可以使用哈希表来实现一个电话簿,根据姓名查找电话号码。

6. 树(Tree)树是一种分层次的数据结构,可以用来表示层级关系。

例如,可以使用树来表示组织结构,每个节点代表一个部门或员工。

7. 图(Graph)图是一种由节点和边组成的数据结构,可以用来表示网络、关系等复杂结构。

例如,可以使用图来表示社交网络,每个节点代表一个人,每条边代表两个人之间的关系。

8. 堆(Heap)堆是一种特殊的树形数据结构,可以用来实现优先队列等功能。

例如,可以使用最小堆来实现任务调度,每个任务有一个优先级,优先级高的先执行。

9. 集合(Set)集合是一种不允许重复元素的数据结构,可以用来存储和操作一组数据。

例如,可以使用集合来统计一段文本中不重复的单词数量。

10. 映射(Map)映射是一种键值对的数据结构,可以用来存储和访问数据。

java中集合案例

java中集合案例

java中集合案例一、集合概念介绍集合是Java编程中一种非常重要的数据结构,它用于存储一组对象。

集合中的对象之间不存在序号关系,也不保证元素的顺序。

Java提供了多种集合类,如List、Set、Map等,可以根据实际需求选择合适的集合类进行使用。

二、Java中常用集合类概述1.List:List是一种有序、可重复的集合,内部采用数组实现。

常用的List 实现类有ArrayList、LinkedList等。

2.Set:Set是一种无序、不可重复的集合,内部采用红黑树实现。

常用的Set实现类有HashSet、TreeSet等。

3.Map:Map是一种键值对集合,内部采用哈希表实现。

Map中的键和值可以是任意类型的对象,常用的Map实现类有HashMap、TreeMap等。

4.其他集合类:Java还提供了许多其他类型的集合,如Queue(队列)、Deque(双端队列)、LinkedHashMap(有序映射)等。

三、集合案例分析与应用1.案例一:使用ArrayList实现学生成绩管理```javaimport java.util.ArrayList;import java.util.List;public class Student {private String name;private int score;public Student(String name, int score) { = name;this.score = score;}public String getName() {return name;}public void setName(String name) { = name;}public int getScore() {return score;}public void setScore(int score) {this.score = score;}@Overridepublic String toString() {return "Student{" +"name="" + name + """ +", score=" + score +"}";}}public class StudentManager {private List<Student> students = new ArrayList<>();public void addStudent(Student student) {students.add(student);}public void removeStudent(String name) {students.removeIf(student ->student.getName().equals(name));}public void printStudents() {for (Student student : students) {System.out.println(student);}}}```2.案例二:使用HashSet去除重复元素```javaimport java.util.HashSet;import java.util.List;import java.util.Set;public class Main {public static void main(String[] args) {Set<String> set = new HashSet<>();set.add("apple");set.add("banana");set.add("apple");System.out.println(set); // 输出:[apple, banana] }}```3.案例三:使用Map实现学生成绩查询```javaimport java.util.HashMap;import java.util.Map;public class Student {private String name;private int score;// 省略构造方法、getter和setter方法}public class StudentManager {private Map<String, Student> students = new HashMap<>();public void addStudent(String name, Student student) {students.put(name, student);}public Student getStudent(String name) {return students.get(name);}public void removeStudent(String name) {students.remove(name);}}```四、总结与建议集合在Java编程中有着广泛的应用,熟练掌握各类集合的使用方法可以提高代码的可读性和实用性。

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}
例14-2 程序清单 AddAndRemove2.java /** * 通过这个程序,测试元素的添加与删除 */ import java.util.LinkedList; import java.util.Iterator; public class AddAndRemove2 { public static void main(String[] args) { AddAndRemove2 test = new AddAndRemove2(); test.addAndRemove(); } public void addAndRemove() { LinkedList list = new LinkedList(); list.add("Tom"); list.add("John"); list.add("Smith"); Iterator iterator = list.iterator(); System.out.println("the elements in the collection are:");
例14-1 程序清单 AddAndRemove.java /** * 通过这个程序,测试元素的添加与删除 */
import java.util.LinkedList; import java.util.Iterator; public class AddAndRemove { public static void main(String[] args) { AddAndRemove test = new AddAndRemove(); test.addAndRemove(); } public void addAndRemove() { LinkedList list = new LinkedList(); list.add("Tom"); list.add("John"); list.add("Smith");

14.1.2 Iterartor接口
Collection接口是用于容纳元素的容器,而Iterator接口 是用于遍历集合中每一个元素的数据结构。 Iterator接口的方法比较简单,也比较少,只有三个, 但这三个方法都是比较重要的: boolean hasNext(); Object next(); void remove(); 根据方法的名字,我们也可以猜测出这三个方法的含 义与使用。但为了能使读者有个更加详细的理解,我们做 一下简单的解释。 boolean hasNext(); 当调用Collection接口中的iterator方法时,会得到 Iterator接口的实例,这时集合将返回集合所有的元素,可 以用hasNext方法来判断一下,我们是否已经到了集合的末 尾,如果到了集合的末尾,就会返回false。

14.1.1 Collection接口
Java数据结构类的基本接口就是Collection接口,它的 基本方法有以下几种: 1. 添加元素 boolean add(Object obj) boolean addAll(Collection c) add方法是向一个集合中添加一个元素,如果添加成 功返回true,否则返回false,例如向集合中添加一个已经存 在的元素,由于集合不允许相同的元素存在,所以添加动 作失败,返回值是false。添加的元素必须是对象类型,并 且系统自动将元素抽象为Object类,这也就意味着可以向 同一个集合中添加不同对象的类型(因为所有的对象都是 Object类的子类),如既可以向同一集合中添加一个学生 对象,也可以向集合中添加一个整数型对象,代码如下: c.add(new Student("Tom", "20021024")); c.add(new Integer(1));//通过对象包装器将整数1转变为 对象类型
第14章 常见数据结构 的Java实现


本章要点:
数据结构接口的实质 Collection接口 Ition与Iterator接口
在Java中所有类的鼻祖是Object类,所有有关 数据结构处理的鼻祖就是Collection与Iterator接口, 也就是集合与遍历。 集合是用来组织数据的容器,当然在组织数据 的过程中可能会有很多种方式,这就是针对于我 们后面所讲述的各个具体的组织数据的类;数据 放到了集合中,我们会根据需要查看数据,也就 需要遍历,所谓遍历就是根据某一特征查看所有 集合中数据的一个过程。集合和遍历是数据处理 中最重要的两个特征,因此在Java中将这两个设计 为不同的接口,并作为数据处理的起始。
14.2 链表
在Java中,链表中的元素是存储在链中 的节点上,每个链表中的元素不仅保存着 下一个元素的地址,同时也保存着上一个 元素的地址,如果删除其中的某一个元素 的时候,只要修改元素前后结点的指针就 可以了,而不需要对其他的元素进行移动。
链表中元素的关系
first previous next second previous next …… previous next …… previous next
Iterator iterator = list.iterator(); System.out.println("the elements in the collection are:"); while(iterator.hasNext()) { System.out.println(iterator.next()); } iterator.remove(); System.out.println("after deleter one element, the elements in the collection are:"); for(int i = 0; i < list.size(); i++) { System.out.println(iterator.next()); } }
2. 是否包含元素 这类方法的共同特征就是测试集合中是否包含 指定的对象,如果包含则返回true,否则返回false, 这类方法也被称为判断方法,主要的目的是在向 一个集合中添加对象之前,检测是否包含特定的 元素,以便进行有效的程序控制,捕捉相应的异 常。 boolean contains(Object o) boolean containsAll(Collection c) 这两个方法的区别就是:contains测试是否包 含一个元素,而containsAll测试是否包含一个集合 的元素。我们就以containsAll方法为例,说明该方 法的使用,主要是体现异常处理的过程。
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