常见数据结构
1 栈
栈（stack）又名堆栈，它是一种运算受限的线性表。其限制是仅允许在表的一端进行插入和删除运算(先进后出)。这一端被称为栈顶，把另一端称为栈底。向一个栈插入新元素又称作进栈、入栈或压栈，它是把新元素放到栈顶元素的上面，使之成为新的栈顶元素；从一个栈删除元素又称作出栈或退栈，它是把栈顶元素删除掉，使其相邻的元素成为新的栈顶元素。
栈.jpg
public class Stack {
private int[] array = new int[5];// 栈
private int top = -1;// 指针
// 压栈
public boolean push(int x) {
if(top<array.length-1){
array[++top] = x;
return true;
}else{
throw new RuntimeException("overFlow");//上溢
}
}
// 出栈
public int pop() {
if (!isEmpty()) {
return array[top--];
} else {
throw new RuntimeException("underflow");//下溢
}
}
// 是否为空
public boolean isEmpty() {
return top == -1 ? true : false;
}
}
2 队列
队列是一种特殊的线性表，特殊之处在于它只允许在表的前端（front）进行删除操作，而在表的后端（rear）进行插入操作，和栈一样，队列是一种操作受限制的线性表。进行插入操作的端称为队尾，进行删除操作的端称为队头。
队列.jpg
public class Queue {
Object[] array = new Object[4]; // 对象数组，此时队列最多存储3个对象
int first = 0; // 队首下标
int last = 0; // 队尾下标;指向指向即将添加的下一个元素位置
/**
* 将一个对象追加到队列尾部
* @return 队列满时返回false,否则返回true
*/
public boolean add(Object obj) {
if ((last + 1) % array.length == first) {
return false;
}
array[last] = obj;
last = (last + 1) % array.length;
return true;
}
/**
* 队列头部的第一个对象出队
* @return 出队的对象，队列空时返回null
*/
public Object remove() {
if (last == first) {
return null;
}
Object obj = array[first];
first = (first + 1) % array.length;
return obj;
}
}
单向链表
单链表有一个头节点head，指向链表在内存的首地址。链表中的每一个节点的数据类型为结构体类型，节点有两个成员：整型成员（实际需要保存的数据）和指向下一个结构体类型节点的指针即下一个节点的地址（事实上，此单链表是用于存放整型数据的动态数组）。链表按此结构对各节点的访问需从链表的头找起，后续节点的地址由当前节点给出。无论在表中访问那一个节点，都需要从链表的头开始，顺序向后查找。链表的尾节点由于无后续节点，其指针域为空，写作为NULL。
单向链表.jpg
public class LinkedList {
public Node head = null;
public void add(int x) {
Node node = new Node(x, null);
Node p = head;
// 注意链表为空的时候的插入
if (head == null) {
head = node;
}
// 尾插法
else {
while (p.next != null) {
p = p.next;
}
p.next = node;
}
}
/**
* 遍历打印
*/
public void travese(Node head) {
Node p = head;
while (p != null) {
System.out.println(p.item);
p = p.next;
}
}
/*
* 元素
*/
private static class Node {
int item;
Node next;
public Node(int item, Node next) {
this.item = item;
this.next = next;
}
}
}
算法
1 排序
/** 快速排序 递归 比较povit后，povit的左边是小于它的数，povit右边是大于它的数 下次递归 */
public void quickSort(int arr[], int low, int high) {
int l = low;
int h = high;
int povit = arr[low];
while (l < h) {
while (l < h && arr[h] >= povit)
h--;
if (l < h) {
int temp = arr[h];
arr[h] = arr[l];
arr[l] = temp;
l++;
}
while (l < h && arr[l] <= povit)
l++
if (l < h) {
int temp = arr[h];
arr[h] = arr[l];
arr[l] = temp;
h--;
}
}
System.out.print("l=" + (l + 1) + "h=" + (h + 1) + "povit=" + povit + "\n");
if (l > low) sort(arr, low, l - 1);
if (h < high) sort(arr, l + 1, high);
}
/** 冒泡排序 按照下标向后相邻数依次比较 大数向后走
第一次下标0（j控制）与1比较 下一次下标1与2比较 再下一次下标2与3比较 大的放后面 每走完一圈最大数放置到了最后
*/
public static void bubbleSort(int[] ary) {
for (int i = 0; i < ary.length - 1; i++) {// length-1次,最后一个不用冒了.
for (int j = 0; j < ary.length - 1 - i; j++) {
if (ary[j] > ary[j + 1]) {
int t = ary[j]; ary[j] = ary[j + 1]; ary[j + 1] = t;
}
}
}
}
/**选择排序 从下标0（i控制）开始与后面所有的数比较 ，第一轮下标0与1，2，3...比较 下一轮 2与3，4，5...比较 大的放后面 */
public static void selectionSort(int[] ary) {
for(int i=0;i<ary.length-1;i++){
for(int j=i+1;j<ary.length;j++){
if(ary[i]>ary[j]){
int t = ary[i]; ary[i] = ary[j]; ary[j] = t;
}
}
}
}
/**插入排序 从下标1开始 ，与它前面所有的数比较，比它大移到后面，比较到比它小的数为止，就把它插到比他小的后面*/
public static void insertSort(int[] ary){
int t,i,j;
for(i=1;i<ary.length;i++){
System.out.println(Arrays.toString(ary));
t = ary[i];
for(j=i-1;j>=0&&ary[j]>t;j--){
ary[j+1] = ary[j];
}
ary[j+1] = t;
}
}
2 二分法查找法
/*
* 二分查找 假如数组是有序且按升序排列 取到中间的下标 如果查找数大于左边的数，则左边的数无需再搜寻，直接搜寻右边的数。
*/
public static int search(int[] nums, int num) {
int low = 0;
int high = nums.length - 1;
while (low <= high) {
int mid = (low + high) / 2;
// 与中间值比较确定在左边还是右边区间,以调整区域
if (num > nums[mid]) {
low = mid + 1;
} else if (num < nums[mid]) {
high = mid - 1;
} else {
return mid;
}
}
return -1;
}
3 位移
java中有三种移位运算符:
<< : 左移运算符，num << 1,相当于num乘以2
>> : 右移运算符，num >> 1,相当于num除以2
>>> : 无符号右移，忽略符号位，空位都以0补齐
1010 十进制：10 原始数 number
10100 十进制：20 左移一位 number = number << 1;
1010 十进制：10 右移一位 number = number >> 1;
对于：>>>
无符号右移，忽略符号位，空位都以0补齐
value >>> num -- num 指定要移位值value 移动的位数。
无符号右移的规则只记住一点：忽略了符号位扩展，0补最高位 无符号右移运算符>>> 只是对32位和64位的值有意义
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