数据结构与算法(Java版)第1章 数据结构与算法
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Java数据结构和算法一、数组于简单排序 (1)二、栈与队列 (4)三、链表 (7)四、递归 (22)五、哈希表 (25)六、高级排序 (25)七、二叉树 (25)八、红—黑树 (26)九、堆 (36)十、带权图 (39)一、数组于简单排序数组数组(array)是相同类型变量的集合,可以使用共同的名字引用它。
数组可被定义为任何类型,可以是一维或多维。
数组中的一个特别要素是通过下标来访问它。
数组提供了一种将有联系的信息分组的便利方法。
一维数组一维数组(one-dimensional array )实质上是相同类型变量列表。
要创建一个数组,你必须首先定义数组变量所需的类型。
通用的一维数组的声明格式是:type var-name[ ];获得一个数组需要2步。
第一步,你必须定义变量所需的类型。
第二步,你必须使用运算符new来为数组所要存储的数据分配内存,并把它们分配给数组变量。
这样Java 中的数组被动态地分配。
如果动态分配的概念对你陌生,别担心,它将在本书的后面详细讨论。
数组的初始化(array initializer )就是包括在花括号之内用逗号分开的表达式的列表。
逗号分开了数组元素的值。
Java 会自动地分配一个足够大的空间来保存你指定的初始化元素的个数,而不必使用运算符new。
Java 严格地检查以保证你不会意外地去存储或引用在数组范围以外的值。
Java 的运行系统会检查以确保所有的数组下标都在正确的范围以内(在这方面,Java 与C/C++ 从根本上不同,C/C++ 不提供运行边界检查)。
多维数组在Java 中,多维数组(multidimensional arrays )实际上是数组的数组。
你可能期望,这些数组形式上和行动上和一般的多维数组一样。
然而,你将看到,有一些微妙的差别。
定义多维数组变量要将每个维数放在它们各自的方括号中。
例如,下面语句定义了一个名为twoD 的二维数组变量。
int twoD[][] = new int[4][5];简单排序简单排序中包括了:冒泡排序、选择排序、插入排序;1.冒泡排序的思想:假设有N个数据需要排序,则从第0个数开始,依次比较第0和第1个数据,如果第0个大于第1个则两者交换,否则什么动作都不做,继续比较第1个第2个…,这样依次类推,直至所有数据都“冒泡”到数据顶上。
数据结构与算法基础讲解第一章数据结构概述数据结构是计算机科学中的重要基础,它用来组织和存储数据以便高效地进行操作和检索。
数据结构分为线性结构、树形结构和图形结构三种类型。
线性结构包括数组、链表、栈和队列;树形结构包括二叉树、堆和AVL树;图形结构包括邻接矩阵和邻接表等。
第二章数组数组是最简单和最常见的数据结构之一,是一种连续的内存块,用于存储相同类型的数据。
数组可以通过索引来访问和修改元素,具有随机访问的特性。
但是数组的大小一旦确定后就不能改变,且插入和删除操作比较耗时。
第三章链表链表是一种非连续的数据结构,由一系列节点组成,每个节点存储数据和指向下一个节点的指针。
链表的插入和删除操作比较简单高效,但不支持随机访问。
链表有单向链表、双向链表和循环链表等不同的类型。
第四章栈和队列栈和队列是两种特殊的线性结构。
栈是一种后进先出(LIFO)的数据结构,只能从一端添加和删除元素;队列是一种先进先出(FIFO)的数据结构,可以从一端添加元素,从另一端删除元素。
栈和队列可以用数组或链表来实现。
第五章二叉树二叉树是一种特殊的树形结构,每个节点最多有两个子节点。
二叉树可以是空树,也可以是由根节点和左右子树组成的非空树。
二叉树的遍历有前序遍历、中序遍历和后序遍历三种方式,常用于解决树相关的问题。
第六章堆堆是一种特殊的完全二叉树,可以用数组来表示。
堆分为最大堆和最小堆两种类型,最大堆中父节点的值大于或等于子节点的值,最小堆中父节点的值小于或等于子节点的值。
堆常用于实现优先队列等数据结构。
第七章排序算法排序算法是对数据进行排序的一种算法。
常见的排序算法包括冒泡排序、选择排序、插入排序、归并排序、快速排序和堆排序等。
每种排序算法的时间复杂度和空间复杂度不同,选取适当的排序算法可以提高算法的效率。
第八章查找算法查找算法是在数据集合中查找指定元素的算法。
常见的查找算法包括顺序查找、二分查找和哈希查找等。
二分查找是一种高效的查找算法,但要求数据集合必须有序;哈希查找是利用哈希函数将关键字映射到存储位置,具有很快的查找速度。
Java数据结构与算法一、引言Java 是一种强大、高效的编程语言,在现代软件开发领域中使用广泛。
作为一名 Java 开发人员,了解数据结构与算法的重要性不言而喻,因为数据结构和算法是计算机科学的核心。
本文将重点讨论 Java 数据结构与算法,它们的实现方式及其应用。
二、数据结构数据结构是一种在计算机中组织和存储数据的方式。
在软件开发过程中,开发人员需要选择合适的数据结构来存储和处理数据,以实现最好的性能和效率。
Java 提供了很多内置的数据结构,例如数组、链表、队列和栈等。
1. 数组数组是 Java 中最基本和最常用的数据结构之一。
它是一个固定大小的数据序列,其中的元素都具有相同的数据类型。
数组可以使用索引来访问和修改元素。
在 Java 中,可以使用内置的数组类型 int[]、double[]、char[]等,也可以使用泛型数组类型 ArrayList。
可以通过如下方式创建一个 Java 数组:int[] arr = new int[10];这会创建一个长度为 10 的 int 类型数组,其中的元素默认值为 0。
2. 链表链表是一个由节点组成的数据结构,其中每个节点都包含一个数据元素和一个指向下一个节点的指针。
链表的优点在于可以很容易地添加或删除元素,但是访问元素时需要遍历整个链表。
Java 中提供了多种链表类型,包括单向链表、双向链表和循环链表。
可以通过如下方式创建一个单向链表:public class Node {int val;Node next;Node(int x) { val = x; }}Node head = new Node(1);head.next = new Node(2);这会创建一个包含两个元素的单向链表,其值分别为 1 和 2。
3. 队列队列是一种先进先出(FIFO)的数据结构,在 Java 中可以使用内置的Queue 接口实现。
Queue 接口定义了许多方法,例如 add()、remove()、peek() 等,可以用于向队列中添加元素、删除元素和获取队列顶端的元素。