程序員的成長之路互聯網/程序員/成長/職場?關注

閱讀本文大概需要 3.7 分鐘。

作者：大道方圓cnblogs.com/xdecode/p/9321848.html

最近在整理數據結構方面的知識, 系統化看了下Java中常用數據結構, 突發奇想用動畫來繪制數據流轉過程.

主要基于jdk8, 可能會有些特性與jdk7之前不相同, 例如LinkedList LinkedHashMap中的雙向列表不再是回環的.

HashMap中的單鏈表是尾插, 而不是頭插入等等, 后文不再贅敘這些差異, 本文目錄結構如下:

---

LinkedList

經典的雙鏈表結構, 適用于亂序插入, 刪除. 指定序列操作則性能不如ArrayList, 這也是其數據結構決定的.

add(E) / addLast(E)

add(index, E)

這邊有個小的優化, 他會先判斷index是靠近隊頭還是隊尾, 來確定從哪個方向遍歷鏈入.

if?(index?>?1))?{
????????????Node?x?=?first;for?(int?i?=?0;?i?index;?i++)x?=?x.next;return?x;
????????}?else?{
????????????Node?x?=?last;for?(int?i?=?size?-?1;?i?>?index;?i--)x?=?x.prev;return?x;
????????}

靠隊尾

get(index)

也是會先判斷index, 不過性能依然不好, 這也是為什么不推薦用for(int i = 0; i < lengh; i++)的方式遍歷linkedlist, 而是使用iterator的方式遍歷.

remove(E)

---

ArrayList

底層就是一個數組, 因此按序查找快, 亂序插入, 刪除因為涉及到后面元素移位所以性能慢.

add(index, E)

擴容

一般默認容量是10, 擴容后, 會length*1.5.

remove(E)

循環遍歷數組, 判斷E是否equals當前元素, 刪除性能不如LinkedList.

---

Stack

經典的數據結構, 底層也是數組, 繼承自Vector, 先進后出FILO, 默認new Stack()容量為10, 超出自動擴容.

push(E)

pop()

---

后綴表達式

Stack的一個典型應用就是計算表達式如 9 + (3 - 1) * 3 + 10 / 2, 計算機將中綴表達式轉為后綴表達式, 再對后綴表達式進行計算.

中綴轉后綴

• 數字直接輸出
• 棧為空時，遇到運算符，直接入棧
• 遇到左括號, 將其入棧
• 遇到右括號, 執行出棧操作，并將出棧的元素輸出，直到彈出棧的是左括號，左括號不輸出。
• 遇到運算符(加減乘除)：彈出所有優先級大于或者等于該運算符的棧頂元素，然后將該運算符入棧
• 最終將棧中的元素依次出棧，輸出。

計算后綴表達

• 遇到數字時，將數字壓入堆棧
• 遇到運算符時，彈出棧頂的兩個數，用運算符對它們做相應的計算, 并將結果入棧
• 重復上述過程直到表達式最右端
• 運算得出的值即為表達式的結果

---

隊列

與Stack的區別在于, Stack的刪除與添加都在隊尾進行, 而Queue刪除在隊頭, 添加在隊尾.ArrayBlockingQueue生產消費者中常用的阻塞有界隊列, FIFO.put(E)put(E) 隊列滿了final?ReentrantLock?lock?=?this.lock;lock.lockInterruptibly();try?{while?(count?==?items.length)
????????????????notFull.await();
????????????enqueue(e);
????????}?finally?{lock.unlock();
????????}take()當元素被取出后, 并沒有對數組后面的元素位移, 而是更新takeIndex來指向下一個元素.takeIndex是一個環形的增長, 當移動到隊列尾部時, 會指向0, 再次循環.private?E?dequeue()?{//?assert?lock.getHoldCount()?==?1;//?assert?items[takeIndex]?!=?null;final?Object[]?items?=?this.items;@SuppressWarnings("unchecked")
????????E?x?=?(E)?items[takeIndex];
????????items[takeIndex]?=?null;if?(++takeIndex?==?items.length)
????????????takeIndex?=?0;
????????count--;if?(itrs?!=?null)
????????????itrs.elementDequeued();
????????notFull.signal();return?x;
????}

---

HashMap

最常用的哈希表, 面試的童鞋必備知識了, 內部通過數組 + 單鏈表的方式實現. jdk8中引入了紅黑樹對長度 > 8的鏈表進行優化, 我們另外篇幅再講.put(K, V)put(K, V) 相同hash值

resize 動態擴容

當map中元素超出設定的閾值后, 會進行resize (length * 2)操作, 擴容過程中對元素一通操作, 并放置到新的位置.具體操作如下:

• 在jdk7中對所有元素直接rehash, 并放到新的位置.
• 在jdk8中判斷元素原hash值新增的bit位是0還是1, 0則索引不變, 1則索引變成"原索引 + oldTable.length".

//定義兩條鏈//原來的hash值新增的bit為0的鏈，頭部和尾部
????Node?loHead?=?null,?loTail?=?null;//原來的hash值新增的bit為1的鏈，頭部和尾部
????Node?hiHead?=?null,?hiTail?=?null;
????Node?next;//循環遍歷出鏈條鏈do?{
????????next?=?e.next;if?((e.hash?&?oldCap)?==?0)?{if?(loTail?==?null)
????????????????loHead?=?e;else
????????????????loTail.next?=?e;
????????????loTail?=?e;
????????}else?{if?(hiTail?==?null)
????????????????hiHead?=?e;else
????????????????hiTail.next?=?e;
????????????hiTail?=?e;
????????}
????}?while?((e?=?next)?!=?null);//擴容前后位置不變的鏈if?(loTail?!=?null)?{
????????loTail.next?=?null;
????????newTab[j]?=?loHead;
????}//擴容后位置加上原數組長度的鏈if?(hiTail?!=?null)?{
????????hiTail.next?=?null;
????????newTab[j?+?oldCap]?=?hiHead;
????}

---

LinkedHashMap

繼承自HashMap, 底層額外維護了一個雙向鏈表來維持數據有序. 可以通過設置accessOrder來實現FIFO(插入有序)或者LRU(訪問有序)緩存.put(K, V)get(K)accessOrder為false的時候, 直接返回元素就行了, 不需要調整位置.accessOrder為true的時候, 需要將最近訪問的元素, 放置到隊尾.removeEldestEntry 刪除最老的元素

往期精彩回顧

圖解 Java 垃圾回收機制，寫得非常好！

什么是整潔的代碼？什么是骯臟的代碼？

16 個超級實用的 Java 工具類

后端開發都應該掌握的Redis基礎

前后端分離模式下的權限設計方案

只要花 12 塊錢，就能讓女孩對你投懷送抱？

漫畫：互聯網公司面試圖鑒，個個是人才！

寫留言

朕已閱?

創作挑戰賽新人創作獎勵來咯，堅持創作打卡瓜分現金大獎

總結

以上是生活随笔為你收集整理的数据结构中缀表达式转后缀表达式与后缀表达式的求值实训报告_动图+源码，演示 Java 中常用数据结构执行过程及原理...的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網站內容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。