常用的Java数据结构知识点汇总

简介

Java中的数据结构是Java程序开发中非常重要的一部分。掌握常用的数据结构知识点是编写高效、优秀的Java程序的关键之一。本文将详细讲解Java中常用的数据结构知识点，并提供代码示例说明。

数组（Array）

数组是一组相同类型的数据集合，通过数组下标来访问数据，数组长度确定后就无法改变。在Java中，数组可以是基本类型或自定义类型。以下是Java中创建和初始化数组的两种方式：

1. 声明并创建数组，再逐个赋值：

java
int[] arr = new int[5];
arr[0] = 1;
arr[1] = 2;
arr[2] = 3;
arr[3] = 4;
arr[4] = 5;

1. 直接声明并初始化数组：

java
int[] arr = {1, 2, 3, 4, 5};

列表（List）

列表是一个可以存储多个元素的数据结构，元素可以是任意类型。Java中常用的列表有ArrayList和LinkedList，它们的区别主要在于内部实现机制。

ArrayList

ArrayList是底层基于数组实现的，具有以下特点：

• 长度自动扩展，无需手动扩容；
• 内部维护一个Object数组，查询元素时速度较快，但增删元素时比较慢。

以下是Java中创建和使用ArrayList的代码示例：

ArrayList<String> list = new ArrayList<String>();
list.add("apple");
list.add("banana");
list.add("orange");
String fruit = list.get(1);  // 获取列表中下标为1的元素，即"banana"

LinkedList

LinkedList是底层基于双向链表实现的，具有以下特点：

• 内部维护双向链表数据结构，增删元素速度很快，但查询元素时比较慢；
• 不需要像ArrayList一样，每次增删元素都需要对数组进行移动操作。

以下是Java中创建和使用LinkedList的代码示例：

LinkedList<String> list = new LinkedList<String>();
list.add("apple");
list.add("banana");
list.add("orange");
String fruit = list.get(1);  // 获取列表中下标为1的元素，即"banana"

集合（Set）

集合是Java中的另一种数据结构，不同于列表，集合中的元素不可重复，Java中常用的集合类有HashSet和TreeSet。

HashSet

HashSet是底层基于HashMap实现的，具有以下特点：

• 元素无序，不可重复；
• 可以包含null元素，但只能有一个null元素。

以下是Java中创建和使用HashSet的代码示例：

HashSet<String> set = new HashSet<String>();
set.add("apple");
set.add("banana");
set.add("orange");
set.add("apple");  // 再次添加"apple"元素，不会生效
int size = set.size();  // 集合中元素个数为3

TreeSet

TreeSet是基于红黑树数据结构实现的，具有以下特点：

• 元素有序，并且不可重复；
• 自然排序中null值是不允许存在的。

以下是Java中创建和使用TreeSet的代码示例：

TreeSet<String> set = new TreeSet<String>();
set.add("apple");
set.add("banana");
set.add("orange");
set.add("apple");  // 再次添加"apple"元素，不会生效
int size = set.size();  // 集合中元素个数为3
String first = set.first();  // 集合中的第一个元素是"apple"

Map

Map是一种数据结构，用于存储键值对数据，即以键（key）值为索引，可以快速查找到对应的值（value）。Map中的键不可重复，值可以重复。Java中常用的Map类有HashMap和TreeMap。

HashMap

HashMap是基于哈希表实现的，具有以下特点：

• 键值对无序，键不可重复，但值可以重复；
• HashMap中的键可以为null，但只能有一个null键；
• HashMap中的值可以为null，但不限制数量。

以下是Java中创建和使用HashMap的代码示例：

HashMap<String, Integer> map = new HashMap<String, Integer>();
map.put("apple", 3);
map.put("banana", 4);
map.put("orange", 5);
Integer num = map.get("banana");  // 获取键为"banana"的值，即4

TreeMap

TreeMap是基于红黑树实现的，具有以下特点：

• 键值对有序，键不可重复，但值可以重复；
• TreeMap中的键不能为null；
• TreeMap中的值可以为null，但不限制数量。

以下是Java中创建和使用TreeMap的代码示例：

TreeMap<String, Integer> map = new TreeMap<String, Integer>();
map.put("apple", 3);
map.put("banana", 4);
map.put("orange", 5);
Integer num = map.get("banana");  // 获取键为"banana"的值，即4
String firstKey = map.firstKey();  // TreeMap中的第一个键为"apple"

总结

本文详细介绍了Java中常用的数据结构，包括数组、列表、集合以及Map，希望读者可以通过本文了解到这些数据结构的特点及其使用方法。