数据结构学习笔记

数组

数组的特性

• 线性表
• 连续的内存空间和相同的数据类型
• 下标从0开始
• 超过下标则出现下标越界异常
• 数据类型相同

数组的优势

• 下标的随机访问性能高 O(1)

数组的劣势

• 插入删除中间元素效率低
• 不支持动态扩容

链表

缓存淘汰策略:

• 先进先出FIFO（First In，First Out）
• 最少使用策略LFU （Least Frequently Used）
• 最近最少使用LRU （Least Recently Used）

链表的特性:

• 链表通过指针将一组零散的内存块串联在一起

链表的优点:

• 指定位置的插入和删除效率高
• 无大小限制,天然支持动态扩容

链表的缺点:

• 链表随机访问的性能没有数组好，需要 O(n) 的时间复杂度。
• 地址不连续,对CPU缓存不友好

链表的分类:

• 单链表
• 循环链表
• 双向链表

链表的应用:

• LinkedHashMap 底层使用了双向链表

栈:

栈既可以用数组来实现，也可以用链表来实现。用数组实现的栈，我们叫作顺序栈，用链表实现的栈，我们叫作链式栈。

队列

数组实现的队列叫作顺序队列，用链表实现的队列叫作链式队列

循环队列

数组实现的队列往往需要数据迁移,可以用循环队列解决

循环队列队列为空判断条件为headtail
循环队列队列满的时候判断条件为**(tail+1)%nhead**

循环队列代码:

public class CircularQueue {
    private String[] items;

    private int head = 0;
    private int tail = 0;

    private int capacity = 0;

    public CircularQueue(int capacity) {
        items = new String[capacity];
        this.capacity = capacity;
    }

    public boolean enqueue(String item) {
        //队列是否满了，提前做了判断、如果用tail==head判断这样又和判断空一样了，
        // 我们必须舍弃最后一个位置的元素不存储元素，环形队列又是不完美的环
        boolean full = (tail +1) % capacity == head;
        if (full) {
            return false;
        }

        items[tail] = item;
        tail = (tail + 1) % capacity;
        return true;
    }

    public String dequeue() {
        boolean empty = head == tail;
        if (empty) {
            return null;
        }
        String item = items[head];
        head = (head + 1) % capacity;
        return item;
    }

    public static void main(String[] args) {
        CircularQueue circularQueue = new CircularQueue(5);
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            boolean enqueue = circularQueue.enqueue(i + "");
            System.out.println("enqueue:" + i + ":result:" + enqueue);
        }
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            String dequeue = circularQueue.dequeue();
            System.out.println("dequeue:" + i + ":result:" + dequeue);
        }
    }
}